Đề tài Hình thành kĩ năng giải bài tập hóa học cho học sinh trung học cơ sở

HÌNH THÀNH KĨ NĂNG GIẢI BÀI TẬP HÓA HỌC CHO HỌC SINH THCS A-®Æt vÊn ®Ò - Bài tập hóa học là phương tiện hiệu nghiệm trong giảng dạy hóa học thể hiện ở chỗ: + Bài tập hóa học là một trong những nguồn để hình thành kiến thức và kĩ năng mới cho học sinh. Giải bài tập hóa học cũng giúp cho học sinh tìm kiếm được kiến thức và kĩ năng mới. + Thông qua giải bài tập hóa học giúp cho học sinh hình thành, rèn luyện, củng cố kiến thức, kĩ năng về hóa học. Giải bài tập hóa học là một trong những hình thức luyện tập chủ yếu và được tiến hành nhiều nhất trong việc tiếp thu kiến thức và kĩ năng. Do vặy các bài tập hóa học có một vai trò quan trọng trong việc hình thành, rèn luyện kĩ năng và vận dụng kiến thức. + Bài tập hóa học là phương tiện hữu hiệu để rèn luyện và phát triển tư duy của học sinh. Trong quá trình giải bài tập hóa học học sinh bắt buộc phải thực hiện các thao tác tư duy để tái tạo kiến thức cũ, tìm ra mối liên hệ bản chất giữa các sự vật và hiện tượng. Học sinh phải tổng hợp, phân tích, phán đoán, suy luân. để tìm ra lời giải. Nhờ vậy tư duy của học sinh được nâng cao, việc học tập của học sinh là một quá trình hoạt động tích cực nhờ các bài tập hóa học được đưa ra đúng lúc, vừa sức để học sinh có thể tự lực giải quyết được. + Bài tập hóa học là công cụ hữu hiệu để kiểm tra kiến thức, kĩ năng của học sinh. Giúp giáo viên phát hiện được trình độ của học sinh và có biện pháp giúp học sinh khắc phục sai lầm trong học tập hóa học. - Trong khi đó thực trạng hiện nay, việc áp dụng đổi mới phương pháp dạy học đã góp phần nâng cao đáng kể chất lượng học tậpcủa học sinh. Tuy vậy kĩ năng giải bài tập của học sinh vẫn còn yếu. Việc vận dụng lý thuyết vào giải bài tập hóa học còn lúng túng, chưa thành thạo, linh hoạt. Chính vì vậy việc hình thành kĩ năng giải bài tập hóa học cho học sinh là rất quan trọng và phải được tiến hành qua các loại bài học và trong suốt quá trình dạy hóa học. B – Néi dung vµ BiÖn ph¸p thùc hiÖn I. Khái niệm về giải bài tập hóa học. Giải bài tập hóa học là phải xem xét đầu bài cho biết “những yếu tố nào” và yêu cầu tìm “cái gì”. Người giải phải phân tích, nhớ lại các khái niệm, định luật, tính chất các kĩ năng có liên quan để tìm ra mối liên hệ giữa “cái đã cho” và cái cần tìm; xác định cách thức thực hiện các thao tác đã để thực hiện được yêu cầu của bài, cuối cùng thể hiện chính xác các thao tác đã vạch ra bằng các tri thức và kĩ năng đã có, đó là trình bày lời giải. Như vậy, quá trình giải bài tập là quá trình nghiên cữu đầu bài, xác định hướng giải và trình bày lời giải theo hướng đã vạch ra, cuối cùng là tìm được đáp số phù hợp với yêu cầu của đề bài. II. Hoạt động của học sinh trong quá trình tìm kiếm lời giải 1.Hoạt động của học