Đề tài Sử dụng một số hóa chất thay thế trong thí nghiệm hóa học trung học cơ sở

PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ. I - CƠ SỞ LÍ LUẬN: Khoa học tự nhiên luôn đề cao và coi trọng kết quả thực nghiệm. Trong quá trình dạy học hóa học thí nghiệm hóa học giữ vai trò đặc biệt quan trọng. .Vì vậy, có thể nói thí nghiệm là cơ sở của việc học hóa học và rèn luyện kĩ năng thực hành. Theo quan điểm của triết học Mac – Lenin khẳng định “ Mọi lý thuyết chỉ là màu xám chỉ có cây đời mãi xanh tươi ”. Hóa học là rèn luyện kĩ năng thực hành, ngoài ra còn giúp phần phần quan trọng tạo hứng thú học tập cho học sinh. Vì vậy xu hướng chung của việc đổi mới chương trình dạy - học bộ môn hóa học ở trong nước và Thế giới tăng tỉ lệ giờ cho thí nghiệm và nâng cao chất lượng. II - CƠ SỞ THỰC TIỄN: Trong thực tế tâm lí đa số giáo viên không muốn làm thí nghiệm, thậm chí sợ làm thí nghiệm hoặc cố gắng tiến hành được như SGK đã nêu là tốt lắm rồi . Điều này lại hoàn toàn trái ngược với tâm lí của học sinh. Điều này đã ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng dạy học bộ môn. Qua thực tế bản thân có trao đổi với một số đồng nghiệp thấy rằng. Lí do cơ sở vật chất thiếu thốn , thiết bị thí nghiệm củ, tình trạng chất lượng hóa chất chưa thực sự đảm bảo, một số thí nghiệm khó tiến hành, đặc biệt khi cho HS tự tiến hành, đây là một trong những nguyên nhân dẫn tới thực trạng trên. ít thấy GV mày mò cải tiến dụng cụ, thay thế hóa chất … Nhằm tạo tính đa dạng trong thực tế cuộc sống, tăng tính tò mò, say mê, hứng thú cho HS. Đây chính là một trong những mục tiêu chính của ngành giáo dục nước nhà. Chương trình hóa học bậc THCS đa số các thí nghiệm đều dễ thực hiện trên tiết dạy. Nhưng qua thời gian lâu dài một số hóa chất chất lượng sẻ giảm đi, khi tiến hành rất khó để thành công. Đặc biệt khó khăn khi GV cho HS tự làm thí nghiệm phần vì sợ hết thời gian, phần vì sợ HS khó tiến hành, không an toàn… Để đáp ứng tình hình đã nêu trên, thiết thực góp phần thực hiện đổi mới phương pháp dạy học theo hướng tích cực hóa hoạt động của học sinh trong học tập. Việc nghiên cứu cải tiến các thí nghiệm hóa học theo hướng đơn giản hơn, dễ thực hiện hơn, tiết kiệm hóa chất, mang tính thực tế , HS hứng thú hơn… đảm bảo cho học sinh tham gia thực hành nhiều nhóm nhỏ thậm chí cá nhân. Tôi xin được giới thiệu Sáng kiến kinh nghiệm “Sử dụng một số hóa chất thay thế trong thí nghiệm hóa học THCS” III - PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU: 1. Thực nghiệm sư phạm - Mục đích: Rút kinh nghiệm qua các thí nghiệm - Cách tiến hành: Cho HS tiến hành thí nghiệm theo nhóm. 2. Nghiên cứu kết quả hoạc tập - Mục đích: So sánh kết quả học tập. - Cách tiến hành: Thống kê, so sánh kết quả giữa lớp có thí nghiệm cải tiến và lớp không