Tài liệu Skkn tuyển chọn, xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập dùng bồi dưỡng học sinh giỏi phần kiến thức cơ sở hoá học chung lớp 10 trường trung học phổ thông

PHẦN I: MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài - Việt Nam đã trở thành thành viên chính thức của tổ chức WTO để hợp tác phát triển và cạnh tranh trong xu thế toàn cầu hoá. Sự cạnh tranh gay gắt và quyết liệt, mà trước hết là giáo dục giữa các quốc gia đã và đang đặt ra cho nước ta những cơ hội, đồng thời là những thách thức mới về năng lực phát triển và cạnh tranh về chất lưọng, năng suất lao động, đặc biệt là chất lượng nguồn nhân lực. - Năm 2009 Việt Nam đạt 200 sinh viên trên một vạn dân, gấp đôi Trung Quốc, ngang bằng với nền giáo dục chất lượng cao Malaysia và Singapo. Hơn thế nữa chất lượng nguồn nhân lực Viêt Nam năm 2009 xếp thứ 11/12 nước Châu Á. Nhưng sinh viên Việt Nam ra trường vẫn rất khó tìm được việc làm (đặc biệt là không đáp ứng được yêu cầu cao của công ty tư nhân và công ty nước ngoài), nước ta vẫn phải thuê các chuyên gia nước ngoài. - Chất lượng nguồn nhân lực phụ thuộc vào nền giáo dục. Đảng ta xác định: + Giáo dục là quốc sách hàng đầu + Giáo dục nhằm nâng cao dân trí, đào tạo nhân lực, bồi dưỡng nhân tài + Giáo dục là nền tảng và là động lực phát triển kinh tế xã hội và đẩy mạnh sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước. Giáo dục đã nhận được sự quan tâm và đầu tư rất lớn từ nhà nước và xã hội nhưng thực tế ''Nền giáo dục nước ta chưa đáp ứng được nhu cầu xã hội'': + Nền giáo dục nước ta qua 20 năm đổi mới vẫn còn là nền giáo dục nặng nề về thi cử, khoa bảng với nội dung giảng dạy đơn điệu. + Cung và cầu giáo dục có khoảng cách lớn. Cung ứng giáo dục không theo được nhu cầu giáo dục mà thị trường lao động, việc làm đang đòi hỏi; không đáp ứng được nhu cầu của người học và có khoảng cách xa trong việc đáp ứng sự đòi hỏi của phát triển kinh tế xã hội. + Chúng ta chưa có chính sách phát huy, đào tạo, bồi dưỡng, sử dụng nhân tài hợp lý, nên dẫn đến hiện tượng ''chảy máu chất xám''. 1 + Hệ thống giáo dục nước ta còn quá bất cập trong đào tạo nhân lực, đào tạo người tài có tầm quốc tế. + Hiện nay chưa làm tốt việc dạy cho học sinh các kỹ năng sống như diễn đạt, tư duy, ra quyết định, giải quyết vấn đề, và hiểu biết được chính mình. + Đội ngũ nhà giáo và đội ngũ cán bộ quản lí giáo dục còn nhiều bất cập yếu kém. + Tổ chức bộ máy và nhân sự quản lí giáo dục còn chồng chéo, yếu kém chưa đủ khả năng ngăn chặn những tiêu cực, rủi ro trong tiến trình hội nhập quốc tế và toàn cầu hoá. Như vậy, bản thân chất lượng nguồn nhân lực giáo dục cũng đã hạn chế thì khó mà đào tạo nguồn nhân lực tốt cho đất nước. Để đáp ứng nhu cầu thời đại thì phải đổi mới giáo dục toàn diện. Công tác bồi dưỡng học sinh giỏi yêu cầu không ngừng đổi mới phương pháp dạy học, nâng cao chất lượng giáo dục. Bồi dưỡng học sinh giỏi là đào tạo nguồn nhân lực chất lượng cao cho đất nước: những nhà lãnh đạo tài giỏi, những nhà khoa học đầu ngành, các chuyên gia hàng đầu, các nhà sư phạm mẫu mực, những người lao động sáng tạo... Họ trực tiếp đào tạo thế hệ tương lai những con người giàu sức sáng tạo. Vậy bồi dưỡng học sinh giỏi là nhiệm vụ cấp thiết, mang tính chiến lược. Song, công tác bồi dưỡng học sinh giỏi nói chung đang gặp nhiều khó khăn: về chính sách, đội ngũ giáo viên ...và nhất là tài liệu dạy học. Riêng môn hoá học, do đặc thù riêng của mình, phần kiến thức cơ sở hoá học chung là lý thuyết nền tảng, kiến thức cơ sở, quyết định quá trình dạy học hoá học. Nó gồm những lý thuyết chủ đạo trừu tượng, khó hiểu, những quy luật của các hạt vi mô không thấy được, của các quá trình hoá học phức tap. Vì vậy xây dựng hệ thống bài tập phần này là mục tiêu, phương pháp, phương tiện dạy học hiệu quả. Nhưng thực tế, chúng ta chưa có nhiều tài liệu cung cấp, chưa có hệ thống bài tập đa dạng với chất lượng tốt phần