Đề tài Góp phần phát triển năng lực tư duy sáng tạo cho học sinh trung học cơ sở thông qua bài tập thực hành hoá học

GÓP PHẦN PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TƯ DUY SÁNG TẠO CHO HỌC SINH THCS THÔNG QUA BÀI TẬP THỰC HÀNH HOÁ HỌC ---------------------***------------------------ I. ĐẶT VẤN ĐỀ Hóa học là bộ môn khoa học tự nhiên mà học sinh được tiếp cận muộn nhất, nhưng nó lại có vai trò quan trọng trong nhà trường phổ thông. Môn hóa học cung cấp cho học sinh một hệ thống kiến thức phổ thông, cơ bản và thiết thực đầu tiên về hóa học, rèn cho học sinh óc tư duy sáng tạo và khả năng trực quan nhanh nhạy. Vì vậy giáo viên bộ môn hóa học cần hình thành ở các em một số kỹ năng cơ bản, thói quen học tập và làm việc khoa học làm nền tảng để các em phát triển khả năng nhận thức và năng lực hành động . Hình thành cho các em những phẩm chất cần thiết như cẩn thận, kiên trì, trung thực, tỉ mỉ, chính xác đặc biệt là kỹ năng thực hành từ đó yêu thích khoa học. Môn hóa học là bộ môn khoa học gắn liền với tự nhiên, đi cùng đời sống của con người. Việc học tốt bộ môn hóa học trong nhà trường sẽ giúp học sinh hiểu được rõ về cuộc sống, những biến đổi vật chất trong cuộc sống hàng ngày. Từ những hiểu biết này giáo dục cho học sinh ý thức bảo vệ tài nguyên thiên nhiên rất hạn chế của Tổ quốc, đồng thời biết làm những việc bảo vệ môi trường sống trước những hiểm họa về môi trường do con người gây ra trong thời kỳ công nghiệp hóa, hiện đại hóa, nhằm tạo dựng một cuộc sống ngày càng tốt đẹp hơn. Môn hóa học trang bị cho học sinh những kiến thức cơ bản, tối thiểu để học sinh khỏi bỡ ngỡ trong các tình huống gặp phải trong tự nhiên, trong cuộc sống. Từ đó lý giải được các hiện tượng kỳ bí, bài trừ mê tín dị đoan. Môn hóa học là bộ môn khoa học nghiên cứu về chất, sự biến đổi về chất - những biến đổi vật chất trong tự nhiên. Ngày nay các nước trên thế giới, việc giảng dạy bộ môn hóa học rất được coi trọng. Môn hóa học được đầu tư trang bị các thiết bị dạy học đầy đủ, hiện đại, con người được bố trí phụ trách phòng thiết bị, phù hợp với mục tiêu, yêu cầu giảng dạy bộ môn, phù hợp cấp học, bậc học, đồng thời đội ngũ giáo viên được chuẩn hóa, được cập nhật thông tin đầy đủ, kịp thời. Trong thực tế giảng dạy, với năng lực cụ thể của từng giáo viên, kỹ năng sử dụng các phương pháp, phương tiện dạy học, đặc biệt là các thao tác thực hiện kỹ thuật thực hành trong từng bài cụ thể: thí nghiệm chứng minh, thí nghiệm biểu diễn, thí nghiệm thực hành,…chính nhờ những thao tác kỹ năng thực hiện đó đã giúp cho học sinh nắm chắc kiến thức lý thuyết một cách chủ động, sáng tạo và hứng thú. Đó chính là bản sắc riêng của từng thầy cô giáo, tựu chung lại là giúp cho học sinh nắm kiến thức nhanh nhất, sâu sắc nhất, chủ động nhất. * Thực hành thí nghiệm hoá học ở trường THCS là lần thực hành đầu tiên của học sinh, nên học sinh còn bở ngỡ với những dụng cụ, hoá chất, thao tác thí nghiệm. Tuy nhiên nếu người giáo viên ngoài việc hướng dẫn học sinh thực hành, còn biết đưa ra các bài tập thực hành nhằm gợi ý trí tò mò, óc sáng tạo thì không những củng cố được lý thuyết, mà còn bồi dưỡng được năng lực sáng tạo cho học sinh và nâng cao được niềm say mê yêu thích của học sinh đối với bộ môn hoá học. Sau đây tôi xin giới thiệu một số bài tập có thể bồi