Tài liệu Tuyển chọn và sử dụng hệ thống bài tập hoá học hữu cơ lớp 11 giúp học sinh trung học phổ thông nâng cao kiến thức và kỹ năng giải toán hoá

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC THÂN THỊ SONG TUYỂN CHỌN VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP HOÁ HỌC HỮU CƠ LỚP 11 GIÚP HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THÔNG NÂNG CAO KIẾN THỨC VÀ KỸ NĂNG GIẢI TOÁN HOÁ LUẬN VĂN THẠC SỸ SƯ PHẠM HÓA HỌC Chuyên ngành: LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC (BỘ MÔN HÓA HỌC) Mã số: 60.14.01.11 Người hướng dẫn khoa học: PGS. TS. Phạm Văn Nhiêu Hà Nội - 2014 LỜI CẢM ƠN Sau một thời gian nghiên cứu đề tài: “Tuyển chọn và sử dụng hệ thống bài tập hóa học hữu cơ lớp 11 giúp học sinh trung học phổ thông nâng cao kiến thức và kỹ năng giải toán hóa” tôi đã hoàn thành bản luận văn dưới sự hướng trực tiếp của PGS.TS Phạm Văn Nhiêu, sự giúp đỡ tận tình của các thày cô Trường Đại học Giáo Dục – Đại học Quốc Gia Hà Nội. Ngoài ra còn có sự ủng hộ giúp đỡ nhiệt tình của các thày cô trong tổ hóa, các em học sinh Trường THPT Thái Thuận, THPT Ngô Sĩ Liên thành phố Bắc Giang. Tôi xin chân thành gửi lời cảm ơn tới phòng quản lý khoa học, Ban Giám hiệu Trường Đại học giáo dục – Đại học Quốc Gia Hà Nội. Đặc biệt tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc và chân thành nhất đến PGS. TS Phạm Văn Nhiêu về sự hướng dẫn nhiệt tình đầy tâm huyết trong suốt quá trình tôi hoàn thành luận văn. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn tới các thày cô Trường Đại học Giáo Dục – Đại học Quốc Gia Hà Nội, tới Ban giám hiệu và các thày cô giáo, các em HS trường THPT Thái Thuận, trường THPT Ngô Sĩ Liên, các bạn đồng nghiệp đã giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi để tôi hoàn thành tốt luận văn này. Xin trân trọng cảm ơn! Hà Nội, tháng 11 năm 2014 Tác giả Thân Thị Song i DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÍ HIỆU CTPT Công thức phân tử CTCT Công thức cấu tạo CTTQ Công thức tổng quát CTĐGN Công thức đơn giản nhất CTTN Công thức thực ngiệm DD Dung dịch ĐKTC Điều kiện tiêu chuẩn ĐLBTKL Định luật bảo toàn khối lượng ĐLBTNT Định luật bảo toàn nguyên tố GV Giáo viên HS Học sinh HC Hiđro cacbon OX Oxihóa PGS - TS Phó giáo sư – Tiến sĩ PPDH Phương pháp dạy học PTPƯ Phương trình phản ứng SGK Sách giáo khoa THPT Trung học phổ thông ii MỤC LỤC Lời cảm ơn ...................................................................................................................i Danh mục các chữ viết tắt và kí hiệu .........................................................................ii Mục lục ..................................................................................................................... iii Danh mục các bảng ...................................................................................................vi Danh mục các hình .................................................................................................. vii MỞ ĐẦU....................................................................................................................1 CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA SỬ DỤNG BÀI TẬP HỮU CƠ TRONG VIỆC DẠY HỌC HOÁ HỌC ..............................................5 1.1. Cơ sở lí luận về nhận thức................................................................................... 5 1.1.1. Khái niệm nhận thức............................................................................. 5 1.1.2. Rèn luyện năng lực nhận thức của HS trong quá trình dạy và học hóa học ................................................................................................................. 6 1.2. Tư duy và sự phát triển tư duy trong dạy học hóa học .................................. 6 1.2.1. khái niệm tư duy ................................................................................... 