Tài liệu Phân loại và giải các bài toán hóa học hữu cơ lớp 11 (phần dẫn xuất chứa oxi) theo một phương pháp chung góp phần nâng cao hiệu quả dạy và học ở trường trung học phổ thông

MỤC LỤC Trang Lời cảm ơn Danh mục các chữ viết tắt Danh mục các Bảng Danh mục các Biểu đồ Danh mục các Đồ thị MỞ ĐẦU 1 Chương 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 5 1.1. Cơ sở lí luận của việc nâng cao chất lượng, hiệu quả quá trình dạy và học môn hóa học THPT 5 1.1.1. Quá trình dạy học. 5 1.1.2. Chất lượng dạy học. 6 1.1.3. Một số biện pháp để nâng cao chất lượng dạy học. 7 1.2. Bài tập hóa học. 8 1.2.1. Ý nghĩa, tác dụng của bài tập hóa học. 8 1.2.2. Lựa chọn và phân loại bài tập hóa học. 9 1.2.3. Thực trạng viẹc sử dụng bài tập hóa học ở trường THPT hiện nay 11 1.3. Phương pháp chung giải các bài toán hóa học THPT 12 1.3.1. Các công thức cần thiết khi giải bài toán hóa học. 12 1.3.2. Quan hệ giữa số mol các chất phản ứng. 13 1.3.3. Phương pháp chung giải bài toán hóa học trung học phổ thông. 14 1.3.4. Kết hợp các định luật bảo toàn và phương pháp chung để giải nhanh các bài toán hóa học. 21 7 Chương 2: LỰA CHỌN PHÂN LOẠI CÁC BÀI TOÁN HOÁ HỌC HỮU CƠ LỚP 11 (PHẦN DẪN XUẤT CHỨA OXI) VÀ GIẢI THEO MỘT PHUƠNG PHÁP CHUNG GIẢI BÀI TOÁN HÓA HỌC TRUNG HỌC PHỔ THÔNG 24 2.1. Tổng quan về chương trình hóa học hữu cơ lớp 11 ( phần dẫn xuất chứa oxi ) 24 2.2. Hệ thống các bài toán hóa học hữu cơ lớp 11 (phần dẫn xuất chứa oxi) lựa chọn, phân loại và giải theo phương pháp chung giải bài toán hóa học trung học phổ thông. 25 2.2.1. Bài toán chương Ancol - Phenol 25 2.2.2. Bài toán chương Anđehit - Xeton, Axit cacboxylic. 58 2.3. Sử dụng hệ thống bài toán hóa học hữu cơ lớp 11 (phần dẫn xuất chứa oxi) theo các mức độ nhận thức tư duy trong quá trình dạy học môn Hóa học lớp 11 THPT. 83 2.3.1. Sử dụng hệ thống bài toán hóa học theo các mức độ nhận thức tư duy trong việc hình thành kiến thức mới. 83 2.3.2. Sử dụng hệ thống bài toán hóa học theo các mức độ nhận thức tư duy để vận dụng, củng cố kiến thức, kĩ năng 83 2.3.3. Sử dụng hệ thống bài toán hóa học theo các mức độ nhận thức tư duy nhằm kiểm tra, đánh giá mức độ vận dụng kiến thức, kĩ năng của học sinh 85 Chương 3: Thực nghiệm sư phạm. 87 3.1. Mục đích và nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm. 87 3.1.1. Mục đích của thực nghiệm sư phạm. 87 3.1.2. Nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm. 87 3.2. Quá trình tiến hành thực nghiệm sư phạm. 87 3.2.1. Chuẩn bị cho quá trình thực nghiệm. 87 3.2.2. Tiến hành thực nghiệm. 88 3.2.3. Kết quả các bài kiểm tra 89 8 3.2.4. Xử lí kết quả thực nghiệm sư phạm 89 3.2.5. Phân tích kết quả thực nghiệm 95 KẾT LUẬN 99 TÀI LIỆU THAM KHẢO 100 PHỤ LỤC 102 Phụ lục 1: Phiếu điều tra giáo viên 103 Phụ lục 2: Phiếu điều tra học sinh 106 Phụ lục 3: Các đề kiểm tra số 1, số 2, số 3 109 9 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Chữ viết đầy đủ CTPT Công thức phân tử CTCT Công thức cấu tạo CTPTTB Công thức phân tử trung bình dd Dung dịch ĐC Đối chứng đktc Điều kiện tiêu chuẩn GV Giáo viên hh Hỗn hợp HS Học sinh Nxb Nhà xuất bản PTHH Phương trình hóa học TN Thực nghiệm TNSP Thực nghiệm sư phạm