này. Nhất là tài liệu bồi dưỡng các kì thi học sinh giỏi, các kì thi cấp tỉnh, kì 2 thi tuyển sinh đại học, cao đẳng nhằm đáp ứng nhu cầu rất lớn từ tất cả học sinh THPT. Đó là tất cả các lý do thôi thúc chúng tôi làm đề tài này: “Tuyển chọn, xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập dùng bồi dưỡng học sinh giỏi phần kiến thức cơ sở hoá học chung lớp 10 trường trung học phổ thông’’ 2. Khách thể và đối tượng nghiên cứu - Khách thể nghiên cứu: Quá trình dạy học hoá học ở trưòng THPT Việt Nam. - Đối tượng nghiên cứu: Hệ thống bài tập phần cơ sở hoá học chung lớp 10 ở trường THPT phục vụ cho việc bồi dưỡng học sinh giỏi. 3. Mục đích nghiên cứu của đề tài - Xây dựng hệ thống bài tập phần cơ sở hoá học chung nhằm phát hiện và bồi dưỡng học sinh giỏi, để đạt thành tích cao trong các kì thi học sinh giỏi cấp tỉnh, và thi vào đại học, cao đẳng. 4. Nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài - Nghiên cứu cơ sở lý luận và thực tiễn về việc phát hiện và bồi dưỡng học sinh giỏi. - Nghiên cứu cấu trúc chương trình và hệ thống bài tập phần cơ sở hoá học chung lớp 10 trường THPT. - Xây dựng hệ thống bài tập dùng bồi dưỡng học sinh giỏi phần cơ sở hoá học chung lớp 10 trường THPT. - Thực nghiệm sư phạm với hệ thống bài tập dùng bồi dưỡng học sinh giỏi phần cơ sở hoá học chung lớp 10. 5. Giả thuyết khoa học - Nếu xây dựng được hệ thống bài tập bồi dưỡng học sinh giỏi phần cơ sở hoá học chung lớp 10 có chất lượng tốt thì sẽ nâng cao chất lượng bồi dưỡng học sinh giỏi phần cơ sở hoá học chung và đạt thành tích cao trong 3 các kì thi học sinh giỏi, thi vào đại học và nâng cao chất lượng dạy học hoá học. 6. Phương pháp nghiên cứu 6.1. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết - Tổng hợp, phân tích tài liệu để xây dựng phần cơ sở lý luận của đề tài. 6.2. Phương pháp nghiên cứu thực tiễn - Điều tra thực tiễn công tác bồi dưõng học sinh giỏi phần cơ sở hoá học chung lớp 10. - Sưu tầm các đề thi học sinh giỏi, đề thi vào đại học, cao đẳng, tài liệu tham khảo để tuyển chọn và xây dựng hệ thống bài tập. - Thông qua thực nghiệm sư phạm đánh giá chất lượng hệ thống bài tập từ đó đúc kết kinh nghiệm bồi dưỡng học sinh giỏi. 6.3. Phương pháp toán học - Xử lý số liệu bằng phương pháp thống kê toán học. 7. Đóng góp mới của đề tài - Hệ thống bài tập phần cơ sở hoá học chung lớp 10 dùng bồi dưỡng học sinh giỏi các kì thi cấp tỉnh và thi vào đại học, cao đẳng. 4 PHẦN II: NỘI DUNG CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI PHẦN CƠ SỞ HÓA HỌC CHUNG LỚP 10 THPT 1.1. Lịch sử nghiên cứu của việc bồi dưõng học sinh giỏi phần cơ sở hoá học chung lớp 10 Chúng tôi xác định rõ chất lượng đào tạo( được phản ánh trực tiếp bằng kết quả thi tuyển sinh đại học và kết quả đội tuyển học sinh giỏi) là nhiệm vụ sống còn của một nhà trường. Vì vậy, yêu cầu cấp bách là đổi mới phương pháp dạy học Việc nghiên cứu vấn đề bồi dưỡng học sinh giỏi đã được chú trọng từ lâu. Đã có rất nhiều khóa luận tốt nghiệp, luận văn, luận án về đề tài bồi dưỡng học sinh giỏi hóa học. Luận văn của Đỗ Văn Minh về bồi dưỡng học sinh giỏi phần hóa học vô cơ. Luận văn của Đỗ Quỳnh Mai về xây dựng hệ thống bài tập hóa học hữu cơ phát triển tư duy cho học sinh trung học phổ thông chuyên hóa. Luận văn của Nguyễn Tiến Hoàn về xây dựng hệ thống lý thuyết và bài tập phần cấu tạo nguyên tử và liên kết hóa học dùng bồi dưỡng học sinh giỏi trong các kỳ thi học sinh giỏi quốc gia, quốc tế, olympic hóa học. Luận án của TS Vũ Anh Tuấn về xây dựng hệ thống bài tập hóa học nhằm rèn luyện tư duy trong việc bồi dưỡng học sinh giỏi hóa học ở trường phổ thông. Mới đây nhất là luận án của TS Nguyễn Thị Ngà về xây dựng hệ thống bài tập hóa học đại cương làm tài liệu tự học cho học sinh chuyên hóa. Song chưa có luận văn hoặc luận án nào về xây dựng hệ thống bài tập phần cơ sở hóa học chung để bồi dưỡng học sinh giỏi các trường không chuyên, những