dùng thí nghiệm cải tiến qua từng năm. IV- GIỚI HẠN NGHIÊN CỨU: 1. Thời gian nghiên cứu: năm học 2009-2010, năm học 2011-2012 và năm học 2012-2013 2. Đối tượng nghiên cứu: - Các bài dạy, các hóa chất thí nghiệm do HS tiến hành - Kết quả học tập của HS. PHẦN II: NỘI DUNG. I - VAI TRÒ CỦA VIỆC THAY THẾ HÓA CHẤT THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC HÓA HỌC. Sử dụng thí nghiệm trong dạy học hóa học ở trường THCS trước tiên giáo viên phải nắm vững vai trò của thí nghiệm hóa học. Đối với bộ môn hóa học thí nghiệm giữ vai trò đặc biệt quan trọng một bộ phận không thể tách rời của quá trình dạy- học. Thí nghiệm giữ vai trò quan trọng trong nhận thức, phát triển giáo dục của quá trình dạy học. Thông qua thí nghiệm học sinh nắm vững kiến thức một cách hứng, vững chắc và sâu sắc hơn. Thí nghiệm hóa học được sử dụng với tư cách là nguồn gốc, là xuất xứ của kiến thức để dẫn lí thuyết, hoặc với tư cách kiểm tra lí thuyết. Thí nghiệm hóa học còn có tác dụng phát triển tư duy, giáo dục thế giớ quan duy vật biện chứng và cũng cố niềm tin khoa học của học sinh, giúp hình thành cho học sinh những đức tính tốt: thận trọng, ngăn nắp, trật tự, gọn gàng. Sử dụng thí nghiệm được coi là tích cực khi thí nghiệm là nguồn kiến thức để học sinh khai thác. Trong các tiết dạy có sử dụng thí nghiệm thì không nhất thiết giáo viên phải tự tay làm, để từ đó tạo nên sự hứng thú cho HS. Những thí nghiệm thực hiện theo hướng chứng minh cho lời giảng của giáo viên là ít tích cực hơn là những thí nghiệm được thực hiện theo hướng nghiên cứu từ phía HS. -Mức 1: ( ít tích cực) GV hoặc 1 HS thực hiện thí nghiệm biểu diễn. HS quan sát thí nghiệm nhưng chỉ để chứng minh cho phản ứng đã xảy ra hoặc một tính chất một quy luật mà giáo viên đã nêu. - Mức 2:( tích cực) HS nghiên cứu thí nghiệm do GV hoặc một HS biểu diễn. + HS nắm được mục đích thí nghiệm + Quan sát mô tả hiên tượng + Giải thích hiện tượng + HS quan sát hiện tượng. - Mức 3: (rất tích cực). Nhóm HS làm trực tiếp làm thí nghiệm, nghiên cứ thí nghiệm. + HS nắm được mục đích thí nghiệm + HS làm thí nghiệm mô tả hiện tượng + Giải thích hiện tượng + Rút ra kết luận. Chính bỡi vai trò quan trọng của thí nghiệm bên cạnh sự cần thiết phải đầu tư và cung cấp một số thiết bị thí nghiệm hiện đại thì việc nghiên cứu, thiết kế và thực hiện các thí nghiệm đơn giản để các em có thể tiến hành được trên lớp, hay ở nhà. II - MỘT SỐ YÊU CẦU VỀ SƯ PHẠM KHI TIẾN HÀNH CÁC THÍ NGHIỆM THAY THẾ. - Các thí nghiệm phải đơn giản thể hiện rõ hiện tượng hóa học cần quan sát, học sinh tiến hành dễ thành công. - Dụng cụ, hóa chất thay thế phải dễ tìm kiếm, rẻ, thường được tận dụng các sản phẩm thừa trong cuộc sống. - Kết quả đảm bảo không sai lệch về kiến thức khoa học. - Đảm bảo an toàn cho học