THPT Trung học phổ thông 4 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng Nội dung Trang Bảng 3.1 Bảng điểm các bài kiểm tra 89 Bảng 3.2 Tổng hợp kết quả bài kiểm tra đầu vào tại các lớp 90 TN và ĐC - Bài số 1 Bảng 3.3 Tổng hợp kết quả thực nghiệm sư phạm 90 Bảng 3.4 Tỉ lệ % số học sinh đạt điểm Xi trở xuống 91 Bảng 3.5 Tổng hợp phân loại kết quả học tập 91 Bảng 3.6 Giá trị của các tham số đặc trưng 95 Bảng 3.7 Bảng thống kê các tham số đặc trưng - của hai 95 đối tượng TN và ĐC 5 DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ Biểu đồ Nội dung Trang Biểu đồ 3.1 Phân loại kết quả học tập qua bài kiểm tra số 2 93 Biểu đồ 3.2 Phân loại kết quả học tập qua bài kiểm tra số 3 93 DANH MỤC CÁC ĐỒ THỊ Đồ thị Nội dung Trang Đồ thị 3.1 Đồ thị biểu diễn đường lũy tích bài kiểm tra số 2 92 Đồ thị 3.2 Đồ thị biểu diễn đường lũy tích bài kiểm tra số 3 92 6 MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài. Trong việc dạy và học môn hóa học ở trường phổ thông, bài tập hóa học có vai trò quan trọng trong việc củng cố nâng cao và phát triển khả năng nhận thức tư duy của học sinh. Để nâng cao chất lượng dạy học, người thầy luôn quan tâm, tìm tòi, lựa chọn các câu hỏi, các bài toán và các cách giải hay, đơn giản, để phục vụ cho việc giảng dạy. Còn học sinh cũng rất mong muốn có được những bài toán, những câu hỏi có lời giải hay, dễ hiểu để nâng cao hiệu quả học tập của mình. Tuy nhiên hiện nay trong các tài liệu tham khảo số lượng bài toán hoá học rất phong phú và đa dạng, các cách giải đưa ra lại nhiều, làm cho học sinh và ngay cả một số giáo viên cũng cảm thấy lúng túng trong việc lựa chọn và phân loại các bài toán hóa học. Gần đây trong cuốn sách “ Phương pháp chung giải các bài toán hóa học Trung học phổ thông”  2 tác giả đã hệ thống hóa và đưa ra một phương pháp chung để giải các bài toán hóa học, đó là phương pháp giải dựa vào quan hệ giữa số mol của các chất phản ứng và dựa vào các công thức biểu thị quan hệ giữa số mol chất với các đại lượng thường gặp như khối lượng, thể tích, nồng độ… của chất. Quan hệ giữa số mol của các chất phản ứng dễ dàng thiết lập được khi đã viết được các phương trình hóa học, còn số công thức cần thiết phải nhớ khi giải các bài toán hóa học không nhiều (khoảng 4,5 công thức chính). Vì vậy, việc giải các bài toán hóa học theo phương pháp trên là đơn giản và dễ dàng tiếp thu đối với học sinh. Với mong muốn áp dụng phương pháp chung nêu trên để giải các bài toán hóa học hữu cơ lớp 11 phần dẫn xuất chứa oxi nhằm nâng cao chất lượng dạy và học, chúng tôi đã lựa chọn đề tài : "Phân loại và giải các bài toán hóa học hữu cơ lớp 11 (phần dẫn xuất chứa oxi) theo một phương pháp chung góp phần nâng cao hiệu quả dạy và học ở trường trung học phổ thông”. 10 2. Khách thể và đối tượng nghiên cứu. 2.1. Khách thể nghiên cứu. Chương trình hóa học ở Trung học phổ thông, 2.2. Đối tượng nghiên cứu. Các bài toán hóa học hữu cơ lớp 11 (phần dẫn xuất chứa oxi) trong chương trình hóa học THPT. 3. Mục đích và nhiệm vụ nghiên cứu 3.1. Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu lựa chọn, phân loại các bài toán hóa học và phương pháp chung giải các bài toán hóa học THPT, từ đó áp dụng đối với các bài toán hữu cơ lớp 11 (phần dẫn xuất chứa oxi) nhằm nâng cao hiệu quả của quá trình dạy và học môn hóa học, THPT. 3.2. Nhiệm vụ nghiên cứu Nghiên cứu ý nghĩa, tác dụng của bài tập hóa học trong quá trình dạy và học môn hóa học ở THPT. Nghiên cứu tài liệu, sách giáo khoa, sách tham khảo có liên quan đến đề tài, lựa chọn và phân loại các bài toán hữu cơ lớp 11 (phần dẫn xuất chứa oxi). Điều tra tình hình sử dụng bài toán hóa học của giáo viên THPT và việc giải các bài toán hóa học của học sinh hiện nay. Nghiên cứu phương pháp chung giải các bài toán hóa học THPT và áp dụng phương pháp chung để giải các bài toán hóa học hữu cơ lớp 11 (phần dẫn xuất chứa oxi). Thực nghiệm sư phạm, đánh giá chất lượng, hiệu quả thực tế của đề tài. 4. Phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu cơ sở lí luận của việc nâng cao chất lượng hiệu quả của quá trình dạy học môn hóa học THPT. Cơ sở lựa chọn phân loại các bài toán hóa học, phương pháp chung giải các bài toán hóa học THPT và áp dụng với các bài toán hữu cơ lớp 11 (phần dẫn xuất chứa oxi). 11 Thời gian bắt đầu nghiên cứu: tháng 1 năm 2012. Thời gian thực nghiệm sư phạm: từ tháng 01 năm 2012 đến tháng 11 năm 2012. 5. Câu hỏi nghiên cứu - Cơ sở để lựa chọn phân loại, các bài toán hoá học hữu cơ là gì? - Phương pháp chung để giải các bài toán hóa học trung học phổ thông là phương pháp nào? 6. Giả thuyết nghiên cứu Việc lựa chọn, phân loại và việc sử dụng tốt phương pháp chung giải các bài toán hóa học để giải các bài toán hóa học hữu cơ lớp 11 (phần dẫn xuất chứa oxi) sẽ góp phần nâng cao chất lượng dạy và học ở trường THPT. 7. Phương pháp nghiên cứu 7.1. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết Nghiên cứu phần cơ sở lý luận của việc nâng cao chất lượng dạy học môn hóa học THPT, ý nghĩa của bài tập hóa học, phương pháp chung giải các bài toán hóa học THPT. 7.2.Phương pháp nghiên cứu thực tiễn Quan sát khách quan. Điều tra thăm dò: Trò chuyện, đàm thoại với học sinh và giáo viên tại cơ sở thực nghiệm. Lập phiếu thăm dò trắc nghiệm học sinh và giáo viên một số trường trên địa bàn. Thực nghiệm sư phạm: áp dụng các biện pháp đã đề xuất vào quá trình dạy học hóa học ở lớp 11 (phần dẫn xuất chứa oxi). Đánh giá hiệu quả của các biện pháp đã đề xuất. 8. Đóng góp của đề tài Đề tài tiến hành lựa chọn, phân loại và giải các bài toán hóa học hữu cơ lớp 11 phần dẫn xuất chứa oxi theo một phương pháp chung giải các bài toán hoá học THPT. Đây là nguồn tư liệu hữu ích cho giáo viên và học sinh tham khảo, góp phần nâng cao hiệu quả dạy và học môn hoá học THPT. 12 9. Cấu trúc luận văn Ngoài phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo và phụ lục, nội dung luận văn được trình bày trong 3 chương : Chương 1 : Cơ sở lí luận và thực tiễn của đề tài. Chương 2 : Lựa chọn, phân loại các bài toán hóa học hữu cơ lớp 11 (phần dẫn xuất chứa oxi) và giải theo phương pháp chung giải các bài toán hoá học THPT. Chương 3 : Thực nghiệm sư phạm. 13 CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1.1. Cơ sở lí luận của việc nâng cao chất lượng, hiệu quả quá trình dạy và học môn hóa học THPT. 1.1.1. Quá trình dạy