trường chiếm đại đa số trong các trường THPT. Như vậy đề tài của chúng tôi là tuyển chọn, xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập phần cơ sở hóa học chung lớp 10 trường THPT, là đề tài mới, cần thiết cho tất cả đối 5 tượng học sinh để phục vụ trực tiếp cho các kì thi học sinh giỏi cấp tỉnh, thi tuyển sinh đại học, cao đẳng. 1.2. Một số vấn đề lý luận về bồi dưỡng học sinh giỏi hoá học 1.2.1. Vị trí của công tác bồi dưỡng học sinh giỏi và việc đào tạo nhân tài trong dạy học hoá học phổ thông Một trong những chiến lược phát triển chương trình giáo dục phổ thông đã có từ rất xưa và ngày càng được coi là then chốt của hầu hết các nước trên thế giới là vấn đề phát hiện và bồi dưỡng học sinh giỏi. Tại sao lại như vậy? Theo triết học duy vật biện chứng thì trong tất cả các nguồn lực phát triển xã hội thì nguồn lực con người quyết định các nguồn lực khác. Hơn thế nữa, hiện nay khoa học kĩ thuật phát triển như vũ bão càng đòi hỏi hàm lượng chất xám rất cao trong lao động sản xuất. Công nhân nếu không muốn bị sa thải thì phải không ngừng nâng cao trình độ và tay nghề để bắt kịp dây chuyền sản xuất ngày càng hiện đại. Công ty muốn không bị phá sản thì phải có đội ngũ nhân viên năng động và giàu sức sáng tạo. Một đất nước muốn không bị tụt hậu, lạc hậu so với thế giới thì phải đào tạo được lao động chất lượng cao. Đó là vấn đề tồn tại và phát triển của từng cá nhân, tập thể, đất nước và xã hội loài người. Nó chỉ được giải quyết khi chúng ta làm tốt công tác phát hiện, bồi dưỡng và sử dụng người tài. Nước ta rất coi trọng vấn đề này: “Hiền tài là nguyên khí quốc gia”. Vừa trải qua chiến tranh bị tàn phá nặng nề, nhưng nước ta đã và đang đạt được những thành tựu to lớn trong phát triển kinh tế - xã hội. Sự kiện Bia tiến sĩ của Văn Miếu Quốc Tử Giám trở thành di sản văn hóa thế giới, và giáo sư Ngô Bảo Châu được nhận giải thưởng cao quý nhất về toán học (mà ngay cả Trung Quốc đất nước giàu mạnh, đầu tư rất lớn cho giáo dục cũng chỉ hi vọng sau 30 năm nữa có giải thưởng như ta) đã khẳng định vị trí của người Việt Nam trên thế giới. Trong việc phát hiện và bồi dưỡng học sinh giỏi hóa học nói riêng, chúng ta đã có được rất nhiều huy chương vàng, bạc, đồng trong kì thi 6 olympic hóa học quốc tế. Sự thành công đó, có sự đóng góp rất lớn của rất nhiều nhà hóa học: cố GS.TSKH Nguyễn Ngọc Quang nghiên cứu lý luận về bài toán hóa học; GS.TSKH Nguyễn Cương nghiên cứu về lý luận phương pháp dạy học và thí nghiệm hóa học; PGS.TS Nguyễn Xuân Trường, PGS.TS Lê Xuân Trọng, PGS.TS Nguyễn Hữu Đĩnh, PGS.TS Trần Thành Huế nghiên cứu về bài tập hóa học nâng cao, và mới đây là luận án tiến sĩ về bồi dưỡng học sinh giỏi của TS Vũ Anh Tuấn. Tất cả những thành tựu to lớn trên, yêu cầu chúng ta càng ngày càng phải coi trọng công tác bồi dưỡng học sinh giỏi, để trong tương lai chúng ta có những nhà khoa học đầu ngành, những chuyên gia, nguồn lao động chất lượng cao. 1.2.2. Học sinh giỏi hóa học 1.2.2.1. Quan niệm về học sinh giỏi Hầu hết các nước đã nhận thức được tầm quan trọng của vấn đề học sinh giỏi từ rất sớm (thời phong kiến) và họ đã có chế độ riêng để bồi dưỡng và sử dụng người tài. Vậy thế nào là học sinh giỏi? Nhìn chung các nước đều dùng hai thuật ngữ chính là gift (giỏi, có năng khiếu) và talent (tài năng). Theo cơ quan Giáo dục Mỹ: "Học sinh giỏi là những học sinh có khả năng thể hiện xuất sắc hoặc có năng lực nổi trội trong các lĩnh vực trí tuệ, sự sáng tạo, khả năng lãnh đạo, nghệ thuật hoặc các lĩnh vực lý thuyết chuyên biệt. Những học sinh này thể hiện tài năng đặc biệt của mình từ các bình diện văn hóa, xã hội và kinh tế.. ". Như vậy những học sinh này cần có sự phục vụ và những hoạt động không theo những điều kiện thông thường của nhà trường nhằm phát triển đầy đủ các năng lực vừa nêu trên. 1.2.2.2. Năng khiếu Hoá học - Một trong những mục tiêu quan trọng của dạy học nói chung và hóa học nói riêng là phát