sinh. III- TIẾN HÀNH MỘT SỐ THÍ NGHIỆM CỤ THỂ Qua nhiều năm giảng dạy bản thân không ngừng tìm tòi, mạnh giạn sữa đổi, cải tiến một số dụng cụ, hóa chất nhằm giúp cho tất cả các em HS đều có thể tự tay tiến hành thí nghiệm . Thí nghiệm cải tiến thứ nhất: Khi dạy bài : Không khí – Sự cháy ( Bài 28, Hóa học 8 ). Phần thí nghiệm xác định thành phần của không khí . Một số khó khăn gặp phải như khi GV muốn tiến hành thí nghiệm theo nhóm HS, khi đốt photpho đỏ nếu khói P2O5 bay ra nhiều dễ gây ô nhiễm, HS có thể bị ho, sặc. Khói P2O5 có màu trắng dễ gây mờ ống thủy tinh dẫn đến HS khó quan sát mức nước dâng lên đúng vạch. Bên cạnh đó nếu GV tiến hành thí nghiệm theo nhóm trong nhiều lớp qua nhiều năm dễ gây tốn kém photpho. Với những khó khăn trên trong những năm qua tôi đã có một sáng kiến, nhằm cải tiến thí nghiệm để đem lại hiêu quả thiết thực. Cụ thể . a. Dụng cụ thí nghiệm: - Cốc thủy tinh có chia vạch 6 phần bằng nhau. - Chậu thủy tinh cỡ bé. - Môi sắt có gắn sẵn nút cao su. b. Hóa chất: - Mẫu nến nhỏ. - Dung dịch nước vôi trong (thay cho nước) có nhỏ vài giọt phenolphtalein để dung dịch có màu hồng nhạt giúp HS dễ quan sát hơn. c. Tiến hành: Chia học sinh thành các nhóm nhỏ (4 em một nhóm). GV hướng dẫn để HS tự làm thí nghiệm: Hoạt động của GV Hoạt động của HS - Hướng dẫn HS thực hiện thí nghiệm. ? Trong ống thủy tinh còn lại mấy phần bằng nhau ? - Hướng dẫn HS quan sát hiện tượng trong ống thủy tinh - Đặt ống thủy tinh vào trong chậu nước. - Cho nước vôi trong từ từ vào chậu và cốc sao cho đến vạch mức số 1 thì dừng lại. + Trong ống thủy tinh chỉ còn 5 phần bằng nhau. - Gắn mẫu nến nhỏ vào môi sắt ( có thể tận dụng các mẫu nến thừa và các sợi chỉ, sợi dù làm bấc). - Châm lửa cho nến đỏ, đưa vào ống thủy tinh và đậy kín miệng bằng nút cao su. - Quan sát hiện tượng xảy ra trong ống thủy tinh. 6 6 5 5 3 4 4 3 2 2 1 1 Nước vôi trong +phenolphtalein Hoạt động của GV Hoạt động của HS - Hướng dẫn HS quan sát hiện tượng trong ống thủy tinh. ? Nến có tiếp tục cháy và cháy mãi không ? ? Mức nước trong ống thủy tinh thay đổi như thế nào? (khi nhiệt độ trong ống thủy tinh bằng nhiệt độ bên ngoài). ? Vì sao mức nước dâng lên và dâng đến vạch số 2 thì dừng lại ? ? Vậy oxi chiếm bao nhiêu phần về thể tích không khí trong ống thủy tinh? - Khí còn không duy trì sự cháy, sư sống, không làm đục nước vôi đó là khí nitơ ? Vậy khí nitơ chiếm bao nhiêu phần thể tích trong không khí ? + HS tiến hành thí nghiệm. + Ngọn nến cháy yếu dần rồi tắt hẳn + Mực nước trong ống thủy tinh dâng lên đến vạch số 2 thì dừng lại. + Mực nước dâng lên để chiếm chổ phần thể tích khí oxi mất đi do nến đốt cháy ? + Oxi chiếm 1/5 về thể tích trong không khí. + Nitơ chiếm 4/5 về thể tích (78%). Như vậy ở đây tôi đã có một số thay đổi như: - Photpho đỏ thay thế bằng nến ( đở tốn kém hơn, dễ tiến hành hơn) - Nước được thay thế bằng nước vôi trong ( để hấp thụ khí CO2 sinh ra khi nến cháy). Xin được nói thêm là nếu dùng nước thì CO2 sinh ra sẻ khó tan hết và chiếm một thể tích trong ống thủy tinh. Dẩn tới mực nước dâng lên sẻ không được chính xác. Nước vôi có thêm dung dịch phenolphtalein có màu hồng giúp HS dể quan sát hơn. Với sáng kiến trên đa số HS tôi dạy đều rất hứng thú với giờ học. Rất tự giác làm thí nghiệm. Điều đặc biệt các em có thể tiến hành lại thí nghiệm ở nhà để kiểm chứng lại. 2- Thí nghiệm cải tiến thứ 2: Khi dạy bài “ Một số axit quan trọng” ( Bài 4, Hóa học 9) phần axit sunfuric đặc có những tính chất hóa học riêng, mục Tính háo nước : a, Chuẩn bị. – GV: + Dd H2SO4 rất loãng để sẵn trong lọ thủy tinh + Đũa thủy tinh nhọn đầu + Đèn cồn + Một ít mẫu giấy trắng do học sinh chuẩn bị. b, Tiến hành: GV có thể giới thiệu: “Ta đạt tên cho thí nghiệm này là lọ mực thần kì ”. Mực là axit sunfuric rất loãng, bút là đũa thủy tinh. Hoạt động của GV Hoạt động của HS -GV chia nhóm (gồm 2 HS) cho HS tiến hành thí nghiệm -Hướng dẫn HS dùng đũa thủy tinh nhúng vào lọ axit sunfuric loãng viết một chữ tùy ý lên tờ giấy. Hơ nóng tờ giấy cẩn thận trên đèn cồn. - Nhận xét hiện tượng. - Yêu cầu các nhóm giải thích các hiện tượng xảy ra. - Khi hơ nhiệt độ làm nước ở nét chữ bay hơi, axit sunfuric đặc dần. Nó sẻ chiếm hai nguyên tố ( thành phần của nước ) là H và O ra khỏi chất xenlulozơ là thành phần chính của tờ giấy. Người ta nói H2SO4 đặc có tính háo nước. Chất còn lại là C có màu đen. - Công thức phân tử xenluloxơ là (C6H10O5)n hãy viết PTHH của phản ứng ? - GV yêu cầu HS viết các PTHH xảy ra khi cho H2SO4 đặc vào đường C12H22O11 và glucozơ C6H12O6 . - HS tiến hành thí nghiệm theo hướng dẫn của GV + Trên tờ giấy dòng chữ dần dần xuất hiện từ màu trắng chuyển sang màu vàng, sau đó là màu nâu và cuối cùng là màu đen. + Hs giải giải thích H2SO4 đặc PTHH: (C6H10O5)n 6n C + 5nH2O PTHH: H2SO4 đặc H2SO4 đặc C12H22O11 12C + 11H2O C6H12O6 6C + 6H2O *Lưu ý: + Trong quá trình hơ nóng phải cẩn thận, từ từ để không làm tờ giấy bị cháy. + Có thể cuộn tròn tờ giấy cho vào một ống nghiệm, rồi hơ qua ngọn lửa khi đố giấy sẻ không bị cháy. Với thí nghiệm này GV có thể sữ dụng để cũng cố lại phần tính háo nước của H2SO4 đặc, để thêm phần sinh động cho bài dạy Thí nghiệm trên tiến hành đơn giản, học sinh tích cực hoạt động hơn. Đặc biệt các em sẻ thấy được tính háo nước chỉ thể hiện khi H2SO4 đặc còn loãng thì không có. Hầu hết mỗi em đều tự tay làm thí nghiệm, điều này sẻ tránh được một thực trạng khi cho các nhóm thí nghiệm thì chỉ một vài em khá hơn làm còn các em khác không hề tham gia. Khi đó những HS này tiếp thu kiến thức sẻ thụ động, dễ dẫn đến tự ti trong học tập. Sau đây tôi xin được giới thiệu một sản phẩm của một nhóm gồm 2 em HS lớp 9A, sau khi tiến hành viết một dòng chữ từ “ lọ mực thần kì”. 