dưỡng, rèn luyện năng lực sáng tạo cho học sinh qua những bài tập thực hành. II. GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ I- ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU. * Tổ chức tiến hành phương pháp nghiên cứu trên cơ sở lý luận và thực tiễn, đặc biệt là trong quá trình thực tế giảng dạy bộ môn hóa học trong trường THCS những năm đổi mới chương trình, đổi mới phương pháp dạy học và thay sách giáo khoa. II-QUÁ TRÌNH THỰC HIỆN NỘI DUNG. 1. Qua quá trình giảng dạy và nghiên cứu SGK, tài liệu tham khảo, SGV, sách bồi dưỡng thường xuyên, tạp chí giáo dục THCS,…tôi nhận thấy vấn đề rèn luyện năng lực sáng tạo cho học sinh trong bài tập thực hành môn hoá học ở trường trung học cơ sở nhằm đáp ứng nhu cầu người học, đáp ứng các kiến thức của chương trình, vấn đề rèn luyện năng lực sáng tạo cho học sinh là một vấn đề cấp bách mang tính sống còn quyết định hiệu quả giảng dạy của giáo dục nói chung, của bộ môn hóa học nói riêng, đáp ứng quá trình hội nhập toàn diện của Việt Nam với nền kinh tế quốc tế, nhằm đẩy nhanh công cuộc xây dựng đất nước giàu đẹp sánh vai với các cường quốc năm châu. 2. Một số bài tập rèn luyện năng lực sáng tạo cho học sinh trong thực hành môn hoá học ở trường trung học cơ sở Ví dụ 1: Một học sinh lắp dụng cụ điều chế khí Cl2 như hình vẽ: a, Cho biết tác dụng của của các hình A, B, C , D b. Hãy phân tích những chổ chưa hợp lý trong sơ đồ trên? Giải thích và lắp lại dụng cụ thí nghiệm. Phân tích: Ví dụ này đòi hỏi học sinh phân tích để hiểu rõ tác dụng của các hình trên và đồng thời tăng cường khả năng quan sát để phát hiện ra điểm chưa hợp lý. Với học sinh nắm chắc kiến thức và biết vận dụng tốt kiến thức vào thực tế thì có thể phát hiện được ngay điểm chưa được của cách lắp và sữa lại cho hợp lý. Giải Phương trình điều chế: MnO2 + 4HCl "MnCl2 + Cl2 + 2H2O " Sản phẩm khí thu được gồm Cl2 có lẫn hơi nước Bình B làm khô khí Bình C để thu khí Bình D để loại khí Clo dư b.Từ tính năng của các bình trên, cho thấy học sinh trên lắp dụng cụ chưa hợp lý: - Ống khí từ bình A phải cắm sâu vào bình B để loại hơi nước và ống bên phải phải lắp ngắn hơn và không được chạm vào dung dịch H2SO4 để khí Cl2 dễ đi sang bình C. - Ống dẫn khí bên trái của hình C cần phải thiết kế dài hơn ông bên phải vì ống bên phải chỉ có nhiệm vụ xử lý khí Cl 2 dư khi bình C đã thu đầy khí. Dụng cụ được lắp như hình sau: Ví dụ 2: Một bình khí chứa hỗn hợp gồm: N2 O2,CO, CO2 và hơi nước. Hãy trình bày phương pháp lắp đặt dụng cụ và chọn hoá chất để thu được khí N2 tinh khiết. Biết trong phòng thí nghiệm có các dụng cụ như: ống dẫn khí, nút cao su, đèn cồn, bình tam giác và các hoá chất như dung dịch NaOH, H2SO4 đặc, bột Cu, bột CuO. Vẽ hình minh hoạ và viết phương trình phản ứng. Phân tích: Câu hỏi này yêu cầu học sinh phải tư duy toàn diện hơn, phải biết hệ thống hoá kiến thức, xâu chuỗi lại từ đó phát hiện ra con đường có thể chọn. Học sinh nào phát hiện ra cách lắp đặt dụng cụ và chọn hoá chất hợp lý nhất, nhanh nhất thì chứng tỏ có tư duy, năng lực sáng tạo tốt. N2 là khí trơ về mặt hoá học. Do đó cần loại bỏ từng tạp chất ra khỏi hỗn hợp. Khí O2 và khí CO nên loại bỏ trước ( bằng Cu và CuO) rồi mới loại bỏ khí CO2 vì sau khi loại bỏ khí CO thường khí CO2 sinh ra ta lại phải loại bỏ một lần nữa. Nước phải là chất