hiện những học sinh có năng khiếu về bộ môn để kịp thời bồi dưỡng thành nguồn nhân lực chất lượng cao cho bộ môn và nhân 7 tài cho đất nước. Vậy thế nào là học sinh có năng khiếu về hóa học? Những phẩm chất và năng lực quan trọng nhất của học sinh giỏi hóa học là gì? Chưa có một tài liệu nào định nghĩa về năng khiếu Hoá học. Trong luận án của TS Vũ Anh Tuấn [30]: Năng khiếu hóa học bao gồm 2 mặt tích cực chủ yếu không thể tách rời nhau là: - Khả năng tư duy Toán học. - Khả năng quan sát, nhận thức và nhận xét các hiện tượng tự nhiên, lĩnh hội và vận dụng tốt các khái niệm, định luật hoá học. Học sinh có khả năng tư duy Toán học tốt nhưng không có khả năng quan sát, nhận thức các hiện tượng tự nhiên thì không thể có niềm say mê Hóa học dẫn đến học môn Hóa theo cách thức phiến diện, công thức và Toán hóa các sự việc, hiện tượng của Hóa học. Ví dụ: Để khử hoàn toàn 17,6 gam hỗn hợp Fe, cần vừa đủ 2,24 lít CO ở đktc. Tính khối lượng sắt thu được. Học sinh chưa quan sát được thì sẽ lập hệ: Gọi số x, y, z, t lần lượt là số mol Fe, FeO, Fe3O4, Fe2O3 trong hỗn hợp Sau đó dựa vào phương trình hóa học lập được phương trình Theo số mol CO: y + 4z + 3t = 0.1 Theo khối lượng hỗn hợp: 56x + 72y + 232 z + 160t = 17,6 Chỉ có 2 phương trình mà 4 ẩn khó giải. Nếu học sinh quan sát tốt sẽ thấy rằng: Khi khử sắt: CO + O(oxit) → CO2 Vì vậy tổng số mol O trong oxit bằng số mol CO = 0,1 mol → mFe = mhh – mO = 17,6 – 0,1.16 = 16 gam. Ngược lại, học sinh có khả năng quan sát, nhận thức các hiện tượng tự nhiên dẫn đến niềm say mê Hóa học nhưng khả năng tư duy Toán học chưa tốt thì việc nghiên cứu Hóa học gặp rất nhiều khó khăn . 8 1.2.2.3. Những phẩm chất và năng lực cần có của một học sinh giỏi môn Hoá học - Có kiến thức hóa học cơ bản vững vàng, sâu sắc, hệ thống. Để có được phẩm chất này đòi hỏi học sinh phải có năng lực tiếp thu kiến thức, tức là có khả năng nhận thức vấn đề nhanh, rõ ràng; có ý thức tự bổ sung, hoàn thiện kiến thức. - Có trình độ tư duy hóa học phát triển. Tức là biết phân tích, tổng hợp, so sánh, khái quát hóa, có khả năng sử dụng phương pháp phán đoán như qui nạp, diễn dịch, loại suy. Để có được những phẩm chất này đòi hỏi người học sinh phải có năng lực suy luận logic, năng lực kiểm chứng, năng lực diễn đạt… - Có khả năng quan sát, nhận thức, nhận xét các hiện tượng tự nhiên. Phẩm chất này được hình thành từ năng lực quan sát sắc sảo, mô tả, giải thích hiện tượng các quá trình hóa học; năng lực thực hành của học sinh. - Có khả năng vận dụng linh hoạt, mềm dẻo, sáng tạo kiến thức, kỹ năng đã có để giải quyết các vấn đề, các tình huống. Đây là phẩm chất cao nhất cần có ở một học sinh giỏi. 1.2.2.4. Dấu hiệu nhận biết học sinh giỏi - Khả năng định hướng: Ý thức nhanh chóng và chính xác đối tượng cần lĩnh hội, mục đích phải đạt được và những con đường tối ưu đạt được mục đích đó. - Bề rộng: Có khả năng vận dụng nghiên cứu các đối tượng khác. - Độ sâu: Nắm vững ngày càng sâu sắc hơn bản chất của sự vật, hiện tượng. - Tính linh hoạt: Nhạy bén trong việc vận dụng những tri thức và cách thức hành động vào những tình huống khác nhau một cách sáng tạo. - Tính mềm dẻo: Thể hiện ở hoạt động tư duy được tiến hành theo các hướng xuôi và ngược chiều. 9 - Tính độc lập: Thể hiện ở chỗ tự mình phát hiện ra vấn đề, đề xuất cách giải quyết và tự giải quyết được vấn đề. - Tính khái quát: Khi giải quyết một loại vấn đề nào đó sẽ đưa ra được mô hình khái quát, trên cơ sở đó để có thể vận dụng để giải quyết các vấn đề tương tự, cùng loại. 1.3. Bài tập hoá học 1.3.1. Khái niệm bài tập hóa học Trong sách giáo khoa và tài liệu tham khảo ở phổ thông hiện nay, thuật ngữ “ bài tập” chủ yếu được sử dụng theo quan niệm: Bài tập bao gồm cả những câu hỏi và bài toán, mà khi hoàn thành chúng học sinh vừa nắm được vừa hoàn thiện một tri thức hay một kỹ năng nào đó, bằng cách trả lời miệng, trả lời viết hoặc kèm theo thực nghiệm. Về mặt