3. Thí nghiệm cải tiến thứ 3: Khi dạy bài Tính chất hóa học của kim loại ( Bài 16, Hóa học 9). Phần phản ứng của kẽm với dung dịch đồng (II) sunfat. Một thực tế thường gặp khi tiến hành thí nghiệm cho kẽm vào dung dịch đồng II sunfat lại có hiện tượng sau: - Chất rắn màu đen bám lên dây Zn. - Bề mặt Zn có sủi bọt khí. Điều này sẻ làm cho HS phân tâm, khó giải thích, thậm chí một số GV cũng khó giải thích cho kết quả thí nghiệm trên. Theo tôi xuất hiên chất rắn màu đen bám lên dây kẽm là do nguyên nhân sau: + Phản ứng xảy ra nhanh nên đồng được sinh ra chưa hình thành được mạng tinh thể. + Có bọt khí thoát ra ( H2) do hình thành thế điện hóa. Khi đồng được sinh ra bám trên lá kẽm tạo pin điện hóa. PTHH: Zn + CuSO4 ® ZnSO4 + Cu Cu2+ + H2O ® CuOH+ H+ Zn + H+ ® Zn + + H2 a, Chuẩn bị: - Dụng cụ + Ống nghiệm, giá để ống nghiệm. - Hóa chất + Kẽm dây hoặc viên ( có thể lấy kẽm từ vỏ pin cũ ) + Dung dịch đồng II clorua để thay cho đồng II sufat. Vì khi dùng dung dịch đồng II sunfat hiện tượng xuất hiện thường là chất rắn màu đen bám lên. Một số đồng nghiệp thay kẽm bỡi sắt hoặc nhôm nhưng theo tôi các thí nghiệm giữa sắt, nhôm với đồng II sunphat sẻ được học ở các bài tiếp theo nên cố gắng giữ nguyên kim loại kẽm chỉ nên thay dung dịch CuSO4 bằng dung dịch CuCl2. b, Tiến hành: - Gv chia HS theo nhóm tiến hành thí nghiệm ( mỗi nhóm 4 em ), phát phiếu học tập. Mẫu phiếu học tập. Nhóm: ....... Hiện tượng Giải thích PTHH Dưới sự hướng dẫn của GV. HS tiến hành thí nghiệm. - Cho khoảng 2-3 ml dung dịch CuCl2 vào ống nghiệm. Nhúng dây Zn trong dung dịch CuCl2. - GV yêu cầu các nhóm HS nêu hiện tượng và giải thích cho hiện tượng. Hiện tượng Giải thích PTHH - Có chất rắn màu đỏ bám ngoài lá kẽm. - Màu xanh của dung dịch nhạt dần, kẽm tan dần. - Đồng bị kẽm đẩy ra khỏi dung dịch CuCl2 - Dung dịch CuCl2 dần dần được thay thế bỡi dd ZnCl2 (r) (r) (dd) (dd) Zn+CuCl2ZnCl2 +Cu Qua việc thay dung dịch CuCl2 đã tránh được hiện tượng khác với SGK. Từ đó cũng cố cho HS niềm tin vào khoa học. IV – KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC: Kết quả định tính: Từ việc sử dụng các phương tiện trực quan và các thí nghiệm trong các tiết học đã phần tạo hứng thú trong học tập cho học sinh, làm cho học sinh say mê hơn, yêu thích hơn. Đây cũng là một trong những động lực giúp học sinh học tốt môn hoá học. Bản thân đã tiến hành khảo sát thực tế hai khối lớp học 8 và 9 trong trường và nhận thấy rằng gần 90% học sinh hiểu bài và hứng thú hơn khi trong tiết học sử dụng đồ dùng dạy học có cải tiến. Các em hăng say phát biểu, xây dựng bài. Đó cũng là một trong các dấu hiệu tốt để giúp tôi giảng dạy tốt môn hoá học. Việc sử dụng các thí nghiêm cải tiến, trên mỗi tiết dạy trở nên nhẹ nhàng hơn, lượng thời gian đảm bảo. Đặc biệt trong khâu chuẩn bị đã đơn giản hơn rất nhiều. Kết quả định lượng: Trong quá trình tiến hành các thí nghiệm các em có thể vận dụng để giải thích một số hiện tượng xảy ra tương tự có trong cuộc sống hằng ngày. - Nước vôi trong để lâu trong không khí sẻ thấy một lớp chất rắn (lớp váng) ở phía trên. - Ngọn nến muốn cháy mạnh thì cần nhiều oxi, nếu thiếu oxi sự cháy sẻ không duy trì. - Giải thích hiện tượng ăn mòn kim loại và bảo vệ một số kim loại không bị ăn mòn... Trong năm học 2009 – 2010 là năm đầu áp dụng, hai năm học tiếp theo kết quả của khối 8, 9 các lớp mà tôi đảm nhiệm thể hiện cụ thể như sau: Năm học 2009 – 2010 Năm học 2010 - 2011 Năm học 2011 - 2012 HKI Sĩ số 230 Số lượng Tỉ lệ (%) Sĩ số 268 Số lượng Tỉ lệ (%) Sỉ số 135 Số lượng Tỉ lệ ( %) Giỏi 54 23,4 % Giỏi 78 29% Giỏi 46 33 % Khá 70 30,6 % Khá 86 32 % Khá 54 40 % Trung bình 99 43 % Trung bình 99 36 % Trung bình 34 25 % Yếu 7 3 % Yếu 5 2 % Yếu 1 1 % * Một số kết quả khác: a, Kết quả thi kiểm định chất lượng - Năm học 2009 - 2010: Đạt 75 % trên điểm TB - Năm học 2010 – 2011: Đạt 80 % trên điểm TB. - Năm học 2011 – 2012 ( học kì I ): Đạt 81 % học sinh điểm > TB. PHẦN III: KẾT LUẬN. Trên đây là thí nghiệm được tôi cải tiến, mục đích nâng cao tinh thần tự học của HS, trên tinh thần đổi mới phương pháp dạy - học, nhằm tạo cho các em môi trường học tập khoa học. Từ đó hình thành các kĩ năng, thái độ học tập với bộ môn Hóa học. Đặc biệt giáo dục cho các em lòng yêu thích bộ môn, say sưa nghiên cứu khoa học. Đề cao ý tưởng sáng tạo, khám phá cái mới. Sau khi đã triển khai sáng kiến các đồng nghiệp trong trường rất ủng hộ và đề nghị cần phải có thêm sự cải tiến mới trong giảng dạy hơn nửa. Nhằm đem lại hiệu quả cao trong dạy học. SKKN chắc chắn không thể không thiếu sót và có nhiểu điều cần được sửa đổi. Rất mong nhận được sự đóng góp chân thành từ các đồng nghiệp. * Ý KIẾN ĐỀ XUẤT: - Mỗi giáo viên cần có lòng say mê với nghề nghiệp của mình, tích cực tìm tòi, mở rộng kiến thức nhằm nâng cao nghiệp vụ chuyên môn. - Trong quá trình dạy học rất cần thiết phải cho các em học sinh làm quen với nhiều thí nghiệm. - Thường xuyên trao đổi kinh nghiệm với các đồng nghiệp là rất cần thiết. - Theo tôi khi ra đề thi cho HS hay cho GV cần đưa vào một số câu hỏi về kĩ năng thực hành. Thậm chí có đề thi riêng về thực hành./. Đại Nài, ngày 19/03/2013. Phan Quang Lâm TÀI LIỆU THAM KHẢO SGK; SGV; SBT Hóa 8-9 NXB GD & ĐT Thí nghiệm hóa học ở trường THCS . NXBGD.2004. Tác giả Trần Quốc Đắc. Wed: http: day hoc hoa hoc.com.vn. Wed: blog hoa hoc. Thí nghiệm thực hành Phương pháp dạy học hóa học (tập 3) NXB ĐH SP Hà nội 2005. Tác giả: Nguyễn Cương, Nguyễn Xuân Trường chủ biên