6 1.2.2. Những phẩm chất của tư duy ................................................................ 7 1.2.3. Các thao tác tư duy. Các thao tác tư duy bao gồm ................................ 7 1.2.4. Đánh giá trình độ phát triển tư duy của HS ........................................... 8 1.3. Bài tập hóa học và phát triển năng lực nhận thức, tư duy của HS ............. 11 1.3.1. Khái niệm bài tập hóa học: ................................................................. 11 1.3.2. Vai trò, ý nghĩa, tác dụng của bài tập hóa học..................................... 11 1.3.3. Phân loại bài tập ................................................................................. 12 1.3.4. Xu hướng phát triển của bài tập .......................................................... 13 1.4. Quan hệ giữa bài tập hóa học với việc phát triển năng lực nhận thức và tư duy của HS................................................................................................................... 14 1.5. Thực trạng của việc sử dụng bài tập hóa học ở trường trung học phổ thông. ........14 1.5.1. Về phía HS ......................................................................................... 15 iii 1.5.2. Về phía GV ........................................................................................ 16 1.5.3. Nhận xét về thực trạng sử dụng bài tập hóa ở trường trung học phổ thông. . 17 Tiểu kết chương 1 .....................................................................................................18 Chương 2: HỆ THỐNG BÀI TẬP HÓA HỌC HỮU CƠ LỚP 11 VÀ MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH CÁC BÀI TOÁN HOÁ HỮU CƠ ......19 2.1. Phân tích nội dung kiến thức và cấu trúc phần hóa học hữu cơ lớp 11 trong chương trình trung học phổ thông. ............................................................... 19 2.1.1. Nội dung kiến thức hóa học hữu cơ lớp 11 ......................................... 19 2.1.2. Đặc điểm về nội dung kiến thức và cấu trúc phần hóa học hữu cơ lớp 11 . 20 2.2. Những nguyên tắc xây dựng hệ thống bài tập ..................................................23 2.3. Quy trình xây dựng hệ thống bài tập ............................................................... 24 2.4. Mối quan hệ giữa nắm vững kiến thức và giải bài tập hóa học.................. 24 2.5. Phân tích các phương pháp giải nhanh một bài toán hóa học hữu cơ ....... 25 2.5.1. Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố và bảo toàn khối lượng ........... 26 2.5.2. Phương pháp tăng giảm khối lượng .................................................... 27 2.5.3. Phương pháp trị số trung bình............................................................. 29 2.5.4 Giải toán lập CTPT hợp chất hữu cơ.................................................... 32 2.5.5. Giải toán đốt cháy hợp chất hữu cơ..................................................... 36 2.5.6. Dựa vào quan hệ tỉ lệ số mol của các hợp chất hữu cơ trong phương trình hóa học. ............................................................................................... 39 2.6. Các dạng bài tập điển hình phần hóa hữu cơ lớp 11 .................................... 42 2.6.1. Chương đại cương về hóa học hữu cơ................................................. 44 2.6.2. Chương “ Hiđrocacbon no” ................................................................ 53 2.6.3. Chương “ Hiđrocacbon không no”. ..................................................... 61 2.6.4. Chương “ Hiđrocacbon thơm………………………………………….73 ‘ ....................................................................................................................... 2.6.5. Chương “ Dẫn xuất halogen – ancol – phenol” ................................... 78 iv 2.6.6. Chương “Anđehit – xeton – Axit các boxylic”.................................... 