lý luận dạy học, để phát huy tối đa tác dụng của bài tập hóa học trong quá trình dạy học, người giáo viên phải sử dụng và hiểu nó theo quan điểm hệ thống và lý thuyết hoạt động. Bài tập chỉ có thể thực sự là “bài tập” khi nó trở thành đối tượng hoạt động của chủ thể, khi có một người nào đó chọn nó làm đối tượng, mong muốn giải nó, tức là khi có một “người giải”. Vì vậy, bài tập và người học có mối liên hệ mật thiết tạo thành một hệ thống toàn vẹn, thống nhất và liên hệ chặt chẽ với nhau. Sơ đồ cấu trúc của hệ bài tập: BÀI TẬP NGƯỜI GIẢI Những điều kiện Phương pháp giải Những yêu cầu Phương tiện giải 1.3.2. Tác dụng của bài tập hoá học - Kiến thức chỉ thực sự được khắc sâu, hiểu sâu, và sự sáng tạo được phát huy khi học sinh được vận dụng vào làm bài tập. Bài tập hóa học là 10 phương tiện, phương pháp, mục tiêu dạy học giúp nâng cao chất lượng dạy học hóa học. Bài tập hóa học còn là cầu nối giữa lý thuyết và thực tiễn để học sinh thấy rõ tính thực tiễn của bộ môn. - Đào sâu, mở rộng kiến thức đã học một cách sinh động, phong phú. Chỉ có vận dụng kiến thức vào giải bài tập học sinh mới nắm vũng kiến thức một cách sâu sắc. Ví dụ: Nguyên tố X có lớp ngoài cùng là 4s1. Xác định vị trí của X trong bảng tuần hoàn. Học sinh thường chỉ viết được một cấu hình của K (Z=19): [Ar]4s 1. Mà quên rằng X còn có thể là Cr(Z=24) [Ar]3d54s1 hoặc Cu(Z=29): [Ar]3d104s1. Do hiện tượng chuyển electron để đạt cấu hình bán bão hòa (Cr) phân lớp d và bão hòa phân lớp d (Cu) bền hơn cấu hình ban đầu. - Là phương tiện để ôn tập, củng cố, hệ thống hoá kiến thức một cách tốt nhất. Ví dụ: Bài tập sau giúp học sinh gắn kết các chương về nguyên tử, bảng tuần hoàn, và phản ứng oxi hóa khử. Tổng số hạt cấu tạo nên một nguyên tử của nguyên tố M là 82, trong đó số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 22. a. Tìm M b. Xác định vị trí của M trong bảng tuần hoàn c. M có tạo được các ion M2+ và M3+. Cho biết tính chất hóa học cơ bản của nguyên tử M và các ion M2+ và M3+. Viết phương trình minh họa - Rèn luyện các kỹ năng hoá học quan trọng cho học sinh như kỹ năng viết và cân bằng phương trình phản ứng, kỹ năng tính toán theo công thức và phương trình hoá học, kỹ năng thực hành như cân, đo, đun nóng, nung sấy, lọc, nhận biết hoá chất... - Phát triển năng lực nhận thức, rèn trí thông minh cho học sinh. Có rất nhiều bài tập hóa học có thể giải bằng nhiều cách khác nhau. Phải có năng lực nhận thức tốt học sinh mới tìm ra các cách giải nhanh và hay, 11 mang bản chất hóa học. Trong quá trình tìm kiếm con đường ngắn nhất đi đến kết quả bài toán như vậy, trí thông minh và năng lực tư duy của học sinh được phát triển. Ví dụ: Bài toán sau có thể giải bằng rất nhiều cách Để m gam bột Fe ngoài không khí, sau một thời gian biến thành hỗn hợp X có khối lượng 12 gam gồm: Fe, FeO, Fe 3O4, Fe2O3. Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp X bằng dung dịch HNO3 loãng dư thu được 22,4 lit NO (sản phẩm khử duy nhất ở đktc). Tính m. C1: phương pháp đại số Đặt x, y, z, t lần lượt là số mol Fe, FeO, Fe 3O4, Fe2O3 ta được hệ phương trình đại số: Khối lượng hỗn hợp X: 56x +72y +232z +160t = 12 m Tổng số mol Fe: x + y + 3z + 2t = 56 Số mol Oxi: y + 4z + 3t = 12  m 16 Số mol NO: x + 3y + 3z = 0,3 C2: phương pháp bảo toàn electron O Fe     12gam X  HNO   Fe3+ 3 2 Xét cả quá trình trên Fe → Fe3+ + m 56 (mol) O2 3m 56 4e → 2O-2 + 12  m mol 32 N+5 3e 12  m mol 8 + 3e → N+2(NO) 0,3mol 0,1mol Theo định luật bảo toàn electron có: 12 3m 12  m = + 0,3 56 8 → m = 10,08 gam - Bài tập hoá học còn được sử dụng như một phương tiện nghiên cứu tài liệu mới (hình thành khái niệm, định luật) khi trang bị kiến thức mới, giúp học sinh tích cực, tự lực, lĩnh hội kiến thức một cách sâu sắc và bền vững. Điều này thể hiện rõ khi học sinh làm bài tập thực nghiệm định lượng. - Bài tập hoá học phát huy tính tích cực, tự lực của học sinh và hình thành phương pháp học