sinh khi giải bài tập nhằm hình thành kiến thức mới, kĩ năng mới. Đây là loại bài tập mà sau khi giải nó, học sinh thu được những kiến thức mới, kĩ năng giải một loại bài tập. Ví dụ: Hoạt động của học sinh khi tìm dấu hiệu chung giữa các hiện tượng, công htức hóa học, phản ứng hóa học cụ thể để khái quát hóa thành khái niệm về: oxit, axit, bazơ hoặc phản ứng hóa hợp, phản ứng phân hủy...Hoạt động của học sinh là phải tập trung suy nghĩ những câu hỏi, những yêu cầu của giáo viên, huy động những kiến thức, kĩ năng sẵn có để xác định hướng giải và trình bày lời giải chính xác. Hoạt động của học sinh trong quá trình tìm kiếm lời giải càng tích cực chủ động bao nhiêu thì các kiến thức, kĩ năng thu được càng chính xác, vững chắc, linh hoạt bấy nhiêu. 2.Hoạt động của học sinh khi giải bài tập nhằm vận dụng và củng cố rèn luyện kĩ năng về hóa học. Nhiều học sinh hiện nay chưa biết cách hoặc biết mơ hồ về giải bài tập hóa học, lí do là chưa nắm chắc lí thuyết hoặc thiếu kĩ năng toán học.Tuy nhiên phấn lớn học sinh chưa nắm được phương pháp, tiến hành để giải một bài tập hóa học. Một bài tập nhằm vận dụng kiến thức, học sinh coi như được tạo một nhiệm vụ phải giải quyết vấn đề nêu ra trong đầu bài. Hoạt động của học sinh trải qua các giai đoạn: Tìm hiểu đề bài: xác định các “yếu tố” đã cho và yếu tố cần tìm. Hiểu ý nghĩa mở rộng yếu tố đã cho và yếu tố cần tìm, hiểu được các thuật ngữ, khái niệm mới, quan trọng. Xác định hướng giải bài tập: Học sinh nhớ lại các khái niệm, định luật, quy tắc, tính chất,bài giải mẫu... có liên quan. Từ tìm ra mối liên hệ giữa điều kiện và yêu cầu của bài tập. Đề ra các bước thực hiện và huy động các kiến thức, kĩ năng để thực hiện. Trình bày lời giải: Thực hiện các bước giải đã vạch ra. Học sinh sau khi giải xong cần kiểm tra lại xem trả lời đã đúng yêu cầu của bài chưa? Đã sử dụng hết dữ liệu bài ra chưa? Tính toán có sai không?... III. Kĩ năng giải bài tập hóa học - Kĩ năng giải bài tập hóa học là khả năng của học sinh biết sử dụng có mục đích và sáng tạo những kiến thức của bản thân mình để giải những bài tập hóa học. - Có kĩ năng giải bài tập hóa học là biết phân tích đâu bài từ đó xác định được hướng giải đúng và trình bày lời giải một cách logic, chính xác trong một thời gian nhất định... Có thể phân biệt thành 3 mức độ: Biết làm: Giải được song chưa nhanh, chưa linh động. Thành thạo: Biết làm nhanh gọn, chính xác. Mềm dẻo, linh hoạt và sáng tạo: Học sinh không chỉ giải đúng, nhanh mà còn đưa ra những cách giải ngắn gọn, độc đáo. IV. Phương pháp hình thành kĩ năng giải bài tập hoá học. Các giai đoạn của việc hình thành kĩ năng: Có thể phân thành 3 giai đoạn: Giai đoạn 1: Học sinh vận dụng lí thuyết để giải bài tập hóa học. Ví dụ: Viết tên hoặc kí hiệu của nguyên tố hóa học; viết công thức hóa học