90 Tiểu kết chương 2 ..................................................................................................100 Chương 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM .........................................................101 3.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm ..................................................................... 101 3.2. Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm .................................................................... 101 3.3. Đối tượng và địa bàn thực nghiệm sư phạm ................................................ 101 3.3.1. Đối tượng thực nghiệm sư ................................................................ 101 3.3.2. Địa bàn thực nghiệm......................................................................... 101 3.4. Kết quả TN và xử lý kết quả TN.................................................................... 102 3.5. Phân tích kết quả thực nghiệm sư phạm ....................................................... 108 Tiểu kết chương 3 ...................................................................................................110 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ.....................................................................111 TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................113 PHỤ LỤC ..............................................................................................................116 v DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 3.1. Bảng thống kê điểm bài kiểm tra số 1......................................... 104 Bảng 3.2. Bảng phân loại kết quả học tập của HS (%) bài kiểm tra số 1 ..... 104 Bảng 3.3. Bảng thống kê điểm bài kiểm tra số 2......................................... 104 Bảng 3.4. Bảng phân loại kết quả học tập của HS (%) bài kiểm tra số 2 ..... 104 Bảng 3.5. Bảng phân phối tần số và tần suất và tần suất tích lũy bài kiểm tra số 1 trường Thái Thuận .............................................................................. 106 Bảng 3.6. Bảng phân phối tần số và tần suất và tần suất tích lũy bài kiểm tra số 2 trường Thái Thuận .............................................................................. 106 Bảng 3.7. Bảng phân phối tần số và tần suất và tần suất tích lũy bài kiểm tra số 1 trường Ngô Sĩ Liên ............................................................................. 107 Bảng 3.8. Bảng phân phối tần số và tần suất và tần suất tích lũy bài kiểm tra số 2 trường Ngô Sĩ Liên ............................................................................. 107 Bảng 3.9. Thông số xem xét sự khác biệt của 2 nhóm khác nhau (TN- ĐC), trường THPT Thái Thuận ........................................................................... 108 Bảng 3.10. Thông số xem xét sự khác biệt của 2 nhóm khác nhau (TN- ĐC), trường THPT Ngô Sĩ Liên .......................................................................... 108 vi DANH MỤC CÁC HÌNH Trang Hình 3.1. Đồ thị cột biểu diễn kết quả bài kiểm tra số 1 Trường Thái Thuận .......... 105 Hình 3.2. Đồ thị cột biểu diễn kết quả bài kiểm tra số 1 Trường Ngô Sĩ Liên ......... 105 Hình 3.3. Đồ thị cột biểu diễn kết quả bài kiểm tra số 2 Trường Thái Thuận ......... 105 Hình 3.4. Đồ thị cột biểu diễn kết quả bài kiểm tra số 2 Trường Ngô Sĩ Liên ......... 105 Hình 3.5. Đường luỹ tích biểu diễn kết quả bài kiểm tra số 1 Trường Thái Thuận . 108 Hình 3.6. Đường luỹ tích biểu diễn kết quả bài kiểm tra số 2 Trường Thái Thuận 108 Hình 3.7. Đường luỹ tích biểu diễn kết quả bài kiểm tra số 1 Trường Ngô Sĩ Liên. 109 Hình 3.8. Đường luỹ tích biểu diễn kết quả bài kiểm tra số 2 Trường Ngô Sĩ Liên. 109 vii MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài Để hòa nhập với sự phát triển chung của thế giới, nghành giáo dục đào tạo đang ngày một đổi mới trong các lĩnh vực: Xác định lại mục tiêu, thiết kế lại tạo ra những con người toàn diện, phục vụ cho sự phát triển khoa học kỹ thuật và công nghệ. Một trong những trọng tâm của chương trình đổi mới giáo dục là đổi mới phương pháp dạy học theo hướng phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo của người học. Trong những năm gần đây việc đổi mới phương pháp để nâng cao hiệu quả dạy học nói chung và dạy học hóa học nói riêng đã được quan tâm đầu tư đáng kể. Hóa học là một môn khoa học vừa lý thuyết, vừa thực nghiệm. Một trong những định hướng của đổi mới dạy học hóa học là khai thác đặc thù của môn hóa học, tạo ra các hình thức hoạt động đa dạng phong phú cho tiết học để các em tiếp thu kiến thức một cách chủ động, tích cực. Rèn cho HS năng lực nhận thức, óc tư duy sáng tạo, hình thành cho các em thói quen học tập và làm việc khoa học. Trong quá trình giảng dạy, người GV phải có chức năng phát hiện, bồi dưỡng, nâng cao trí thức cho HS và tạo hứng thú để các em học tốt bộ môn. Nhiệm vụ này được thực hiện bằng nhiều phương pháp, với nhiều hình thức khác nhau. Sử dụng hệ thống bài tập hóa học được đánh giá là phương pháp dạy học hiệu nghiệm trong phát hiện, bồi dưỡng, nâng cao năng lực nhận thức và tư duy hóa học cho HS, nhất là HS khá giỏi. Trong dạy học hóa học, vai trò của bài tập hóa học đặc biệt quan trọng, giúp HS khắc sâu kiến thức đã học mang lại hiệu quả sâu sắc trong việc thực hiện mục tiêu đào tạo. Trong bài tập hóa học, phần lớn bài tập ở dạng bài toán hóa học. Đối với HS việc nhớ lại một lượng lớn kiến thức lý thuyết ở mỗi chương là không dễ dàng, hơn nữa số lượng bài toán hóa ở mỗi đề thi lại nhiều, đa dạng về thể loại gây không ít những khó khăn cho HS trong việc phân loại, lựa chọn và tìm ra cách giải thích hợp. Do đó việc tìm ra các phương pháp giải giúp HS giải các bài toán hóa có một ý nghĩa hết sức quan trọng. Mặt khác theo phân phối chương trình của bộ Giáo dục- Đào tạo, thời 1 gian giảng dạy của phần hữu cơ có ít hơn phần hóa học vô cơ. Việc học và giải bài tập hóa học hữu cơ đối với HS THPT thường khó hơn hóa học vô cơ. Với những lý do trên, tôi chọn đề tài “Tuyển chọn và sử dụng hệ thống bài tập hóa học hữu cơ lớp 11 giúp học sinh trung học phổ thông nâng cao kiến thức và kỹ năng giải toán hóa”. Chúng tôi hy vọng nội dung của luận văn là một tài liệu bổ ích để HS và các bạn đồng nghiệp làm tài liệu tham khảo, góp phần nâng cao chất lượng dạy và học môn hóa học. 2. Mục đích nghiên cứu Tuyển chọn hệ thống bài tập hoá học hữu cơ lớp 11 và một số phương pháp giải nhanh toán hoá hữu cơ nhằm nâng cao kiến thức và kỹ năng giải toán hoá. 3. Nhiệm vụ nghiên cứu Để đạt được mục tiêu đề ra của đề tài cần thực hiện các nhiệm vụ sau: -Nghiên cứu cơ sở lí luận của việc đổi mới PPDH hóa học và thực tiễn của việc dạy học hóa học ở trường phổ thông hiện nay. -Nghiên cứu chương trình SGK của bộ giáo dục và đào tạo. Vị trí của phần hữu cơ lớp 11. -Nghiên cứu cơ sở lí luận của việc sử dụng bài tập hóa học và vai trò của bài tập hóa học trong quá trình dạy học hóa học. -Tuyển chọn hệ thống các bài tập hóa học hữu cơ lớp 11. -Tiến hành thực nghiệm sư phạm với các bài đã tuyển chọn để kiểm nghiệm giả thuyết khoa học. 4. Khách thể nghiên cứu, đối tượng nghiên cứu 4.1. Khách thể nghiên cứu Quá trình dạy học hóa học ở trường THPT, bài tập hữu cơ 11 THPT. 4.2. Đối tượng nghiên cứu Hệ thống bài tập hữu cơ lớp 11 THPT và một số phương pháp giải các bài tập đó. 5. Phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu, xây dựng hệ thống bài tập hữu cơ lớp 11 trong chương trình THPT một số phương pháp giải các bài tập đó. 2 6. Giả thuyết khoa học Trong quá trình giảng dạy phần hữu cơ nhất là trong các giờ luyện tập, nếu GV biết tuyển chọn hệ thống bài tập có chất lượng và sử dụng các phương pháp giải một cách hợp lí các dạng bài tập hóa học hữu cơ sẽ góp phần nâng cao chất lượng, hiệu quả dạy học và giúp các em có phương pháp giải nhanh các bài toán hóa hữu cơ trong các kỳ thi đặc biệt là kỳ thi tuyển sinh vào các trường đại học, cao đẳng. 7. Phương pháp nghiên cứu 7.1. Nghiên cứu lý luận -Nghiên cứu cập nhật lý luận về tổ chức quá trình dạy học nhằm phát huy cao độ tính tự lực chủ động, sáng tạo của HS trong quá trình lĩnh hội kiến thức mới. -Nghiên cứu, xác định vị trí, vai trò, ý nghĩa của bài tập hóa học (đặc biệt là bài tập liên quan đến các hợp chất hữu cơ). 7.2. Phương pháp nghiên cứu thực tiễn -Tìm hiểu thực tiễn sử dụng bài tập trong dạy học hóa học ở trường THPT. Đồng thời tham khảo ý kiến của các chuyên gia, GV giàu kinh nghiệm để hoàn thiện hệ thống bài tập hữu cơ lớp 11 THPT và phương pháp sử dụng bài tập đó trong quá trình giảng dạy ở trường THPT, nhằm đưa ra giả thuyết và tìm kiếm các luận cứ thực tế cho đề tài. 7.3. Phương pháp thực nghiệm sư phạm Tiến hành thực nghiệm sư phạm để đánh giá hiệu quả, tính khả thi của việc sử dụng hợp lý các dạng bài tập hữu cơ trong quá trình dạy học ở trường THPT. 7.4. Phương pháp thống kê toán học Áp dụng toán thống kê để xử lý số liệu thu thập được trong thực nghiệm sư phạm, trên cơ sở đó rút ra kết luận về tính hiệu quả của đề tài nghiên cứu. 8. Những điểm mới của đề tài -Góp phần hoàn thiện cơ sở lý luận của việc sử dụng bài tập hóa học trong giảng dạy. 3 -Đã đưa ra cách sử dụng bài tập trong quá trình dạy học ở trường THPT. -Sưu tầm và xây dựng những bài tập hay làm tư liệu, giúp GV hóa học sử dụng trong quá trình dạy học hóa học ở trường THPT. 9. Đóng góp của đề tài - Xây dựng hệ thống các bài tập hữu cơ lớp 11 THPT. -Tuyển chọn một số phương pháp giải các bài toán hóa học hữu cơ phù hợp giúp HS THPT nắm vững kiến thức cơ bản, kỹ năng giải bài tập hóa học. 10.Cấu trúc của luận văn Ngoài phần mở đầu, kết luận, khuyến nghị, phụ lục. Luận văn được trình bày trong ba chương. Chương 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn của việc sử dụng bài tập hóa học hữu cơ trong dạy học hóa học. Chương 2: Hệ thống bài tập hoá học hữu cơ lớp 11 và một số phương pháp giải nhanh các bài toán hoá hữu cơ. Chương 3: Thực nghiệm sư phạm. 4 CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA SỬ DỤNG BÀI TẬP HỮU CƠ TRONG VIỆC DẠY HỌC HOÁ HỌC 1.1. Cơ sở lí luận về nhận thức 1.1.1. Khái niệm nhận thức Nhận thức, tình cảm và hành động là ba mặt cơ bản của đời sống tâm lí con người. Nó quan hệ chặt chẽ với các mặt kia và cũng quan hệ mật thiết với các hiện tượng tâm lí khác của con người. Nhận thức là một quá trình đặc trưng nổi bật nhất của hoạt động nhận thức, phản ánh hiện thực khách quan. Hoạt động này bao gồm nhiều quá trình khác nhau và mang lại những sản phẩm khác nhau về hiện tượng khách quan. Căn cứ vào tính chất phản ánh có thể chia thành hai mức lớn. Nhận thức cảm tính (cảm giác và tri giác) Nhận thức lí tính (tư duy và tưởng tượng) Nhận thức có liên quan chặt chẽ với sự học là một quá trình nhận thức. 1.1.1.1. Nhận thức cảm tính (cảm giác và tri giác) Nhận thức cảm tính là mức độ đầu sơ đẳng trong toàn bộ hoạt động nhận thức của con người, là một quá trình tâm lí, nó phản ánh thuộc tính tâm lí bên ngoài của sự vật, hiện tượng thông qua sự tri giác của giác quan. Cảm giác là hình thức khởi đầu trong sự phát triển của hoạt động nhận thức, nó phản ánh những thuộc tính riêng lẻ của sự vật hiện tượng. Tri giác phản ánh hiện tượng một cách trọn vẹn và theo một cấu trúc nhất định. Cảm giác và tri giác đóng vai trò quan trọng trong quá trình nhận thức, nếu như cảm giác là hình thức nhận thức đầu tiên của con người thì tri giác là điều kiện quan trọng trong sự định hướng hành vi hoạt động của con người trong môi trường xung quanh. 1.1.1.2. Nhận thức lí tính Nhận thức lí tính là mức độ cao hơn của nhận thức cảm tính. Nhận thức cảm tính có vai trò vô cùng quan trọng trong việc hiểu biết bản chất những mối liên hệ có tính chất quy luật của sự vật hiện tượng tạo điều kiện con người là chủ thể của tự nhiên, xã hội và bản thân mình. Tưởng tượng là một quá trình tâm lí phản ánh những điều chưa từng có trong kinh nghiệm của cá nhân bằng cách xây dựng những hình ảnh mới trên cơ sở những biểu tượng đã có. 5 1.1.2. Rèn luyện năng lực nhận thức của HS trong quá trình dạy và học hóa học Năng lực quan sát: Do hóa học là môn khoa học thực nghiệm và có thí nghiệm nên HS phải có kĩ năng quan sát. Khi quan sát GV cần hướng dẫn, yêu cầu HS làm tốt các nhiệm vụ sau: + Xác định rõ mục đích, ý nghĩa, yêu cầu, nhiệm vụ quan sát. + Chuẩn bị chu đáo (cả về tri thức và phương tiện) trước khi quan sát. + Tiến hành quan sát có kế hoạch và có hệ thống. + Khi quan sát cần tích cực sử dụng phương tiện hóa học. + Khuyến khích và tạo điều kiện cho HS sử dụng nhiều giác quan khi quan sát nhưng phải đảm bảo an toàn. Cũng như thể hiện các quan điểm cá nhân thì chưa đủ mà cần phải có tư duy. Vì không có tư duy thì không có sự tiếp thu, không có sự vận dụng tri thức, HS không học tập. + Cần ghi lại các kết quả quan sát, xử lý kết quả và rút ra kết luận cần thiết. Rèn luyện các thao tác tư duy có năng lực quan sát tốt, ghi nhận được chính xác sự biến đổi của sự vật, hiện tượng nhưng không biết xâu chuỗi các sự vật, hiện tượng đó với nhau và đưa ra những kết luận cần thiết cũng như thể hiện các quan điểm cá nhân thì chưa đủ mà cần phải có tư duy. Vì không có tư duy thì không có sự tiếp thu, không có sự vận dụng tri thức, HS không học tập được. Do đó phát triển tư duy đồng nghĩa với việc rèn luyện các thao tác tư duy là điều vô cùng quan trọng, cần thiết. Các thao tác gồm: Phân tích, tổng hợp, so sánh, trừu tượng hóa và khái quát hóa. 1.2. Tư duy và sự phát triển tư duy trong dạy học hóa học 1.2.1. khái niệm tư duy Tư duy là một quá trình tâm lí thuộc nhận thức lí tính là một mức độ mới về chất so với cảm giác và tri giác, tư duy phản ánh những thuộc tính ở bên trong, bản chất những mối liên hệ có tính quy luật của sự vật hiện tượng mà trước đó chưa biết, quá trình phản ánh này là quá trình gián tiếp độc lập mang tính khái quát được nảy sinh trên cơ sở hoạt động thực tiễn, từ nhận thức cảm 6 tính nhưng vượt xa những giới hạn của nhận thức cảm tính. Vậy tư duy là một quá trình tâm lí phản ánh thuộc tính bản chất những mối liên hệ và quan hệ bên trong có tính quy luật của sự vật hiện tượng. Trong hiện thực khách quan mà trước đó chưa biết. 1.2.2. Những phẩm chất của tư duy - Tính định hướng: Qua quá trình tư duy con người ý thức nhanh chóng chính xác đối tượng cần lĩnh hội, mục đích cần đạt được và con đường tối ưu đạt được mục đích đó. - Bề rộng của tư duy thể hiện ở hoạt động tư duy vận dụng kiến thức nghiên cứu vào đối tượng khác. - Độ sâu của tư duy thể hiện ở khả năng nắm vững kiến thức ngày càng sâu hơn về bản chất của sự vật hiện tượng. - Tính linh hoạt thể hiện ở sự linh hoạt nhạy bén linh hoạt trong vận dụng kiến thức cả các hoạt động áp dụng vào những tình huống khác nhau một cách sáng tạo. - Tính mềm dẻo, con người có thể hoạt động tư duy theo hướng xuôi và ngược. - Tính độc lập, thông qua hoạt động tư duy con người phát hiện ra vấn đề và đề xuất hướng giải quyết. -Tính nhất quán, phản ánh tính lô gic của hoạt động nhận thức đảm bảo có sự thống nhất theo một tư tưởng chủ đạo từ đầu đến cuối không có mâu thuẫn. - Tính phê phán, biết phân tích đánh giá các quan điểm các phương pháp lí thuyết của người khác đưa ra ý kiến chủ quan, nêu ra lí do, nội dung để bảo vệ ý kiến của mình. - Tính khái quát khi giải quyết xong mỗi loại vấn đề thường đưa ra mô hình khái quát hóa trên cơ sở giải quyết vấn đề tương tự, cùng loại. 1.2.3. Các thao tác tư duy. Các thao tác tư duy bao gồm + Phân tích là quá trình dùng tri óc phân tích đối tượng nhận thức thành những “bộ phận” những thuộc tính, những mối liên hệ giữa chúng để nhận thức đối tượng sâu sắc, trọn vẹn hơn. 7 + Tổng hợp là quá trình dùng trí óc để hợp nhất các bộ phận, những thuộc tính, những thành phần đã được tách ra nhờ sự phân tích thành một chỉnh thể. Từ lí luận trên có thể thấy rằng phân tích và tổng hợp có mối quan hệ mật thiết với nhau, bổ xung cho nhau thành một thể thống nhất không tách rời, phân tích là cơ sở của tổng hợp, tổng hợp diễn ra trên cơ sở phân tích. + So sánh là quá trình dùng trí óc để xác định sự giống nhau hay khác nhau sự đồng nhất hay không đồng nhất, sự bằng nhau hay không bằng nhau giữa các đối tượng nhận thức. Trong dạy học hóa học thường dùng hai loại so sánh là so sánh tuần tự và so sánh đối chiếu. - So sánh tuần tự là sự so sánh trong đó nghiên cứu xong từng đối tượng nhận thức rồi so sánh chúng với nhau. - So sánh đối chiếu, nghiên cứu hai đối tượng cùng một lúc, hoặc khi nghiên cứu đối tượng thứ hai người ta phân tích thành từng bộ phận rồi đối chiếu từng bộ phận của đối tượng thứ nhất. Có thể thấy rằng so sánh có quan hệ chặt chẽ với phân tích và tổng hợp. + Trừu tượng hóa và khái quát hóa - Trừu tượng hóa là quá trình dùng trí óc để gạt bỏ những thuộc tính, những mối liên hệ, quan hệ thứ yếu không cần thiết về phương diện nào đó và chỉ giữ lại những yếu tố cần thiết để tư duy. - Khái quát hóa là quá trình dùng trí óc để bao quát những đối tượng khác nhau thành một nhóm, một loại theo những thuộc tính, những mối liên hệ nhất định. Những loại thuộc tính này bao gồm hai loại thuộc tính giống nhau và những thuộc tính bản chất. Qua đó để thấy rằng trừu tượng hóa và khái quát hóa có mối quan hệ mật thiết với nhau, chi phối và bổ sung cho nhau, giống như mối liên hệ giữa phân tích và tổng hợp nhưng ở mức độ cao hơn. 1.2.4. Đánh giá trình độ phát triển tư duy của HS Việc đánh giá quá trình học của HS thông qua việc đánh giá trình độ phát triển tư duy của HS bao hàm: Đánh giá trình độ phát triển năng lực nhận thức, năng lực tư duy và năng lực thực hành. 8 Tiêu chí đánh giá các mức độ phát triển của tư duy hiện nay có nhiều quan điểm. 1.2.4.1. Đánh giá độ phát triển tư duy của HS theo Bloom Năm 1956, Benjamin Bloom, một giáo sư của trường đại học Chicago đã nêu ra sáu mức độ, thao tác tư duy. Đánh giá Tổng hợp Phân tích Vận dụng Hiểu Biết * Cụ thể như sau: - Khái niệm: Biết Nhớ lại kiến thức đã học một cách máy móc và nhắc lại. Hiểu Là khả năng diễn dịch, diễn giải, giải thích, suy diễn (dự đoán kết quả). Vận dụng Năng lực sử dụng thông tin và chuyển đổi kiến thức từ dạng này sang dạng khác (sử dụng những kiến thức đó trong hoàn cảnh mới). Vận dụng là bắt đầu của mức tư duy sáng tạo. Tức là vận dụng những gì đã học vào đời sống hoặc vào một tình huống mới. Vận dụng có thể hiểu là khả năng vận dụng kiến thức đã học trong những tình huống cụ thể hay trong tình huống mới. Phân tích Là khả năng nhận biết chi tiết, phát hiện và phân biệt các bộ phận cấu thành của thông tin hay tình huống. Mức độ này đòi hỏi khả năng phân loại. Phân tích là khả năng phân nhỏ đối tượng thành các 9 hợp phần cấu thành để hiểu rõ hơn cấu trúc của nó. Tổng hợp Là khả năng hợp nhất các thành phần để tạo thành một tổng thể/ Sự vật lớn. Ở mức độ này HS pải sử dụng những gì đã học để tạo ra hoặc sáng tạo một cái gì đó hoàn toàn mới. Tổng hợp liên quan đến khả năng kết hợp các thành phần cùng nhau để tạo một dạng mới. Đánh giá Là khả năng phán xét giá trị hoặc sử dụng hoặc sử dụng thông tin theo tiêu chí thích hợp (hỗ trợ đánh giá bằng lí do/ lập luận). Đánh giá khả năng phán xét của đối tượng. 1.2.4.2. Đánh giá trình độ phát triển tư duy của HS theo quan điểm của cố Giáo sư Nguyễn Ngọc Quang.[10] Việc đánh giá trình độ phát triển tư duy của HS thông qua quá trình dạy học cụ thể là chúng ta cần đánh giá: *Khả năng nắm vững những cở sở khoa học một cách chính xác, tự lực tích cực, sáng tạo của HS (nắm vững là: Hiểu, nhớ, vận dụng thành thạo). *Trình độ phát triển năng lực nhận thức và năng lực thực hành trên cở sở nắm vững cở sở khoa học. a. Căn cứ vào chất lượng của quá trình lĩnh hội và kết quả của nó, gồm có bốn trình độ nắm vững kiến thức, kỹ năng, kỹ xảo: - Trình độ tìm hiểu: Nhận biết, xác định, phân biệt và nhận ra kiến thức cần tìm hiểu. - Trình độ tái hiện: Tái hiện thông báo về đối tượng theo trí nhớ hay ý nghĩa (kiến thức tái hiện). - Trình độ kỹ năng: Vận dụng kiến thức vào thực tiễn bằng cách chuyển tải chúng vào những đối tượng và tình huống quen thuộc (kiến thức kỹ năng). Nếu đạt đến mức tự động hóa gọi là kiến thức kỹ xảo. - Trình độ biến hóa: Vận dụng kiến thức vào thực tiễn bằng cách chuyển tải chúng vào những đối tượng và tình huống quen biết nhưng đã bị biến đổi hoặc chưa quen biết. b. Về năng lực tư duy: Có thể chia làm bốn cấp độ như sau: 10 -Cấp 1: Tư duy cụ thể: Chỉ có thể suy luận trên các thông tin cụ thể này đến thông tin cụ thể khác. -Cấp 2: Tư duy logic: Suy luận theo một chuỗi tổng hợp tuần tự, có khoa học và có phê phán nhận xét. -Cấp 3: Tư duy hệ thống: Suy luận tính chất tiếp cận một cách hệ thống các thông tin hoặc các vấn đề nhờ đó có cách nhìn bao quát hơn. - Cấp 4: Tư duy trừu tượng: Suy luận các vấn đề một cách sáng tạo và ngoài các khuôn khổ quy định. c.Về mặt kỹ năng có thể chia làm bốn trình độ kỹ năng sau: - Bắt chước theo mẫu: Làm theo đúng mẫu cho trước (quan sát, làm thử, làm đi, làm lại). - Phát huy sáng kiến: Làm theo đúng mẫu hoặc chỉ dẫn có phát huy sáng kiến, hợp lí hóa thao tác. - Đổi mới: Không bị lệ thuộc theo mẫu. Có sự đổi mới nhưng vẫn đảm bảo về chất lượng. - Tích cực hay sáng tạo: Sáng tạo ra quy trình hoàn toàn mới, nguyên lí mới, tiếp cận mới, tách ra khỏi mẫu ban đầu. 1.3. Bài tập hóa học và phát triển năng lực nhận thức, tư duy của HS 1.3.1. Khái niệm bài tập hóa học: Bài tập hóa học là nhiệm vụ mà GV đặt ra cho người học, buộc người học phải vận dụng kiến thức đã biết hoặc kinh nghiệm thực tiễn sử dụng hành động trí tuệ hay hành động thực tiễn để giải quyết nhiệm vụ nhằm chiếm lĩnh tri thức kinh nghiệm một cách tích cực hứng thú và sáng tạo. 1.3.2. Vai trò, ý nghĩa, tác dụng của bài tập hóa học -Là phương tiện để ôn tập, củng cố, hệ thống hóa kiến thức một cách tốt nhất. -Giúp HS khắc sâu hơn các khái niệm, định luật đã học và rèn luyện ngôn ngữ hóa học cho HS. -Rèn luyện cho HS kỹ năng vận dụng các kiến thức đã học qua các bài giảng thành kiến thức của bản thân. 11 -Đào tạo sâu và mở rộng kiến thức đã học một cách sinh động, phong phú, hấp dẫn. -Tạo điều kiện phát triển tư duy HS. -Ôn tập, củng cố và hệ thống hóa kiến thức đã học một cách thuận lợi nhất, rèn luyện kỹ năng tính toán, kỹ năng thực hành. -Phát triển năng lực nhận thức, trí thông minh, sáng tạo, phát huy tính tích cực và hình thành phương pháp học tập hiệu quả. -Rèn luyện cho HS tính kiên trì, kiên nhẫn, trung thực, chính xác và khoa học, tác phong làm việc có tổ chức linh hoạt, tác phong lao động nghiêm túc, gọn gàng, ngăn nắp, sạch sẽ. -Thông qua bài tập rèn cho HS tính kiên nhẫn, sự linh hoạt, sáng tạo. -Với các bài tập thực hành còn giúp hình thành ở HS tính cẩn thận, tiết kiệm, tác phong làm việc khoa học, chính xác, gọn gàng. -Nâng cao hứng thú học tập yêu thích môn hóa học và các môn khác. 1.3.3. Phân loại bài tập Bài tập hóa học được phân thành nhiều loại và trên những cơ sở khác nhau. Hiện nay được phân thành những loại cơ bản sau đây. -Dựa vào tính chất của bài tập: Bài tập định tính hay bài tập định lượng. -Dựa vào kiểu bài hay dạng bài: Bài tập xác định công thức phân tử của hợp chất, tính thành phần %, nồng độ mol, nhận biết, tách, điều chế. -Dựa vào nội dung: Bài tập có nội dung thuần túy hóa học, hay bài tập có nội dung gắn với thực tiễn. -Dựa vào mức độ nhận thức của HS: Bài tập kiểm tra sự nhớ lại, hiểu, vận dụng và vân dụng sáng tạo. -Dựa vào cách trình bày lời giảng: Bài tập trắc nghiệm tự luận hay trắc nghiệm khách quan. Trong thực tế dạy học có hai cách phân loại bài tập có ý nghĩa hơn cả là phân loại theo nội dung nhưng dựa vào mức độ nhận thức và theo dạng bài. 12