loại bỏ cuối cùng tránh sự sinh ra nước ở các quá trình trung gian đồng thời làm khô khí cần tinh chế. Từ đó rút ra thứ tự cần tinh chế là: O2 , CO, CO2 , H2O. to Phương trình phản ứng hoá học là: to 2Cu + O2 2CuO CuO + CO Cu + CO2 CO2 + 2NaOH " Na2CO3 + H2O Ví dụ 3: Người ta lắp đặt thí nghiệm như hình sau Hãy xác định công thức hoá học thích hợp của A, B , D, E, H trong thí nghiệm ở hình vẽ. Viết phương trình phản ứng Biết A, B là chất rắn, D là chất khí, E là dung dịch và H là chất kết tủa Tại sao khi kết thúc thí nghiệm người ta thường rút ống dẫn khí ra khỏi dung dịch E mới tắt đèn cồn mà không làm ngược lại. Phân tích: Ví dụ này đòi hỏi học sinh dựa vào quy trình trên hình vẽ phân tích kỹ lưỡng từng tác dụng của mỗi chi tiết để xác định công thức hoá học hợp lý của A, B, D, E, H. Khi tiến hành thí nghiệm thông thường học sinh làm theo hướng dẫn của giáo viên chứ ít khi suy nghĩ tại sao phải làm như vậy? Vì vậy ví dụ này còn giúp học phải hiểu được tác dụng của từng thao tác khi tiến hành thí nghiệm Giải Ca(OH)2 a. Ta có sơ đồ: CuO CaCO3 Ba(OH)2 CO2 (D) (A) PbO C (B) (E ) (H) FeO BaCO3 ..... Phương trình hoá học minh hoạ: tttto 2CuO + C " CO2 + 2Cu CO2 + Ca(OH)2 " CaCO3 + H2O ... b. Khi tắt đèn cồn thì phản ứng sẽ dùng lại, lượng khí CO2 trong ống nghiệm giảm làm áp suất giảm đột ngột, nước trong cốc dễ đi vào ống nghiệm làm vỡ ống nghiệm. Do vậy phải rút ống dẫn khí ra khỏi dung dịch E rồi mới tắt đèn cồn mà không làm ngược lại. Ví dụ 4: Khí Hiđrô được điều chế trong phòng thí nghiệm bằng thiết bị sau: Hãy cho biết bình 1 và 2 đựng những chất nào sau đây: là: H2O ; dd HCl ; dd H2SO4 loãng; Nước vôi trong ( dd Ca(OH)2 ). là: Kim loại Zn; Fe; CuO; Muối ăn (dd NaCl ). Người ta loại bỏtheer tích khí thu được lúc đầu vì có lẫn tạp chất: A. không khí B. hiđrô C. hơi nước D. khí cacbonic c. Ngoài cách thu khí hiđrô như trên càn có cách thu nào khác? Phân tích: Để trả lời tốt câu hỏi này thì học sinh phải tổng quát hoá kiến thức đã học từ đó tìm ra những chất chứa trong bình (1) và bình (2). Phân tích từng thao tác để hiểu được tại sao khi chậu nước bắt đầu có sủi bọt khí ta chưa thu ngay khí H2 . Nếu chỉ dừng ở một cách thu trên thì học sinh dễ ngộ nhận là chỉ có một cách duy nhất để thu khí H2 . Câu hỏi c nhằm giúp cho học sinh có cách nhìn tổng quát từ đó có thể sáng tạo ra nhiều cách khác nhau. Giải (1) là: dd HCl hoặc dd H2SO4 loãng (2) là: Zn hoặc Fe Phương trình hoá học: Zn + 2HCl " ZnCl2 + H2 Fe + 2HCl " FeCl2 + H2 Zn + H2SO4 loãng " ZnSO4 + H2 Fe + H2SO4 loãng " FeSO4 + H2 Hiđrô có lẫn không khí (Đáp án A) Vì hiđrô nhẹ hơn không khí nên có thể thu khí H2 bằng cách úp ống thu bằng phương pháp đẩy không khí. Ví dụ 5: Có 3 học sinh tiến hành điều chế O2 bằng phản ứng nhiệt phân thuốc tím trong ống nghiệm, các ống được lắp như 3 hình vẽ sau: Viết phương trình phản ứng nhiệt phân thuốc tím. Hãy cho biết cách lắp ống nghiệm như hình vẽ nào là đúng nhất ? Giải thích ? Phân tích: Bài tập này nhằm tăng cường khả năng quan sát để phát hiện ra điểm sai. Bên cạnh đó để trả lời đúng và đầy đủ học sinh phải dựa vào kiến thức mấu chất là ôxi là một khí nặng hơn không khí rồi vận dụng kiến thức để trả lời. t0 Giải 2KMnO4 " K2MnO4 + MnO2 + O2# Hình C đúng nhất vì khí O2 nặng hơn không khí nên ống nghiệm cần phải lắp nghiêng xuống để khí thoát ra và cũng đề phòng hơi nước trong quá trình đun nóng thuốc tím rơi xuống đáy ống nghiệm làm vỡ ống nghiệm. Ví dụ 6: Tiến hành một thí nghiệm như hình vẽ sau: bình cầu chứa khí A có cắm ống dẫn khí vào cốc đựng chất lỏng B. Khi mở khoá K, chất lỏng phun vào bình cầu. Hãy xác định khí A là khí nào trong số các khí sau đây : H2, , CH4 , C2H4 , C2H2 , CO2 , HCl, N2, SO2, chất lỏng B là: H2O dung dịch NaOH dung dịch Br2  Phân tích: Bài tập này yêu cầu học sinh phải nắm vững tính chất của mỗi khí và có khả năng phân tích tốt: Chất lỏng B phun vào bình cầu khi mở khoá K chứng tỏ khí A trong bình cầu sẽ dễ hoà tan trong B hoặc tác dụng với B tạo ra chất lỏng nên làm áp suất trong bình giảm mạnh so với áp suất khí quyển làm cho nước phun mạnh vào bình cầu. Giải: Từ sự phân tích trên ta ruy ra: HCl HCl, CO2 , SO2 , C2H4 , C2H2 , SO2 Ví dụ 7 : Trong phòng thí nghiệm của chỉ có các hoá chất Cu, Fe, dung dịch NaOH, HCl, BaCl2 , CaCO3 , H2SO4 , quỳ tím, C12H22O11 (đường saccarozơ). Một bạn học sinh đang muốn làm thí nghiệm chứng minh tính oxi hoá mạnh của H2SO4 đặc. Em hãy giúp bạn chọn ra những thí nghiệm cần làm ? Phân tích:Để trả lời câu hỏi trên thì học sinh phải tổng quát hoá kiến thức đã học từ đó ruy luận ra những phản ứng thực hiện được , rồi mới chon hoá chất cần lấy. Điều này rèn được óc sáng tạo cho học sinh, giúp học sinh có thể tự giải quyết những trường hợp theo những khuôn mẫu đã học. Vì vậy nên chọn Cu (vì chỉ tan trong axit có tính oxi hoá cho dung dịch màu xanh dễ nhận biết). Ví dụ 8: Trong phòng thí nghiệm để điều chế và thu một số khí tinh khiết, người ta lắp bộ dụng cụ như hình sau: B×nh A: Chøa chÊt láng hoÆc dung dÞch B×nh B: Chøa chÊt r¾n hoÆc dung dÞch B×nh C: Chøa chÊt láng hoÆc dung dÞch B×nh D: Chøa chÊt r¾n hoÆc dung dÞch B×nh E: §Ó thu khÝ. a. H·y cho biÕt bä dông cô trªn cã thÓ ®iÒu chÕ vµ thu ®­îc nh÷ng khÝ nµo trong c¸c khÝ sau ®©y: H2 , O2 , HCl , CO , CO2 , CH4, C2H2 b. Hãy đề nghị cách khắc phục (lắp lại dụng cụ) dể có thể điều chế và thu được các khí còn lại. Giải thích? Phân tích: Bài toán trên nhằm phát triển ở học sinh óc quan sát, khả năng phân tích tốt và suy nghĩ sáng tạo nhằm tìm ra cách lắp dụng cụ hợp lý để điều chế và thu các khí còn lại. 3. Kết quả thực tế giảng dạy và kết quả khảo sát  Trong quá trình giảng dạy bộ môn hóa học lớp 8,9 trong nhiều năm, hình thức kiểm tra đánh giá kết quả làm bài tập thực hành. Tôi rút ra các kết quả và đánh giá như sau : 3.1.Kết quả : a. Đối với phương pháp dạy học cũ (Chưa áp dụng sáng kiến) : Khối lớp Tổng số HS Chưa có kỹ năng giải bài tập thực hành Có kỹ năng giải bài tập thực hành Kỹ năng giải bài tập thực hành tốt Tổng Số % Tổng Số % Tổng Số % 8 75 30 40 25 33 20 27 9 80 26 32.5 28 35 26 32.5 b. Đối với phương pháp dạy học mới  Khối lớp Tổng số HS Chưa có kỹ năng giải bài tập thực hành Có kỹ năng giải bài tập thực hành Kỹ năng giải bài tập thực hành tốt Tổng Số % Tổng Số % Tổng Số % 8 76 10 13.2 40 52.6 26 34.2 9 75 8 10.6 38 50.7 29 38.7 3.2. Đánh giá : Sau một năm trực tiếp giảng dạy áp dụng phương pháp dạy học này, tôi nhận thấy đã có sự chuyển biến tích cực trong chất lượng dạy học, trong các hoạt động của thầy, hoạt động của trò, sự nhận thức về dạy, học có nhiều chuyển biến đặc biệt là phía người học, người học chủ động tích cực hơn trong việc lĩnh hội kiến thức, trong đó kiến thức thực tế, thực nghiệm được học sinh tiếp nhận một cách hứng thú, đặc biệt là rèn luyện được kỹ năng làm bài tập thực hành và thực hành. Chất lượng học sinh được nâng lên rõ rệt. III. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 1. Kết luận Trên đây chỉ là số ít bài tập thực hành mà tôi đã sử dụng trong quá trình giảng dạy hoá học. Để thực hiện tốt việc rèn luyện kỹ năng giải bài tập thực hành môn hoá học cho học sinh THCS, đòi hỏi người giáo viên trước hết phải nắm vững các kiến thức cơ bản, phổ thông, các kiến thức về đổi mới về chương trình, về phương pháp dạy học đồng thời cấp bách cần có kỹ năng sử dụng dụng cụ đồ dùng dạy học một cách hiệu quả nhằm phát huy tính chủ động sáng tạo, tích cực tìm tòi chiếm lĩnh lĩnh hội các kiến thức phổ thông thực nghiệm nhằm phát huy khả năng tư duy khả năng độc lập sáng tạo trong mọi hành động. Bên cạnh đó giáo viên cần khai thác triệt để nội dung sách giáo khoa, các tài liệu tham khảo, tài liệu bồi dưỡng chuyên môn nghiệp vụ, các phương tiện giảng dạy hiện có, thường xuyên tiến hành đổi mới phương pháp dạy học bộ môn hóa học thông qua việc khai thác triệt để bộ dụng cụ thiết bị dạy học để học sinh thông qua thực hiện các thí nghiệm trong từng bài học để tạo hứng thú học tập, chủ động tiếp thu kiến thức, tìm hiểu kiến thức từ đó nắm chắc kiến thức cơ bản phổ thông, các kiến thức trong thực tế, rèn luyện kỹ năng thực hành. Để rèn luyện năng lực sáng tạo trong bài tập thực hành cũng như thực hành hoá học cho học sinh thì người giáo viên phải có tâm huyết với nghề, với bộ môn, không ngại khó ngại khổ, khắc phục khó khăn để thực hiện đầy đủ các thí nghiệm theo yêu cầu tối thiểu, giáo viên phải chuẩn bị chu đáo, các thao tác thành thạo thông qua việc làm thử, dạy thử, các thao tác của giáo viên thực hiện đảm bảo chuẩn xác, sư phạm, mẫu mực đảm bảo an toàn và hiệu quả. Một vấn đề nữa là phòng học bộ môn đạt tiêu chuẩn, cán bộ chuyên trách phòng thiết bị được đào tạo bài bản ( không kiêm nhiệm), các trang thiết bị hiện đại ( máy chiếu đa năng, máy vi tính),…Các dụng cụ hóa chất đầy đủ, chất lượng tốt. Giáo viên cần xây dựng các nhóm học sinh hoạt động có nề nếp, hiệu quả làm sao phát huy tối đa tính chủ động sáng tạo của từng học sinh khi tham gia làm thực hành. 2. Đề xuất kiến nghị . Tiếp tục tuyên truyền vận động đồng thời có những biện pháp quyết liệt hơn trong chỉ đạo nhằm làm thay đổi nếp nghĩ trong từng suy nghĩ của cán bộ giáo viên tại từng cơ sở giáo dục, kiên quyết chống bệnh thành tích và tiêu cực trong các hoạt động giáo dục. Đầu tư thỏa đáng cho giáo dục : Ngân sách, con người, cơ sở vật chất, trang thiết bị hiện đại, cập nhật…. Tiếp tục đầu tư thêm các tài liệu dành cho bồi dưỡng chuyên môn nghiệp vụ sách giáo khoa, sách tham khảo, bổ sung thiết bị dạy học còn thiếu, còn kém chất lượng,… Các cơ sở giáo dục làm tốt công tác xã hội hóa giáo dục huy động tối đa các nguồn lực đầu tư cho cơ sở vật chất trang thiết bị của nhà trường đáp ứng yêu cầu ngày càng cao của xã hội. Trên đây là kinh nghiệm nhỏ của tôi về phát triển năng lực tư duy sáng tạo cho học sinh THCS thông qua bài tập thực hành hoá học. Rất mong được sự đóng góp ý kiến của quý đồng nghiệp. Tôi xin chân thành cảm ơn Ngày hoàn thành 24 tháng 03 năm 2013