tập hợp lý. - Bài tập hoá học còn là phương tiện để kiểm tra kiến thức, kỹ năng của học sinh một cách chính xác. - Bài tập hoá học có tác dụng giáo dục đạo đức, tác phong, rèn tính kiên nhẫn, trung thực, chính xác khoa học và sáng tạo, phong cách làm việc khoa học (có tổ chức, kế hoạch...), nâng cao hứng thú học tập bộ môn. Điều này thể hiện rõ khi giải bài tập thực nghiệm. Tuy nhiên, mọi tác dụng của bài tập hóa học chỉ được phát huy khi giáo viên sử dụng nó phù hợp với từng đối tượng học sinh, và phải biết cách khai thác triệt để mọi khía cạnh của bài toán, để học sinh tự mình tìm ra cách giải. 1.3.3. Phân loại bài tập hoá học [30] Hiện nay có nhiều cách phân loại bài tập hoá học dựa trên cơ sở khác nhau: a/ Dựa vào mức độ kiến thức: (cơ bản, nâng cao) b/ Dựa vào tính chất bài tập: (định tính, định lượng) c/ Dựa vào hình thái hoạt động của học sinh: (lý thuyết, thực nghiệm) d/ Dựa vào mục đích dạy học: (nghiên cứu tài liệu mới, ôn tập, luyện tập, kiểm tra) e/ Dựa vào cách tiến hành trả lời: (trắc nghiệm khách quan, tự luận) 13 f/ Dựa vào kỹ năng, phương pháp giải bài tập: (lập công thức, phương pháp bảo toàn: khối lượng, electron, nguyên tố...) g/ Dựa vào loại kiến thức trong chương trình: (cấu tạo nguyên tử, bảng tuần hoàn , phản ứng oxi hóa khử, tốc độ phản ứng và cân bằng hóa học) i/ Dựa vào đặc điểm bài tập: - Bài tập định tính: (giải thích hiện tượng, nhận biết, điều chế, tách hỗn hợp...) - Bài tập định lượng: (có lượng dư, giải bằng trị số trung bình, giải bằng đồ thị...) Giữa các cách phân loại không có ranh giới rõ rệt, người ta phân loại để nhằm phục vụ cho những mục đích nhất định. 1.3.4. Quá trình giải bài tập hoá học [30] a/ Nghiên cứu đề bài - Đọc kỹ đề bài. - Phân tích các điều kiện và yêu cầu của đề bài. - Chuyển các giả thiết đã cho về các giả thiết cơ bản. - Viết các phương trình phản ứng có thể xảy ra. b/ Xây dựng tiến trình luận giải - Thực chất là thiết lập mối quan hệ giữa cái đã biết và cái cần tìm. Yêu cầu đặt ra là đảm bảo tính logic của bài toán, tìm ra cách giải ngắn nhất và hay nhất sẽ rèn luyện tư duy và sự sáng tạo của học sinh. Điều đó nghĩa là giáo viên đã dạy cho học sinh bằng bài tập. c/ Thực hiện tiến trình giải Quá trình này ngược với quá trình giải, mà thực chất là trình bày lời giải một cách tường minh từ giả thiết đến cái cần tìm. Với các bài tập định lượng, phần lớn là đặt ẩn số, dựa vào mối tương quan giữa các ẩn số để lập phương trình, giải phương trình hay hệ phương trình và biện luận kết quả (nếu cần). d/ Đánh giá việc giải 14 - Việc đánh giá việc giải có rất nhiều tác dụng: + Kiểm tra lại được toàn bộ quá trình giải, xem có sai sót gì không? có dữ kiện nào thừa không? giúp rèn cho học sinh tính cẩn thận. + Xem cách đã giải có ưu nhược điểm gì? điểm đặc biệt của bài toán này là gì? còn cách nào tốt hơn không, giúp rèn tư duy đa hướng và óc thông minh mà thực tế cuộc sống rất cần. + Có thể sửa bài toán đã cho thành bài toán tổng quát hơn, phức tạp hơn, dễ hơn như thế nào? điều này giúp rèn cho học sinh tính mềm dẻo của tư duy. Như vậy việc đánh giá việc giải là vô cùng quan trọng. Giáo viên cần tổ chức tốt việc này để phát huy hết tác dụng của bài tập hóa học 1.3.5. Mối quan hệ giữa nắm vững kiến thức và việc giải bài tập hoá học Đây thực chất là mối quan hệ giữa lý thuyết và thực hành (việc vận dụng lý thuyết vào giải bài tập). Học sinh chỉ giải tốt và sáng tạo bài tập hóa học khi nắm vững kiến thức hóa học.Việc không nắm vững kiến thức hóa học sẽ dẫn đến việc giải sai, hoặc phải mò mẫm cách giải. Nếu không có lý thuyết soi đường thì thực tiễn trở thành mù quáng. Ngược lại, học sinh chỉ nắm vững kiến thức khi kiến thức được vận dụng để giải bài tập. Trong quá trình giải bài tập học sinh phải huy động kiến thức, lựa chọn kiến thức xem thuộc chương nào, bài nào, mục nào, rồi phải cấu trúc lại mối quan hệ các đơn vị kiến thức đó, sau đó họ phải tìm cách vận dụng và vận dụng sáng tạo lý thuyết vào bài tập. Quá trình vận dụng linh hoạt kiến thức đó kiến thức ngày càng bền vững và có chiều sâu trong học sinh. Như vậy việc nắm vững kiến thức và việc giải bài tập hóa học ( vận dụng kiến thức) có mối quan hệ biện chứng với nhau Nắm vững kiến thức Vận dụng kiến thức vvavào 15 1.4. Phần cơ sở hoá học chung lớp 10 trong các kỳ thi học sinh giỏi cấp tỉnh và thi tuyển sinh đại học, cao đẳng Các bài tập phần cơ sở hóa học chung trong kì thi học sinh giỏi các tỉnh chiếm tỷ trọng lớn khoảng xấp xỉ 30%. Đề thi học sinh giỏi (không chuyên) một số tỉnh năm 1999: - An Giang: Trong tổng số 4 bài có một bài về tốc độ phản ứng, một bài về cân bằng hóa học. - Bắc Giang: Bài 1 về cấu tạo nguyên tử (4,5 điểm), bài 2 về cân bằng hóa học (5,5 điểm). - Cần Thơ: Bài 1 gồm cấu tạo nguyên tử, phản ứng oxi hóa khử (6,5 điểm); bài 2 có một ý nhỏ về tốc độ phản ứng (1,5 điểm). - Đà Nẵng (vòng 1): Bài 1 (3 điểm) về cấu tạo nguyên tử và phản ứng oxi hóa khử. Bài 4 (2 điểm) về liên kết hoá học. Bài 6 (4 điểm) về bảng tuần hoàn. - Đồng Nai: Bài 1 (2 điểm) phản ứng oxi hoá khử. Bài 4 (4 điểm) cân bằng hóa học. Bài 5 (5 điểm) cấu tạo nguyên tử. - Hòa Bình: Bài 1 (6 điểm) về cấu tạo nguyên tử và bảng tuần hoàn. Bài 3 (6 điểm) về liên kết hóa học. - Nghệ An: Trong tổng số 5 bài có 2 bài phần cơ sở hóa học chung: về cấu tạo nguyên tử và cân bằng hóa học. - Đề thi tuyển sinh đại học, cao đẳng khối A năm 2007 (Mã đề 930) - 1 câu về cấu hình electron (câu 5) - 4 câu về phản ứng oxi hóa khử (câu 2, câu 14, câu 41 và câu 42) - 1 câu về bảng tuần hoàn (câu 35) Đề thi tuyển sinh đại học, cao đẳng khối B năm 2007 (Mã đề 817) - 3 câu về phản ứng oxi hóa khử (câu 3, câu 42, câu 12) - 1 câu về liên kết hóa học (câu 8) 16 - 2 câu về bảng tuần hoàn (câu 39 và câu 44) Đề thi tuyển sinh đại học, cao đẳng khối A năm 2008 (Mã đề 518) - 1 câu về sắp xếp bán kính các nguyên tử (câu 5) - 1 câu về xác định loại liên kết trong các chất (câu 10) - 1 câu về xác định chiều chuyển dịch cân bằng hóa học (câu 15) - 1 câu về xác định sản phẩm oxi hóa khử (câu 31) - 1 câu xác định vai trò của chất trong phản ứng oxi hóa khử (câu 35) - 1 câu xác định sự khử hay sự oxi hóa xảy ra ở điện cực (câu 39) Đề thi tuyển sinh đại học, cao đẳng khối B năm 2008 (Mã đề 195) - 4 câu về phản ứng oxi hóa khử (câu 1, câu 13, câu 19, câu 47) - 1 câu về bảng tuần hoàn (câu 2) - 1 câu về cân bằng hóa học (câu 23) Đề thi tuyển sinh đại học, cao đẳng khối A năm 2009 (Mã đề 438) - 2 câu về bảng tuần hoàn (câu 14, câu 20) - 3 câu về phản ứng oxi hóa khử (câu 17, câu 23, câu 29) - 1 câu về cân bằng hóa học (câu 42) Đề thi tuyển sinh đại học, cao đẳng khối A năm 2010 (Mã đề 253) - 3 câu về phản ứng oxi hóa khử (câu 2, câu 15, câu 49) - 1 câu có về quy luật biến đổi trong bảng tuần hoàn (câu 6) - 2 câu về cấu tạo nguyên tử (câu 32, câu 17) - 1 câu về sự biến đổi bán kính nguyên tử và độ âm điện (câu 35) - 2 câu về cân bằng hóa học (câu 16, câu 51) Đề thi tuyển sinh đại học, cao đẳng khối B năm 2010 (Mã đề 174) - 1 câu về liên kết hóa học (câu 11) - 1 câu về cấu tạo nguyên tử (câu 12) - 4 câu phản ứng oxi hóa khử (câu 19, câu 25, câu 51, câu 52) - 1 câu xét sự ảnh hưởng của áp suất tới cân bằng hóa học (câu 34) Không những thế việc giải các bài tập trong đề thi thường sử dụng phương pháp bảo toàn electron để giải quyết nhanh các bài trắc nghiệm. 17 Như vậy, phần kiến thức cơ sở hóa học chung lớp 10 chiếm số lượng bài tập khá lớn trong các kì thi học sinh giỏi và thi tuyển sinh đại học, cao đẳng. Việc dạy tốt phần kiến thức này sẽ giúp học sinh đạt kết quả cao trong các kì thi quan trọng. 1.5. Tình hình thực tế bồi dưỡng học sinh giỏi hoá học phần cơ sở hoá học chung lớp 10 1.5.1. Những hạn chế của sách giáo khoa, sách tham khảo về phần kiến thức cơ sở hóa chung lớp 10 Theo luận án của tiến sĩ Vũ Anh Tuấn thì chưa có tài liệu chính thức nào dùng bồi dưỡng học sinh giỏi. Sách giáo khoa và sách tham khảo đã cung cấp kiến thức cơ bản, nhưng cũng thiếu nhiều so với các lý thuyết chủ đạo. Vì thế việc xem xét hiện tượng tự nhiên cũng chung chung, phiến diện. Nhiều vấn đề giáo viên và học sinh phải chấp nhận, nhiều câu hỏi và bài luyện tập phải mang tính chất giả định, thiếu thực tế. Ví dụ : + Cấu tạo của HNO3; H2SO4; H3PO4... viết theo kiểu liên kết đôi hay liên kết cho nhận (giữa nguyên tử trung tâm và oxi), khi đó giải thích hóa trị của nguyên tử trung tâm như thế nào? nguyên tử trung tâm có lai hóa không? + Tại sao Cu2+: [Ar]3d9 (chưa bão hòa 3d) còn Cu+: [Ar]3d10 (bão hòa 3d ), nhưng Cu2+ lại bền hơn? - Về thực chất chương trình Hóa học THPT mang tính chất định lượng trên cơ sở định tính. Vì vậy, các đề thi học sinh giỏi ở cấp tỉnh bắt buộc phải đề cập đến những nội dung có những đặc điểm trên và việc tuyển chọn khó có thể chính xác được. - Các sách tham khảo rất tràn lan, rất khó lựa chọn bộ sách mà hệ thống bài tập có chất lượng cao. Cần phối hợp các sách, tuyển chọn kĩ lưỡng để có hệ thống bài tập đa dạng về thể loại và có chiều sâu hợp lí về nội dung . 1.5.2. Thực trạng dạy học phần cơ sở hóa học chung lớp 10 18 - Trong các kì thi có kiến thức cơ sở hóa học chung học sinh Kim Sơn thường đạt điểm không cao: thi học sinh giỏi tỉnh (các trường này thường không tham dự vòng 2 kì thi học sinh giỏi về phần cơ sở hóa học chung) đặc biệt là kì thi tuyển sinh đại học, cao đẳng. - Đa số giáo viên dạy phần kiến thức cơ sở hóa học chung 10 (phần kiến thức khó, trừu tượng ) là giáo viên mới ra trường, chưa có kinh nghiệm dạy học. - Quá trình đi dự giờ các giáo viên dạy hóa học 10 trong trường THPT Kim Sơn B tôi thấy họ ít sử dụng bài tập hóa học khi dạy học phần cơ sở hóa học chung, mà đa số là thuyết trình . - Số giờ luyện tập ít, trong giờ giáo viên thường chỉ chữa được 4 hoặc 5 bài tập trong sách giáo khoa và sách bài tập, hầu như không thể làm các bài nâng cao. - Giáo viên chưa tự xây dựng hệ thống bài tập cho mình mà thường ngẫu hứng (chưa cân nhắc kĩ ) chọn bài trong sách tham khảo, trong nhóm Hóa chưa thống nhất cùng nhau xây dựng hệ thống bài tập chất lượng cao mà thường mỗi người một hệ thống bài tập riêng. - Số lượng giáo viên có trình độ trên chuẩn (thạc sĩ) dùng bồi dưỡng học sinh giỏi rất ít (thậm chí không có), đa số là trình độ cử nhân và là giáo viên lâu năm (khi tri thức họ học đã lâu và trở nên lạc hậu). Cả tỉnh Ninh Bình số giáo viên trực tiếp bồi dưỡng học sinh giỏi hóa có trình độ thạc sĩ dưới 8 trong tổng số trên 200 giáo viên hóa. - Một số khó khăn của giáo viên khi dạy học sinh giỏi phần cơ sở hóa học chung: + Khi bồi dưỡng học sinh giỏi giáo viên gặp khó khăn khi không xác định được độ rộng và chiều sâu hợp lí về nội dung phần kiến thức cơ sở hóa học chung cần dạy cho học sinh trong các kì thi học sinh giỏi. + Tài liệu tham khảo cần thiết rất ít + Các đề thi quốc gia gần đây không biết đáp án 19 + Một số tài liệu tham khảo không thống nhất nhau về đáp án + Chế độ cho giáo viên bồi dưỡng học sinh giỏi quá thấp Kết luận của chương 1 Trong chương này chúng tôi đã trình bày: - Một số vấn đề lý luận về học sinh giỏi: vị trí công tác bồi dưỡng học sinh giỏi, năng khiếu hóa học, những phẩm chất và năng lực cần có của học sinh giỏi môn hóa học, dấu hiệu nhận biết học sinh giỏi. - Lý luận về bài tập hóa học: khái niệm, phân loại, tác dụng của bài tập hóa học, quá trình giải bài tập hóa học và việc nắm vững kiến thức. - Tình hình thực tế của việc dạy học phần kiến thức cơ sở hóa học chung 10 không có hiệu quả cao trong khi đề thi học sinh giỏi và đề thi tuyển sinh đại học dành phần không nhỏ cho vấn đề này vì nó là cơ sở để học tốt hóa học. Tất cả những vấn đề trên đặt ra yêu cầu cấp bách cần phải có biện pháp nâng cao chất lượng dạy học phần cơ sở hóa học chung lớp 10. Việc xây dựng hệ thống bài tập tốt sẽ giải quyết được bài toán trên . 20