khi biết hóa trị các nguyên tố, tính hóa trị của 1 nguyên tố chưa biết dựa vào công thức hóa học, tính phân tử khối, khối lượng mol... Giai đoạn 2: Học sinh vận dụng kiến thức, thao tác để giải các bài tập cơ bản. Giai đoạn 3: Học sinh vận dụng kiến thức, kĩ năng giải bài tập cơ bản để giải bài tập phức tạp hơn. Thí dụ: Ở bài “Tính theo PTHH”, học sinh mới chỉ biết tính theo PTHH với các chất là tinh khiết, phản ứng xảy ra hoàn toàn, không có chất dư, hiệu suất là 100%. Nhưng khi học sinh có kiến thức về chất oxi, về thể tích chất khí, thì học sinh lại có thêm kĩ năng tìm thể tích chất khí tham gia phản ứng hoặc sản phẩm tạo thành sau phản ứng mà khối lượng các chất tham gia vừa đủ hoặc còn dư... 2. Hình thành cánh định hướng giải bài tập hóa học. a. Các bước chung: Hướng dẫn cho học sinh rõ từng bước giải. + Nghiên cứu đầu bài: Gồm các hành động: Đọc kĩ đầu bài . Tìm điều kiện bài đã cho va yêu cầu của bài còn ẩn chứa trong từ ngữ. Đổi đơn vị của các đại lượng ra cùng một hệ thống nhất. Ví dụ: Đổi ml hay cm3 ra dm3; gam ra mol hay ngược lại. + Xác định hướng giải: Tức là phải tìm được mối liên hệ giữa yêu cầu cần tìm của bài và các điều kiện đã cho của bài. Lập kế hoạch giải theo từnh bước chi tiết và thứ tự thực hiện. Trong mỗi bước cần xác định được sử dụng những kiến thức nào? Kĩ năng nào? Công thức tính nào?... + Thực hiện chương trình giải hay còn gọi là trình bày bài giải: Có 2 bước nhỏ: Phân tích, tổng hợp, khái quát hóa để rút ra kết luận cần thiết. Viết các PTHH hoặc thực hiện để lập CTHH. Lập phương trình toán học hoặc sử dụng các biểu thức có sẵn (như CM = n/V, m = n.M, V = n.22,4...) biểu diễn mối liên hệ giữa các đại lượng cho và đại lượng cần tìm. Tính toán hoặc lập luận để rút ra kết luận cần thiết. + Kiểm tra kết quả: Đây là khâu cuối cùng rất quan trọng. Nhiệm vụ của nó là: Xem có trả lời sai yêu cầu của bài không? Sử dụng đã hết điều kiện của đầu bài chưa? Tại sao? Sử dụng kiến thức đã đúng chưa? Tính toán đã đúng chưa? Kết quả có phù hợp với thực tế không? Ví dụ: Nhiều học sinh khi tính thành phần % của các chất trong hỗn hợp thường là lớn hơn hay nhỏ hơn 100%. Hoặc: Trường hợp cho 22g S tác dụng với 11,2 lít khí oxi (đktc). Tìm thể tích khí SO2 tạo thành? Thường học sinh tính số mol SO2 thông qua 22g S chứ không sử dụng điều kiện số mol khí oxi đã biết, nên kết quả sai. Hoặc khi tính khối lượng của một chất khí nào đó thì lại lấy số mol nhân với 22,4... Tóm lại việc xây dựng cho học sinh thói quen thực hiện các bước khi giải bài tập hóa học là rất quan trọng. Nó tạo điều kiện cho học sinh có thói quen xác định phương hướng và cách thức hành động trước khi bắt tay vào hành động cụ thể, đồng thời tạo cho học sinh có thói quen làm việc theo quy trình chặt chẽ, đặt kế hoạch trước khi thực hiện cụ thể. Thí dụ về xây dựng giải bài tập hóa học theo các bước: Cho hỗn hợp gồm 6,2g CaCO3 và CuSO4 tác dụng vừa đủ với 200 ml dung dịch HCl, người ta thu được 0,448 lít khí (đktc). Tính tỉ lệ % về khối lượng của mỗi muối trosng hỗn hợp. Tính CM của dung dịch HCl. Nghiên cứu đầu bài, tóm tắt bài ra. CaCO3, CuSO4 + dd HCl → chất khí Điều kiện: 6,2g 200 ml 0,448 l Yêu cầu : Tỉ lệ % các muối ? CMddHCl = ? Theo bài ra thì ta thấy chỉ có CaCO3 tác dụng với dd HCl là tạo ra chất khí (vì tạo thành khí CO2) => chất khí tạo ra là khí CO2. Vì vậy từ số mol CO2 ta tính được số mol CaCO3 và số mol HCl tham gia phản ứng. Từ đó ta tính đựoc khối lượng muối CaCO3 suy ra khối lượng CuSO4 để tính tỉ lệ % và từ số mol HCl suy ra CM của dung dịch HCl. Theo công thức CM = n/V. Xác định hướng giải. Theo 4 bước của một bài toán tính theo PTHH Trình bày lời giải: - Đổi đơn vị Vdd HCl = 200 ml = 0,2 (lít) nCO2 = 0,448/22,4 = 0,02 (mol) - Tính mCaCO3, tỉ lệ % Chỉ có CaCO3 t/d với dd HCl Viết PTHH 2HCl + CaCO3 → CaCl2 + CO2 + H2O 2 mol 1 mol 1 mol - Tính nCaCO3 và nHCl Theo ptpư nCaCO3 = nCO2 = 0,02 mol nHCl = 2 nCO2 = 0,02 × 2 = 0,04 (mol) Tính mCaCO3 => mCaCO3 = 0.02 × 100 = 2 (g) Tính % CaCO3 => % CaCO3 = 2/6,2 × 100% = 32,26 % Tính % CuSO4 => % CuSO4 = 100 – 32,26 = 67,74 % Tính CMdd HCl CMdd HCl = 0,04/0,2 = 0,2 M 4) Kiểm tra kết quả: Thử lại: nHCl = 0,2 × 0,2 = 0,04 (mol) 3. Hướng dẫn học sinh tìm kiếm lời giải bài tập hóa học cần thực hiện các bước: a. Nêu nội dung bài tập hóa học phải được nêu như là 1 tình huống có vấn đề đặt ra trong lí thuyết và trong thực tiễn nhằm kích thích tư duy và gây hứng thú cho học sinh. Nếu chỉ đọc bài tập trong sgk sẽ hạn chế. Ví dụ khi dạy học sinh tính theo PTHH, thay cho việc đọc bài tập, giáo viên nêu vấn đề sau: 1 nhà sản xuất muốn có 2,7 tấn nhôm thì phải dùng bao nhiêu tấn Al2O3? Làm thế nào để tính được? (vấn đề đặt ra trong thực tế). b. Dùng hệ thống câu hỏi dẫn dắt học sinh tìm kiếm lời giải: Đối với loại bài tập mới gặp, giáo viên nên dùng câu hỏi gợi mở để học sinh suy nghĩ và thực hiện bằng kĩ năng và kiến thức đã biết. Những câu hỏi đó phải cô đọng, chính xác hướng học sinh thự hiện theo định hướng đã xây dựng. Ví dụ: Khi hướng dẫn học sinh giải bài tập tìm khối lượng sản phẩm hoặc khối lượng chất tham gia trong quá trình gồm nhiều phản ứng kế tiếp nhau có tính đến hiệu suất phản ứng như: Dùng 500 ml dd NaOH 1M tác dụng vừa đủ với dd Cu(NO3)2, thu được kết tủa A và dd B. Nung A cho tới khối lượng không đổi thì thu được chất rắn màu đen C. Dùng khí H2 khử hoàn toàn chất C thì thu được chất màu đỏ D. Tính chất rắn thu được nếu hiệu suất phản ứng là 80 %. - Hướng dẫn học sinh lập sơ đồ cả quá trình các phản ứng xảy ra: Cu(NO3)2  NaOH__> A Nhiêt độ_> C Hidro__> D Kết tủa Đen Đỏ? Dẫn dắt học sinh liên hệ tính chất hóa