học. Quá trình dạy học nói chung và quá trình dạy học hóa học nói riêng gồm hai hoạt động cơ bản, gắn bó chặt chẽ với nhau là: hoạt động dạy và hoạt động học. Hoạt động dạy : Đó là toàn bộ hoạt động của thầy trong quá trình dạy học nhằm truyền thụ kiến thức đến học sinh, làm học sinh nắm vững kiến thức và kĩ năng, trên cơ sở đó phát triển năng lực nhận thức, tư duy hình thành thế giới quan khoa học cho học sinh. Hoạt động học: Đó là toàn bộ hoạt động của trò nhằm tiếp thu các kiến thức từ thầy, dưới sự tổ chức, điều khiển của thầy nhằm tìm hiểu, khám phá, lĩnh hội kiến thức, để từ đó hình thành quan điểm duy vật biện chứng, đạo đức và nhân cách học sinh. Các thành tố của quá trình dạy học. Các thành tố của quá trình dạy học bao gồm: Mục tiêu dạy học; Nội dung dạy học; phương tiện dạy học; kiểm tra đánh giá kết quả học tập. Các thành tố này có mối quan hệ tác động qua lại lẫn nhau, muốn nâng cao chất lượng dạy học thì phải đổi mới từng thành tố của quá trình dạy học. Các bước của quá trình dạy học phải được tiến hành một cách tuần tự: Xuất phát từ mục tiêu dạy học để lựa chọn nội dung dạy học. Từ mục tiêu và nội dung dạy học, thì ta sẽ lựa chọn được phương pháp và phương tiện hỗ trợ cho việc dạy học. Cuối cùng để đánh giá mức độ đạt được ta phải chọn cách đánh giá cho phù hợp. Xu thế phát triển của quá trình dạy học. Xu thế phát triển của QTDH trong thời đại mới : 14 Học suốt đời: để đáp ứng yêu cầu của nền kinh tế phát triển hàng ngày, hàng giờ thì mọi thành viên trong xã hội phải không ngừng học tập. Học theo hướng của 4 trụ cột giáo dục: (1) Học để biết; (2) Học để làm; (3) Học để cùng sống với nhau; (4) Học để làm người. Xây dựng xã hội học tập: bao gồm 2 thành phần chủ yếu là giáo dục nhà trường và ngoài nhà trường. Hai thành phần này có mối quan hệ qua lại, hỗ trợ lẫn nhau. 1.1.2. Chất lượng dạy học. Chất lượng giáo dục. Chất lượng là những đặc tính khách quan của con người, sự vật, sự việc được biểu hiện ra bên ngoài thông qua các thuộc tính. Chất lượng liên kết các thuộc tính của con người, sự vật, sự việc lại thành một tổng thể, bao quát toàn bộ con người, sự vật và không thể tách rời con người, sự vật đó. Trong giáo dục, chất lượng giáo dục không phải được biểu hiện qua việc người học đọc được bao nhiêu cuốn sách, làm được bao nhiêu bài tập mà điều quan trọng nhất là thông qua quá trình giáo dục, người học thay đổi được gì về mặt nhận thức, về động cơ học tập, thái độ và hành vi học tập. Như vậy chất lượng giáo dục sẽ được biểu hiện tập trung nhất ở nhân cách của người học, người được đào tạo, được giáo dục. Chất lượng dạy học. Chất lượng dạy học là một bộ phận hợp thành quan trọng của chất lượng giáo dục. Chất lượng dạy học là chất lượng giảng dạy của người dạy và chất lượng học tập của người học xét cả về mặt định lượng, định tính so với các mục tiêu của môn học cũng như góp phần vào quá trình hình thành và phát triển nhân cách của người học. Chất lượng dạy học được đánh giá thông qua giờ học hoặc thông qua một quá trình dạy học và chủ yếu được căn cứ vào kết quả giảng dạy học tập của giờ học hay quá trình học đó cả về mặt định lượng (khối lượng tri thức mà 15 người học tiếp thu được) và cả về mặt định tính (mức độ sâu sắc, vững vàng, của tri thức mà người học lĩnh hội được). Trong hai yếu tố là chất lượng giảng dạy của người dạy và chất lượng học tập của người học thì chất lượng dạy học được biểu hiện tập trung nhất ở chất lượng học tập của người học. Lý luận dạy học hiện đại đã chỉ ra rằng: Người học trong quá trình đào tạo không chỉ là đối tượng của hoạt động dạy mà còn là chủ thể của hoạt động lĩnh hội tri thức, kỹ năng, kỹ xảo. Trong các hình thức tổ chức học thì việc tự học có một vai trò quan trọng ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng dạy học. Tự học là khâu quan trọng không thể tách rời quá trình đào tạo ở nhà trường. Đó là hoạt động cần thiết để người học biết tri thức của nhân loại thành hiểu biết và năng lực của riêng mình. Bồi dưỡng cho người học phương pháp luận khoa học, phương pháp nghiên cứu và phương pháp tự hoc sẽ giúp người học phát triển những phẩm chất và năng lực hoạt động sáng tạo, chính là dạy phương pháp nhận thức để tìm ra tri thức. Như vậy năng lực tự học của người học vừa là yêu cầu, vừa là điều kiện cho chất lượng đào tạo, chất lượng dạy học. Tổ chức được hoạt động tự học một cách khoa học, hợp lý và đạt hiệu quả cao chính là việc làm góp phần thiết thực vào việc nâng cao chất lượng dạy học. Đây không chỉ là trách nhiệm của người dạy mà quan trọng hơn là ý thức học tập của bản thân mỗi cá nhân người học. 1.1.3.Một số biện pháp để nâng cao chất lưọng dạy học. Chất lượng, hiệu quả của quá trình dạy học hóa học phụ thuộc vào nhiều yếu tố như nội dung chương trình đào tạo, hệ thống sách giáo khoa, điều kiện cơ sở vật chất phục vụ quá trình dạy và học, đổi mới các phương pháp dạy học…Trong phạm vi bản luận văn này chúng tôi chỉ đề cập đến tầm quan trọng của bài tập hóa học trong giảng dạy môn hóa học, trong đó tập trung vào việc lựa chọn, phân loại và phương pháp giải bài tập hóa học để góp phần nâng cao hiệu quả của việc dạy và học môn hóa học. 16 1.2. Bài tập hóa học Bài tập hóa học là một dạng bài làm gồm những câu hỏi, những bài toán, hoặc đồng thời cả câu hỏi, bài toán và mà sau khi hoàn thành học sinh nắm được một tri thức hay kĩ năng nhất định. 1.2.1.Ý nghĩa, tác dụng của bài tập hóa học Ý nghĩa trí dục : Bài tập hóa học giúp học sinh hiểu sâu hơn các khái niệm, kiến thức đã học đồng thời củng cố kiến thức đã học một cách thường xuyên và hệ thống. Bài tập hóa học giúp học sinh ôn tập, hệ thống hóa kiến thức một cách tích cực, đào sâu, mở rộng sự hiểu biết một cách sinh động, làm tăng tính hứng thú học tập của học sinh. Bài tập hóa học thúc đẩy thường xuyên sự rèn luyện các kỹ năng, kỹ xảo cần thiết cho học sinh khi học tập môn hóa học. Bài tập hóa học tạo điều kiện cho học sinh phát triển năng lực tư duy như phân tích, tổng hợp, so sánh, khái quát hóa, hệ thống hóa, suy luận. Ý nghĩa đức dục: Thông qua việc giải bài tập hóa học, học sinh được rèn luyện phẩm chất nhân cách như: tính kiên nhẫn, trung thực, và độc lập sáng tạo khi sử lí các câu hỏi mà bài tập đặt ra. Việc tự làm, tự giải các bài tập hóa học còn rèn luyện cho học sinh tinh thần kỉ luật, tính kiên nhẫn khắc phục khó khăn, và kích thích hứng thú học tập của các em. Ý nghĩa giáo dục kĩ thuật tổng hợp: Các bài tập hóa học có nội dung lien quan đến thực tiễn đời sống hằng ngày như các loại vật liệu hóa học, đồ gia dụng,màu thực phẩm…sẽ đưa môn hóa học gần gũi hơn với các học sinh. Qua đó giúp các em yêu thích và có định hướng nghề nghiệp cho mình sau này. 17 1.2.2. Lựa chọn và phân loại bài tập hóa học. Hiện nay số lượng câu hỏi và bài toán hóa học trong các sách giáo khoa và sách tham khảo rất phong phú và đa dạng. Để phục vụ tốt cho việc dạy và học môn hóa học cần phải lựa chọn những bài tập bám sát nội dung chương trình, mục tiêu của môn học, những bài tập có nội dung phong phú, nặng về bản chất hóa học, không lắt léo đánh đố về mặt toán học. Bên cạnh những bài tập cơ bản cần có những bài tập tổng hợp sâu sắc, khơi dậy tính thông minh, sáng tạo, niềm say mê hứng thú học tập của học sinh. Ngoài những bài tập có hướng dẫn giải cần phải có các bài tập tự luyện, giúp học sinh tự học, phát huy tính chủ động sáng tạo của học sinh. Sau khi đã lựa chọn được các bài tập thì việc phân loại chúng có ý nghĩa rất quan trọng. Có nhiều cách phân loại bài tập hóa học dựa theo các tiêu chí khác nhau : - Dựa vào khối lượng kiến thức: chia thành bài tập dạng cơ bản, bài tập dạng tổng hợp. - Tính chất bài tập: bài tập định tính và định lưọng. - Hình thái hoạt động của học sinh: bài tập lý thuyết và bài tập thực nghiệm. - Dựa vào kiểu bài hoặc dạng bài: bài tập xác định CTPT của hợp chất; tính thành phần phần trăm của hỗn hợp; nhận biết; tách các chất ra khỏi hỗn hợp; điều chế… - Cách tiến hành giải: bài tập trắc nghiệm, bài tập tự luận…. Trong đề tài này, chúng tôi đưa ra cách phân loại bài toán hóa học theo trình độ nhận thức, tư duy của học sinh dựa trên thang bậc của nhận thức. Thang cấp độ nhận thức tư duy đã được nhiều tác giả nghiên cứu, thí dụ trên thế giới có giáo sư Benjamin Bloom, Lorin Andersen…. ở Việt Nam có cố giáo sư Nguyễn Ngọc Quang….Các quan điểm này đã đựoc trình bày khá chi tiết và đầy đủ trong các tài liệu và trong nhiều luận văn trước đây. 18 Sau khi nghiên cứu và đánh giá các quan điểm trên, thấy có những điểm tương đồng và phù hợp với nền giáo dục Việt Nam, Bộ giáo dục và đào tạo đã đưa ra cách phân loại bài tập hoá học theo các mức độ: - Các bài tập dạng biết: Chỉ yêu cầu về năng lực nhận thức của học sinh là nhớ và nhắc lại kiến thức một cách máy móc. Tư duy của học sinhở mức độ biết là tư duy cụ thể và kĩ năng tương ứng chỉ là kĩ năng bắt chước theo mẫu. - Các bài tập dạng hiểu: Các bài tập dạng hiểu chỉ yêu cầu học sinh có năng lực nhận thức là tái hiện kiến thức, diễn giải kiến thức. Ở mức độ này, học sinh phải có tư duy logic, tương ứng với kĩ năng phát huy sáng kiến (làm không còn là bắt chước máy móc nữa). - Các bài tập dạng vận dụng: Các bài tập dạng vận dụng yêu cầu học sinh cần phải có khả năng vận dụng kiến thức để xử lí tình huống khoa học cụ thể hay tình huống mới, tình huống trong đời sống thực tiễn. Ở đây, tư duy học sinh đã được nâng lên một trình độ cao hơn đó là tư duy hệ thống (suy luận tương tự, so sánh, khái quát hoá). Kĩ năng tương ứng mà học sinh cần đáp ứng là kĩ năng đổi mới (không bị lệ thuộc vào mâu thuẫn, có sự đổi mới, hoàn thành kĩ năng nhịp nhàng không phải hướng dẫn). Trong dạng vận dụng có vận dụng sáng tạo, đây là dạng vận dụng được nâng lên trình độ cao hơn. Ở trình độ này, học sinh có năng lực nhận thức là phân tích, tổng hợp đánh giá và phải có tư duy trừu tượng (suy luận các vấn đề một cách sáng tạo, ngoài khuôn khổ qui định). Kĩ năng tương ứng là kĩ năng có sáng tạo, đạt tới trình độ cao, sáng tạo ra một qui trình hoàn toàn mới, nguyên lí mới, tiếp cận mới, tách ra khỏi mẫu ban đầu. Trong luận văn này chúng tôi sử dụng cách phân loại bài toán hoá học theo chủ đề (bám sát cấu trúc, nội dung chương trình môn học đối với từng chương cụ thể của môn học) và các bài toán hoá học đuợc sắp xếp theo 3 mức 19 độ nhận thức tư duy theo cách phân loại của Bộ giáo dục và đào tạo với cả 2 hình thức tự luận và trắc nghiệm khách quan. 1.2.3. Thực trạng việc sử dụng bài tập hóa học ở trường THPT hiện nay. Để đánh giá thực trạng việc sử dụng bài tập hóa học trong trường phổ thông, chúng tôi đã tiến hành điều tra thực tế thông qua phiếu điều tra (Phụ lục 1) dành riêng cho giáo viên (32 giáo viên) và học sinh (534 học sinh) ở trường THPT Trần Nguyên Hãn và THPT Lý Thường Kiệt - thành phố Hải Phòng. Kết quả khảo sát cho thấy: - Đối với giáo viên: + 91% giáo viên đều đồng ý với quan điểm sử dụng bài toán hóa học trong việc nâng cao hiệu quả dạy học là rất cần thiết. Tuy nhiên mục đích sử dụng bài toán hóa học chủ yếu là đáp ứng yêu cầu kiểm tra và thi (41%), rèn luyện khả năng vận dụng kiến thức và các kĩ năng hóa học cho học sinh. Mục đích rèn khả năng tự học và tạo niềm vui hứng thú học tập cho học sinh rất ít được chú ý (12%). Giáo viên cũng rất ít sử dụng bài tập hóa học khi lên lớp trong các bài truyền thụ kiến thức mới (6%). + 94% giáo viên giải các bài toán hóa học không theo phương pháp chung mà theo nhiều phương pháp khác nhau tùy từng loại bài toán. + Phần lớn giáo viên đã chủ động tiếp cận công nghệ thông tin để tìm kiếm nguồn bài toán hóa học, tuy nhiên, việc tự xây dựng bài mới vẫn còn nhiều hạn chế. - Đối với học sinh + Hầu hết các em cho rằng, bài toán hóa học giải khó. Các em giải thích với nhiều lí do, trong đó, có một vấn đề là do các em được giáo viên đưa ra nhiều cách giải, với mỗi bài lại giải khác nên không nắm được bản chất. Do đó, các em lúng túng, không có định hướng cụ thể cũng như không linh hoạt trong giải bài toán hóa học. 20 Qua kết quả điều tra thực tế cho thấy, quá trình giải bài toán ở trường THPT còn nhiều khó khăn. Vì vậy yêu cầu đặt ra là cần phải có một phương pháp đơn giản và thống nhất để học sinh có thể sử dụng dễ dàng và có hiệu quả khi giải các bài toán hóa học. Mục đích của luận văn là nhằm đóng góp một phần vào giải quyết nhiệm vụ nêu trên. 1.3. Phương pháp chung giải các bài toán hóa học THPT. Để giải các bài toán hóa học, trước hết cần phân tích nội dung của bài toán và biểu thị nội dung đó bằng các PTHH. Khi đã viết và cân bằng được các PTHH, dễ dàng thiết lập được mối quan hệ giữa số mol của các chất đã tham gia hay hình thành sau phản ứng, nhờ đó tính được số mol của “ các chất cần tính toán” khi biết số mol của “các chất có số liệu cho trước”. Tuy nhiên, trong bài toán hóa học các số liệu cho trước thường không phải là số mol của các chất mà là khối lượng, thể tích, nồng độ,... của các chất và mục đích của bài toán hóa học cũng không phải là xác định số mol “ các chất cần tính toán ” mà là xác định khối lượng, thể tích, nồng độ,… của các chất đó. Như vậy, để giải các bài toán hóa học, ngoài quan hệ giữa số mol của các chất phản ứng, còn cần phải dựa vào một số công thức chuyển đổi khối lượng, thể tích, nồng độ, v.v… của chất ra số mol và ngược lại. 1.3.1. Các công thức cần thiết khi giải bài toán hóa học. Để chuyển đổi các đại lượng như nồng độ, thể tích, khối lượng của chất ra số mol chất, ta sử dụng 4 công thức chính: STT Công thức 1 m=n.M 2 Vo = n. 22,4 3 CM  Số mol chất n n n ct V m M Vo 22,4 n ct  V.CM 21 C%  mct .100% mdd n ct  1 C% .mdd . M ct 100%  mct .100% V.d  1 C% .V.d. M ct 100% 4 Trong đó, các công thức 1, 2, 3, 4 biểu thị: - Quan hệ giữa khối lượng (m), khối lượng mol (M), số mol (n) của chất. - Quan hệ giữa thể tích khí ở điều kiện tiêu chuẩn (Vo) với số mol khí. - Quan hệ giữa nồng độ mol (CM), số mol chất tan (nct), thể tích dung dịch (V). - Quan hệ giữa nồng độ phần trăm (C%), khối lượng chất tan (mct) và khối lượng hay thể tích dung dịch (mdd, V). Ghi chú: Trong công thức (3), V tính bằng lít còn trong công thức (4), V tính bằng ml, d tính bằng g/ml. Áp dụng các công thức trên cho trường hợp hỗn hợp các chất, ví dụ hỗn hợp 2 chất có khối lượng là m1, m2, khối lượng mol là M1, M2, số mol là n1, n2 ta có: mhh  n1.M1  n 2 .M 2 M hh  mhh n1.M1  n 2 .M 2  n hh n1  n 2 v.v... 1.3.2. Quan hệ giữa số mol của các chất phản ứng Ví dụ 1: Xét phản ứng : aA + bB  cC + dD Gọi nA, nB, nC, nD là số mol của các chất A, B, C, D đã tham gia hay hình thành sau phản ứng. Ta có : nA n n n = B = C = D a b c d Dựa vào hệ thức này ta có thể xác định đuợc số mol của một số chất bất kì khi biết số mol của các chất khác đã tham gia hay hình thành sau phản ứng: 22 a a a b b b n A  n B  n C  n D ; n B  n A  n C  n D ;... b c d a c d Ví dụ 2: Xét một dãy biến hóa: 2A + 5B  C + 3D (1) 3C + E  2G + 4H (2) 2H + 3I  5K + 3M (3) Giả thiết các phản ứng hoàn toàn. Hãy thiết lập quan hệ giữa số mol của các chất bất kì đã tham gia phản ứng, thí dụ giữa n K và n A ; n B và n M ? Giải : Để thiết lập mối quan hệ giữa n K và n A ta xuất phát từ chất K và xét mối quan hệ giữa K và A bắc cầu qua các chất trung gian C và H. Từ (3), (2), (1)  nK = 5/2 nH ; nH = 4/3 nC ; nC = 1/2nA  nK = 5/2 . 4/3 . 1/2 nA = 5/3 nA. Tương tự thiết lập mối quan hệ giữa nB và nM: Từ (1), (2), (3):  nB = 5 nC ; nC = 3/4 nH ; nH = 2/3 nM  nB = 5 . 3/4 . 2/3 nM = 5/2 nM Ví dụ 3: Cho hỗn hợp A gồm ancol etylic và một axit hữu cơ đơn chức chia làm hai phần bằng nhau. - Phần 1: đốt cháy hoàn toàn bằng oxi thu được khí CO2 và H2O. - Phần 2: cho tác dụng với Na dư thu được khí H2. Thiết lập quan hệ giữa số mol các chất CO2, H2O, O2, H2 với số mol các chất trong hỗn hợp A. Giải: Gọi công thức của axit là CxHyO2, số mol là a. C2H5OH số mol là b, ta có: y y    xCO2 + CxHyO2 +  x + - 1 O2  H2O 4 2   (1)  2CO2 + 3H2O C2H5OH + 3O2  (2) CxHyO2  CxHy - 1O2Na + + Na  23 1 H2 2 (3)