Tài liệu Skkn dạy hóa học thpt gắn liền với các hiện tượng hóa học bằng phần mềm tin học nhằm tăng hứng thú học tập cho học sinh.

-1- SỞ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO ĐỒNG NAI Đơn vị: Trường THPT NHƠN TRẠCH Mã số: ................................ SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM DẠY HÓA HỌC THPT GẮN LIỀN VỚI CÁC HIỆN TƯỢNG HÓA HỌC BẰNG PHẦN MỀM TIN HỌC NHẰM TĂNG HỨNG THÚ HỌC TẬP CHO HỌC SINH Người thực hiện: GV Phạm Thị Lợi Lĩnh vực nghiên cứu: HÓA HỌC - Quản lý giáo dục  - Phương pháp dạy học bộ môn: Hóa học Có đính kèm: Các sản phẩm không thể hiện trong bản in SKKN  Mô hình  Phần mềm  Phim ảnh  Hiện vật khác Năm học: 2013-2014  -2- SƠ LƯỢC LÝ LỊCH KHOA HỌC I. THÔNG TIN CHUNG VỀ CÁ NHÂN 1. Họ và tên: Phạm Thị Lợi 2. Ngày tháng năm sinh: 19/12/1978 3. Nam, nữ:nữ 4. Địa chỉ: Ấp 3- Phú Thạnh, Nhơn Trạch, Đồng nai 5. Điện thoại: 0966.602.886 6. Fax: không có (CQ)/ (NR); ĐTDĐ: E-mail:[email protected] 7. Chức vụ: Trưởng Ban Thanh Tra Nhân Dân 8. Đơn vị công tác: Trường THPT Nhơn Trạch II. TRÌNH ĐỘ ĐÀO TẠO -Học vị (hoặc trình độ chuyên môn, nghiệp vụ) cao nhất: Cử nhân Hóa Học - Năm nhận bằng: 2000 - Chuyên ngành đào tạo: Hóa Học - Hiện tại đang theo học Thạc sỹ : Lí Luận & PPDH bộ môn Hóa học III.KINH NGHIỆM KHOA HỌC - Lĩnh vực chuyên môn có kinh nghiệm: Hóa Học Số năm có kinh nghiệm: 12 năm Các sáng kiến kinh nghiệm đã có trong 5 năm gần đây: PHƯƠNG PHÁP HƯỚNG DẪN HỌC SINH GIẢI BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM NHANH CHÓNG VÀ HIỆU QUẢ MÔN HÓA HỌC KHỐI THPT -3- SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM DẠY HÓA HỌC THPT GẮN LIỀN VỚI CÁC HIỆN TƯỢNG HÓA HỌC BẰNG PHẦN MỀM TIN HỌC NHẰM TĂNG HỨNG THÚ HỌC TẬP CHO HỌC SINH Giáo Viên : Phạm Thị Lợi Đơn vị công tác : THPT Nhơn Trạch Chuyên môn giảng dạy : Hóa học Năm học : 2013- 2014 -4- MỤC LỤC MỞ ĐẦU Cơ sở lí thuyết 5 CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU VỀ CROCODILE CHEMISTRY 6.05 1.1. CÁCH CÀI ĐẶT CROCODILE CHEMISTRY 6.05 1.2. GIỚI THIỆU VỀ GIAO DIỆN LÀM VIỆC 1.3. THANH MENU VÀ CÔNG CỤ 1.4. THANH ỨNG DỤNG 1.4.1. Content 1.4.2. Parts Library 1.4.3. Glassware 1.4.4. Indicator 1.4.5. Presentation 9 9 13 13 15 15 17 27 28 28 CHƯƠNG 2. MỘT SỐ THAO TÁC CƠ BẢN 2.1. KHỞI ĐỘNG CHƯƠNG TRÌNH 2.2. THOÁT CHƯƠNG TRÌNH 2.3. THU NHỎ, PHÓNG TO CỬA SỔ 2.4. MỘT SỐ THAO TÁC KHÁC 2.5. TẠO THÍ NGHIỆM MỚI 2.6. LẤY DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM 2.7. LẤY HOÁ CHẤT 2.8. LẮP RÁP DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM 2.8.1. Hệ thống chưng cất 2.8.2. Hệ thống khử oxit kim loại bằng khí 2.8.3. Vẽ đồ thị 29 29 30 30 30 31 32 35 35 35 37 37 CHƯƠNG 3. ỨNG DỤNG CỦA PHẦN MỀM 42 3.1. ẢNH HƯỞNG CỦA CHẤT XÚC TÁC ĐẾN TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG 42 3.2. ẢNH HƯỞNG CỦA NỒNG ĐỘ ĐẾN TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG. 43 3.3. THÍ NGHIỆM Fe TÁC DỤNG VỚI AXIT HCl 44 3.4. HALOGEN MẠNH ĐẨY HALOGEN YẾU RA DUNG DỊCH MUỐI 46 3.5. PHẢN ỨNG NHIỆT NHÔM 46 3.6. ĐIỀU CHẾ VÀ THU KHÍ OXI BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐẨY NƯỚC 47. -5- Mở đầu : cơ sở lý luận I. Đặt vấn đề và lí do chọn đề tài Hóa học là môn khoa học gắn liền với thực nghiệm với nhiều phản ứng thú vị nhưng cũng không kém phần nguy hiểm. Với điều kiện hiện nay tại các trường THCS và THPT thì việc chuẩn bị thí nghiệm trực quan hay tiến hành cho học sinh làm thí nghiệm còn gặp rất nhiều khó khăn. Thời gian học sinh tự thực hành và xem giáo viên làm là không nhiều . Vì vậy một phòng thí nghiệm ảo là cần thiết cho các giáo viên trong việc giảng dạy và các em học sinh làm thí thí nghiệm để nắm vững kiến thức đã học. Việc dạy hóa học THPT gắn với các hiện tượng hóa học tực tiễn bằng các phần mềm tin học nhằm tăng hứng thú học tập cho học sinh là mục đích xuyên suốt của đề tài này. Do đó trong đề tài này tôi xin giới thiệu phần mềm thí nghiệm ảo Crocodile Chemistry, một phần mềm đang được sử dụng nhiều trong các trường học trên thế giới. Hiện nay, trong các trường phổ thông trung học và cơ sở việc tiến hành thí nghiệm là do giáo viên làm và biểu diễn trực quan. Học sinh ít khi được tự tay tiến hành một thí nghiệm. Đặc biệt có một số trường hợp tiến hành thí nghiệm minh họa bài học không có, học sinh phải tự tưởng tượng thí nghiệm. Do đó việc nắm vững và sử dụng kiến thức hóa học của học sinh gặp nhiều khó khăn. Đối với giáo viên dạy hóa nếu không có thí nghiệm trực quan minh họa cũng sẽ rất khó khăn trong việc giảng dạy. Có một số trường trang bị đầy đủ phòng thí nghiệm và có điều kiện cho học sinh thực hiện nhưng cũng không thường xuyên vì nhiều lí do khác nhau. Thứ nhất, việc tiến hành thí nghiệm phải được chuẩn bị kí càng và mất nhiều thời gian. Điều này gây nên tâm lý ngại làm thí nghiệm ở nhiều giáo viên. Thứ hai, học sinh thường không lường trước được sự nguy hiểm của các phản ứng nên có thể xảy ra sự cố trong phòng thí nghiệm do học sinh nghịch ngợm hóa chất. Thứ ba, có những phản ứng dễ gây cháy nổ, nguy hiểm nếu thao tác không chính xác sẽ gây ra tai nạn. Vậy vấn đề đặt ra là làm sao vẫn có thể tiến hành các thí nghiệm để học sinh hiểu và nắm vững bài học nhưng vẫn tiết kiệm thời gian và không gây nguy hiểm. Phần mềm Crocodile Chemistry 6.05 sẽ đáp ứng được điều đó. Ngoài ra phần mềm còn giúp cho học sinh hiểu được quá trình diễn biến của phản ứng để nhận biết các thí nghiệm nguy hiểm trước khi vào phòng thí nghiệm thực. Vì vậy hiểu và ứng dụng phần mềm thí nghiệm ảo Crocodile Chemistry 6.05 thực sự cần thiết cho cả giáo viên và học sinh. II. Thực trạng trước khi thực hiện giải pháp của đề tài II.1. Thuận lợi : -6- Trong trường phổ thông, thí nghiệm giúp học sinh làm quen với những tính chất, mối liên hệ và quan hệ có tính qui luật giữa các đối tượng nghiên cứu, giúp làm cơ sở để nắm vững các qui luật, các khái niệm khoa học và biết cách khai thác chúng. Đối với bộ môn hoá học, thí nghiệm giữ vai trò đặc biệt quan trọng như một bộ phận không thể tách rời của quá trình dạy - học. Thí nghiệm hoá học có tác dụng phát triển tư duy, giáo dục thế giới quan duy vật biện chứng và củng cố niềm tin khoa học của học sinh, giúp hình thành những đức tính tốt của người lao động: ngăn nắp, trật tự, gọn gàng. Vì vậy khuynh hướng chung của việc cải cách bộ môn hoá học ở trong nước và trên thế giới là tăng tỉ lệ giờ cho các thí nghiệm và nâng cao chất lượng các bài thí nghiệm. II.2. Khó khăn : Trong quá trình giảng dạy và nghiên cứu, tôi nhận thấy, hiện nay việc tổ chức tiến hành thí nghiệm và xây dựng nên các bài tập thực nghiệm ứng dụng vào trong các bài thí nghiệm của tôi và đồng nghiệp còn có nhiều hạn chế: + Rất ít làm thí nghiệm (vì ngại sự chuẩn bị hoặc thiếu dụng cụ, hóa chất) nên chất lượng giờ dạy chưa cao. Học sinh ít được làm (quan sát) thí nghiệm, dẫn đến khó hiểu bài và không thích học bộ môn. + Thao tác thí nghiệm chưa linh hoạt, còn hạn chế về sử dụng những thiết bị mới và hiện đại. Đôi khi làm thí nghiệm còn sai nguyên tắc: + Dùng tay trực tiếp cầm ống nghiệm (không đeo găng tay, không dùng kẹp). + Cách sắp xếp dụng cụ hóa chất (trong khay để trên bàn giáo viên) còn lộn xộn, thiếu khoa học. + Lấy hóa chất xong quên không đậy nắp. + Lấy quá ít hoặc quá nhiều hóa chất. + Pha dung dịch trước khi dạy mà không đậy nắp, không ghi nhãn mác vào lọ. + Chỉ chú ý vào việc làm thí nghiệm mà không đặt câu hỏi khai thác phù hợp với nội dung thí nghiệm đang làm. -7- + Dụng cụ học sinh làm thí nghiệm rửa không sạch. + Dùng giấy lau khô ống nghiệm. ………………………………………………………………………….. Vì vậy, việc kết hợp giữa lý thuyết với thực hành là một vấn đề phải được chú trọng. Đặc biệt, đối với một môn học có tính thực nghiệm cao như hóa học thì việc chú trọng đến vấn đề thực hành hóa học hay việc sử dụng các bài tập khác mang tính chất thực nghiệm thực sự rất cần thiết. Nếu làm tốt vấn đề này thì chúng ta đã cung cấp đầy đủ cho học sinh một hệ thống kỹ năng thực hành hóa học, từ đó các em không những có thể làm được những thí nghiệm được giao mà còn có thể tự tìm tòi, đưa ra các ý tưởng, giải pháp tối ưu để điều chế một chất hay tách các chất nào đó,... Việc xây dựng các bài tập thực nghiệm phải phù hợp với các trang thiết bị có trong phòng thí nghiệm và bài tập hoá học thực nghiệm có ý nghĩa lớn trong việc gắn liền lí thuyết và thực hành. Loại bài tập này vừa mang tính chất lí thuyết và tính chất thực hành. Mối quan hệ hữu cơ giữa lí thuyết và thực hành được thể hiện rõ khi giải loại bài tập này. Muốn giải được loại bài tập này học sinh cần nắm vững lí thuyết, vận dụng lí thuyết và cần sự chú ý quan sát trong quá trình thực nghiệm để vạch phương án giải quyết và vận dụng những kĩ năng kĩ xảo thực hành để thực hiện phương án đã vạch ra. Vì tính hạn chế của cơ sở vật chất nên đề tài này xây dựng các bài tập dùng trong các giờ thực hành (bài tập thực nghiệm) thì đề tài này còn xây dựng các bài tập khác mang tính thực nghiệm dùng trong giảng dạy trên lớp qua sự phân tích các hình vẽ trong các bài học. Nội dung chương trình sách giáo khoa hoá học 10 ban cơ bản và nâng cao đã đưa những thí nghiệm bằng hình vẽ và có thêm tiết thực hành, nhưng số lượng thí nghiệm, bài tập và câu hỏi liên quan tới thí nghiệm cho học sinh làm và theo dõi từ thầy cô giáo làm trong các giờ học và giờ thực hành còn hạn chế, nên việc hình thành kĩ năng thực hành thí nghiệm cũng hạn chế: ví dụ như cách thu khí, thực hiện phản ứng giữa chất khí và chất rắn. Cách cầm ống nghiệm, cách lấy các hóa chất... -8- Vì vậy tôi quyết định xây dựng và viết nên chuyên đề nhỏ trong đề tài sáng kiến kinh nghiệm “Dạy hóa học THPT gắn với các hiện tượng hóa học thực tiễn bằng phần mềm tin học nhằm tăng hứng thú học tập cho học sinh “ III . Mục đích và nhiệm vụ của đề tài 1. Mục đích Nhằm nâng cao chất lượng, hiệu quả quá trình giảng dạy và học tập môn Hoá học nhất là phần hoá học vô cơ: Nhóm halogen – oxi và lưu huỳnh. Với chuyên đề nhỏ trong đề tài sáng kiến kinh nghiệm “Dạy hóa học THPT gắn với các hiện tượng hóa học thực tiễn bằng phần mềm tin học nhằm tăng hứng thú học tập cho học sinh” sẽ hi vọng qua đó giúp đỡ chính bản thân và các đồng nghiệp trong quá trình giảng dạy. Để qua đó cùng trao đổi và tìm ra giải pháp tốt nhất cho sự dạy và học của học sinh và các đồng nghiệp trong quá trình giảng dạy các bài thực hành hóa học. 2. Nhiệm vụ của đề tài - Nắm vững cơ sở lí luận của việc kiểm tra đánh giá kết quả học tập của học sinh. - Nghiên cứu cấu trúc chương trình, nội dung kiến thức chương trình hoá học THPT ban Cơ bản và Nâng cao nhất là nghiên cữu kĩ phần Halogen - Oxi và Lưu huỳnh. - Nghiên cứu quy trình xây dựng câu hỏi phần hoá học nhóm Halogen Oxi và Lưu huỳnh lớp 10 THPT- SGK ban Cơ Bản và Nâng cao. - Tiến hành thực nghiệm sư phạm nhằm đánh giá chất lượng câu hỏi đã xây dựng (nếu có điều kiện) - Nghiờn cứu ứng dụng và các thao tác cài đặt cũng như sử dụng phần mềm IV. Giả thuyết khoa học - Nếu xây dựng được hệ thống cỏc thao tỏc thớ nghiệm và hu7ng1 dẫn cụ thể cỏc ứng dụng của phần mờm Crocodile Chemistry 6.05 thực sự cần thiết có chất lượng tốt và phối hợp sử dụng phương pháp một cách phù hợp thì sẽ góp phần nâng cao chất lượng, hiệu quả quá trình dạy và học môn hoá học ở -9- trường phổ thông nhất là phần hoá học vô cơ phần nhóm Halogen - Oxi và Lưu huỳnh lớp 10 ban Cơ Bản và Nâng cao. - Nếu phần mềm này được giới thiệu trên mạng internet để giáo viên và học sinh trong cả nước tham khảo và thực hiện thì sẽ nâng cao được tính thực tiễn của đề tài. V. Phương pháp nghiên cứu 1. Phương pháp nghiên cứu lí thuyết - Nghiên cứu tài liệu về lí luận dạy học nhất là lí luận dạy học hoá học và các tài liệu khác có liên quan đến đề tài, nội dung kiến thức phần hoá học vô cơ: nhóm Halogen - Oxi và Lưu huỳnh theo chương trình hoá học 10 ban Cơ Bản và Nâng cao. - Căn cứ vào nhiệm vụ của đề tài, dựa trên cơ sở lí luận và dựa trên nội dung kiến thức chương trình hoá học THPT - Nghiên cứu những phần mềm trắc nghiệm để tạo đề kiểm tra và tạo ngân hàng câu hỏi để kiểm tra. 2. Phương pháp quan sát - Quan sát quá trình dạy và học môn hoá học ở trường phổ thông. - Quan sát quá trình kiểm tra đánh giá kiến thức, kĩ năng hóa học của học sinh ở trường phổ thông. CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU VỀ CROCODILE CHEMISTRY 6.05 1.1. CÁCH CÀI ĐẶT CROCODILE CHEMISTRY 6.05 - Trong bài tiểu luận này tôi xin giới thiệu phần mềm Crocodile Chemistry 6.05 là phiên bản mới nhất. - Phần mềm được tải từ trang wed http://vui.edu.vn/download-phanmem/trang-2.html. - Name and series: cyanua1201 và CH000SS-605-QXXVP Sau khi tải về cài đặt vào máy tiến hành chạy file Crocodile Chemistry.exe. Bước 1: Nhấp đúp chuột vào biểu tượng để bắt đầu cài đặt. Khi đó xuất hiện cửa sổ, ta chọn Next - 10 - Bước 2: Đánh dấu vào mục I agree to the terms in the license agreement / Next - 11 - Bước 4: Chọn Finish để kết thúc cài đặt - 12 - Bước 5: Điền thông tin để đăng ký sử dụng - 13 - 1.2. GIỚI THIỆU VỀ GIAO DIỆN LÀM VIỆC Sau khi cài đặt xong và kích hoạt chương trình thì xuất hiện giao diện sau: - 14 - Trong đó: - Contents: Xem các ví dụ theo chủ đề có sẵn trong phần mềm. - New model: Sử dụng các mô hình của Crocodile để tạo những mô phỏng - Tutrorials: Mở một nội dung hướng dẫn sử dụng Crocodile chemistry Khi chọn New model xuất hiện cửa sổ mô phỏng hóa học 1.3. THANH MENU VÀ CÔNG CỤ File: Tạo mới mở hay lưu giữ một file Edit: Chỉnh sửa và thao tác di chuyển trên màn hình View: Định dạng cách biểu diễn hiển thị màn hình của chương trình. - 15 - Scence: Tạo các phần trình chiếu khác nhau trong một file - 16 - Xóa một hay nhiều dụng cụ đã chọn Tạo một thí nghiệm mới Mở một thí nghiệm đã thiết kế Lưu thí nghiệm đang thiết kế Cắt một hay nhiều dụng cụ thí nghiệm đã chọn Sao một hay nhiều dụng cụ thí nghiệm đã chọn Dán một hay nhiều dụng cụ thí nghiệm đã sao trước đó Trở lại bước thực hiện trước đó Bước thực hiện tiếp sau bước vừa trở lại Mở bảng HTTH Tăng kích thước dụng cụ đã chọn Giảm kích thước dụng cụ đã chọn Thuộc tính của không gian đang làm việc Dừng thí nghiệm đang thực hiện 1.4. THANH ỨNG DỤNG 1.4.1 Content: Lưu trữ các thí nghiệm thiết kế sẵn: Getting start: Gồm các thí nghiệm đơn giản mô phỏng hướng dẫn sử dụng phần mềm. - 17 - Hướng dẫn sử dụng fullscreen, cách rê đối tượng, tạm dừng,… Hướng dẫn chọn, xoay, copy, dán đối tượng… Hướng dẫn cách thay đổi khối lượng chất, cách cho hóa chất. Hướng dẫn cách vẽ đồ thị của sự thay đổi pH. Hướng dẫn cách thiết kế một thí nghiệm. Hướng dẫn cách thiết kế một thí nghiệm điện hóa. Classifying Material: Cấu trúc phân tử chất và sự biến đổi cấu trúc đó khi phân tử bị chuyển đổi thành các trạng thái khác nhau. Sự sắp xếp, chuyển động các nguyên tử Nguyên tố và chất Sự dẫn điện Sự nóng chảy và phân hủy Tính tan trong nước Sự chuyển trạng thái của nước Sự chuyển động nguyên tử của 3 trạng thái chất - 18 - Equation and Amount : mô tả các phương trình hóa học cơ bản để trình diễn Phương trình hóa học Chất và những phản ứng hóa học Công thức thể hiện tỉ lệ các nguyên tố của oxit kim loại. Trạng thái cân bằng (amoni clorua NH4Cl) Trạng thái cân bằng và nhiệt độ Mol và khối lượng Phản ứng thuận nghịch (amoni clorua NH4Cl) Phản ứng thuận nghịch (Đồng sunfat khan và ngậm nước) Tính toán số ion trong sự điện li Chất xúc tác và tốc độ phản ứng Nồng độ và tốc độ phản ứng Xác định tốc độ phản ứng Sự nổ thuốc súng Reaction rate: Nêu thí nghiệm chứng minh Đo tốc độ ảnh phảnhưởng ứng của các yếu tố tốc độ phản ứng . Bề mặt tiếp xúc và tốc độ phản ứng Nhiệt độ và tốc độ phản ứng - 19 - Enery : giới thiệu các thí nghiệm minh họa về nhiệt phản ứng và các yếu tố ảnh hưởng đến nhiệt của phản ứng. Tính năng lượng phản ứng So sánh khí thoát ra khi đốt than tinh khiết và than không tinh khiết Phản ứng thu nhiệt và phản ứng tỏa nhiệt Sự khác nhau về năng lượng của thực phẩm và nhiên liệu Sản phẩm cháy của một số chất khác nhau (than, đường, rượu) Water and solution : giới thiệu các phản ứng của dung dịch Kết tinh muối từ nước biển Tạo nước có ga Chưng cất phân đoạn Xử lí nước cứng Tìm hiểu độ dẫn điện của các ion trong dung dịch Định nghĩa về nồng độ mol Định nghĩa về độ tan Độ tan và nhiệt độ - 20 -