học (hoặc sử dụng kiến thức đã học) để tìm ra các chất A, B, C, D. Sau khi biết được các chất, hướng dẫn học sinh rút ra sơ đồ hợp thức (thông qua các phương trình hóa học đã có) và thông qua tỉ lệ mol các chất để tính số mol chất cuối cùng, khối lượng chất cuối cùng. Rồi tính khối lượng chất đó với hiệu suất bài đã cho. 4. Con đường hình thành kĩ năng giải bài tập hóa học: Theo quy trình: a. Luyện tập theo mẫu: Cho học sinh làm một số bài tập có cách giải tương tự bài giải mẫu giáo viên đã làm. b. Luyện tập không theo mẫu: Sau khi học sinh đã nắm được phương pháp giải một loại bài tập nào đó, cần cho học sinh luyện tập trong những tình huống có biến đổi. Các bài tập này phải sắp xếp từ dễ đến khó giúp học sinh phát triển các kĩ năng cao hơn. c. Luyện tập thường xuyên: Mỗi kĩ năng vừa được hình thành thường còn thiếu tính nhuần nhuyễn, mềm dẻo, linh hoạt và thiếu tính sáng tạo. Do đó cần tạo điều kiện cho học sinh để các em được vận dụng các kĩ năng giải các bài tập hóa học vừa với yêu cầu từng bước nâng cao dần và luyện tập thường xuyên qua các bài học. d. Luyện tập theo nhiều hình thức giải các bài tập hóa học khác nhau: Như giải bài tập bằng miệng, giải dưới dạng viết, thảo luận nhóm ghi cách làm vào bảng nhóm, giải bằng thực nghiệm, ra bài tập làm ở nhà... 5. Phương pháp hình thành kĩ năng giải bài tập hóa học bao gồm các vấn đề sau: - Xác định từng kĩ năng trong hệ thống kĩ năng và mức độ của nó ở mỗi cấp học (ví dụ: lớp 8 thì cần thành thạo kĩ năng nào, kĩ năng nào đang tiếp tục hình thành ở lớp 9. Và ở lớp 9 cũng vậy). - Xác định hệ thống bài tập hóa học chủ yếu để học sinh luyện tập và giải (như: bài tập cơ bản, bài tập phối hợp...) - Xây dựng phương pháp giải cho một số loại bài tập cơ bản. Như bài tập tính nồng độ dung dịch, bài tập lập công thức hóa học, bài tập tính thành phần %... - Hướng dẫn học sinh hoạt động tìm lời giải bài tập mẫu và bài tập tương tự mẫu. Giáo viên có hệ thống câu hỏi dẫn dắt học sinh thảo luận theo nhóm tìm lời giải. - Sử dụng hệ thống bài tập trong mỗi bài, mỗi chương để hình thành và rèn luyện kĩ năng giải bài tập hóa học cho học sinh. C- KÕt luËn Trên đây là một vài ý nhỏ về phương pháp hình thành kĩ năng giải bài tập hóa học cho học sinh mà bản thân tôi tự thấy qua quá trình giảng dạy bộ môn hóa học và qua việc học tập các chuyên đề của đồng nghiệp. Mong rằng có thể cho mọi người tham khảo được phần nào. Những kinh nghiệm trên của bản thân có thể chưa được ưu việt hoặc còn nhiều khiếm khuyết, thì rất mong nhận được sự góp ý chân tình, hay bổ sung quý giá của các đồng nghiệp, để việc đổi mới phương pháp dạy học bộ môn hóa học của bản thân ngày càng hoàn thiện hơn, đảm bảo nâng cao chất lượng dạy học nhiều hơn. Xin chân thành cảm ơn./. ..............., ngµy 24 th¸ng 5 n¨m 2007 Ng­êi viÕt: