Tài liệu Xây dựng hệ thống bài tập học phần hóa học đại cương 1 nhằm tăng cường năng lực tự học của sinh viên

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2 KHOA HÓA HỌC ====== PHẠM THỊ NGỌC LINH XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP HỌC PHẦN HÓA HỌC ĐẠI CƯƠNG 1 NHẰM TĂNG CƯỜNG NĂNG LỰC TỰ HỌC CỦA SINH VIÊN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên ngành: Hóa Vô cơ Hà Nội – 2018 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2 KHOA HÓA HỌC ====== PHẠM THỊ NGỌC LINH XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP HỌC PHẦN HÓA HỌC ĐẠI CƯƠNG 1 NHẰM TĂNG CƯỜNG NĂNG LỰC TỰ HỌC CỦA SINH VIÊN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên ngành: Hóa Vô cơ Người hướng dẫn khoa học TS. Đăng Thị Thu Huyền Hà Nội – 2018 LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của các thầy cô giáo trong khoa Hóa học Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2, các thầy cô trong tổ Hóa Vô cơ - Đại cương đã tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất trong suốt thời gian em theo học tại khoa và trong thời gian em làm khóa luận tốt nghiệp. Đặc biệt, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS. Đăng Thị Thu Huyền người đã trực tiếp giảng dạy, hướng dẫn, luôn tận tâm chỉ bảo những kiến thức về chuyên môn thiết thực và những chỉ dẫn khoa học quý báu, giúp đỡ em trong quá trình em làm khóa luận tốt nghiệp. Em xin cảm ơn gia đình, anh em, bạn bè, những người đã luôn ở bên, chia sẻ, động viên và giúp đỡ em quá trình em làm khóa luận tốt nghiệp. Để thực hiện đề tài một cách hoàn chỉnh nhất, mặc dù đã rất cố gắng, song trong những ngày đầu làm quen, tiếp cận và học hỏi nghiên cứu khoa học sẽ không tránh khỏi những hạn chế, thiếu sót về mặt kiến thức cũng như kinh nghiệm, em rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến chân thành từ quý thầy cô giáo và bạn bè để khóa luận được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng 5 năm 2018 Sinh viên Phạm Thị Ngọc Linh MỤC LỤC PHẦN 1: MỞ ĐẦU.......................................................................................... 1 1. Lý do chọn đề tài ....................................................................................... 1 2. Mục tiêu nghiên cứu.................................................................................. 2 3. Đối tượng nghiên cứu ............................................................................... 2 4. Phạm vi nghiên cứu ................................................................................... 2 5. Nhiệm vụ nghiên cứu ................................................................................ 2 6. Phương pháp nghiên cứu........................................................................... 2 7. Giả thuyết khoa học .................................................................................. 3 8. Đóng góp mới của đề tài ........................................................................... 4 PHẦN 2: NỘI DUNG ...................................................................................... 5 CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN....................................... 5 1.1.Tổng quan về vấn đề tự học .................................................................... 5 1.1.1. Khái niệm tự học ............................................................................. 5 1.1.2. Các kĩ năng tự học........................................................................... 5 1.1.3. Quy trình tự học .............................................................................. 6 1.1.4. Các hình thức tự học ....................................................................... 7 1.1.5. Tác dụng của tự học ........................................................................ 8 1.2. Tổng quan về bài tập hóa học ................................................................ 9 1.2.1. Khái niệm về bài tập hóa học .......................................................... 9 1.2.2. Vai trò của bài tập hóa học.............................................................. 9 1.2.3. Phân loại bài tập hóa học .............................................................. 13 1.2.4. Vận dụng kiến thức để giải bài tập hóa học .................................. 15 1.2.5. Xu hướng phát triển của bài tập hóa học hiện nay........................ 16 CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG BÀI TẬP .......................................................... 18 2.1. Bài tập chương 2: Cấu tạo nguyên tử và hệ thống tuần hoàn. .......... 18 2.1.1. Bài tập về hạt nhân nguyên tử........................................................... 18 Dạng 1: Bài tập về đồng vị ..................................................................... 18 Dạng 2: Bài tập về độ hụt khối, năng lượng liên kết hạt nhân ............... 20 Dạng 3: Bài tập về phản ứng hạt nhân ................................................... 21 2.1.2. Bài tập về thuyết lượng tử Planck và đại cương về cơ học lượng tử 23 Dạng 1: Bài tập về thuyết lượng tử Planck............................................. 23 Dạng 2: Bài tập về hiện tượng quang điện ............................................. 26 Dạng 3: Bài tập về sóng vật chất De Broglie ......................................... 28 Dạng 4: Bài tập về nguyên lý bất định Heisenberg ................................ 29 2.1.3. Bài tập về nguyên tử hiđro và ion giống hiđro ................................. 32 Dạng 1: Bài tập về kết quả giải phương trình Schroedinger ................. 32 Dạng 2: Bài tập về quang phổ ................................................................ 35 Dạng 3: Bài tập về ion giống nguyên tử hiđro ....................................... 38 2.1.4. Bài tập về nguyên tử nhiều electron ................................................. 40 Dạng 1: Bài tập về cơ sở viết cấu hình electron ..................................... 40 Dạng 2: Bài tập về cấu hình electron của nguyên tử và ion .................. 44 Dạng 3: Bài tập áp dụng phương pháp Slater ........................................ 47 2.1.5. Bài tập về hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hóa học ...................... 50 Dạng 1: Bài tập về mối quan hệ giữ vị trí và cấu hình electron ............ 50 Dạng 2: Bài tập về quy luật biến đổi tính chất ....................................... 56 2.2. Bài tập chương 3: Cấu tạo phân tử và liên kết hóa học ..................... 60 2.2.1. Bài tập viết công thức cấu tạo Lewis ................................................ 60 2.2.2. Bài tập xác định dạng hình học phân tử theo thuyết VSEPR ........... 66 2.2.3. Bài tập về momen lưỡng cực ............................................................ 75 2.2.4. Bài tập giải thích sự hình thành kiên kết theo thuyết liên kết cộng hóa trị (Thuyết VB) ............................................................................................ 77 2.2.5. Bài tập giải thích sự hình thành kiên kết theo thuyết orbital phân tử (Thuyết MO) ............................................................................................... 87 2.2.6. Bài tập giải thích sự hình thành kiên kết trong phức chất ................ 94 Dạng 1: Gọi tên phức .............................................................................. 94 Dạng 2: Bài tập giải thích sự hình thành kiên kết trong phức chất theo thuyết Pauling ......................................................................................... 97 Dạng 3: Bài tập giải thích sự hình thành kiên kết trong phức chất theo thuyết trường tinh thể ............................................................................ 102 KẾT LUẬN .................................................................................................. 106 TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................... 107 Khóa luận tốt nghiệp PHẦN 1: MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Hóa học Đại cương 1 là một học phần cơ bản trong chương trình đào tạo đại học của ngành Hóa học trong Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2. Học phần này gồm 3 nội dung chính là: + Chương 2: Cấu tạo nguyện tử - Hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hóa học + Chương 3: Cấu tạo phân tử - Liên kết phân tử + Chương 4: Tinh thể. Việc học hiệu quả môn học này giúp sinh viên có một nền tảng vững chắc giúp ích cho việc học tập và nghiên cứu sau này. Nắm vững lý thuyết cơ bản và vận dụng để giải được bài tập là vấn đề cốt lõi để hiểu được môn học này. Tuy nhiên, với chính sách mới hiện nay của Bộ Giáo dục và Đào tạo, chúng ta đã chuyển sang đào tạo đại học với hình thức tín chỉ, lấy người học làm trung tâm. Hình thức đào tạo này còn nhiều mới mẻ và yêu cầu sinh viên phải tự giác, chủ động trong học tập nhiều hơn, và tự học là điều tất yếu. Khả năng tự học của sinh viên phụ thuộc vào nhiều yếu tố như ý thức tự học của sinh viên, nội dung môn học, điều kiện ngoại cảnh… Việc ý thức được tầm quan trọng của kiến thức để rèn luyện cho bản thân là rất quan trọng cho khả năng tự học. Đó không phải là việc ghi ghi, chép chép, học thuộc lòng những gì thầy nói trên lớp hay lên mạng tìm tài liệu, nó phải là kết quả lâu dài của việc hiểu kiến thức và vận dụng giải bài tập. Học tập hiệu quả các môn học nói chung, và Hóa học Đại cương 1 nói riêng, sinh viên đòi hỏi phải dành nhiều thời gian cho việc học ở nhà, và đó không phải việc dễ dàng với sinh viên năm nhất, những bạn vừa mới làm quen với môn học chuyên ngành này. Để giúp các bạn có thêm tham khảo về cách tự học ở nhà đạt hiệu quả cao cho môn Hóa học Đại cương 1, đặc biệt là chương 2, 3 em đã nghiên cứu đề tài “Xây dựng Phạm Thị Ngọc Linh 1 K40C - Sư phạm Hóa học Khóa luận tốt nghiệp hệ thống bài tập học phần Hóa học Đại cương 1 nhằm tăng cường năng lực tự học của sinh viên”. 2. Mục tiêu nghiên cứu + Nhằm góp phần nâng cao năng lực tự học bộ môn Hóa học nói chung và học phần Hóa học Đại cương 1 - Chương 2: Nguyên tử - Hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hóa học và Chương 3: Cấu tạo phân tử - Liên kết hóa học nói riêng của sinh viên Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2. + Xây dựng hệ thống bài tập chương 2, chương 3. Phân loại và tìm phương pháp, đề xuất hướng làm. 3. Đối tượng nghiên cứu Mối quan hệ giữa phương pháp tự học có hướng dẫn với chất lượng dạy và học chương 2, 3 của học phần Hóa học Đại cương 1 ở Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2. 4. Phạm vi nghiên cứu Quá trình dạy và học chương 2, 3 của học phần Hóa học Đại cương 1 ở trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2. 5. Nhiệm vụ nghiên cứu - Phân tích cơ sở lí luận và cơ sở thực tiễn của việc xây dựng hệ thống bài tập để hướng dẫn sinh viên tự học chương 2, 3 học phần Hóa học Đại cương 1. - Xây dựng hệ thống bài tập có lời giải chương 2, 3. Đồng thời xây dựng hệ thống các bài tập tương tự phục vụ khả năng tự học của sinh viên theo học chuyên ngành Hóa học tại Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2. 6. Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp nghiên cứu lí thuyết (Phân tích, so sánh, tổng hợp): Thu thập thông tin thông qua sách vở, đọc sách báo, tài liệu nhằm mục đích tìm chọn những khái niệm và tư tưởng là cơ sở cho lí luận của đề tài, hình thành giả thuyết khoa học. - Phương pháp nghiên cứu thực tiễn: Quan sát, trò chuyện với sinh viên nhằm đánh giá khả năng tự học của sinh viên. Phạm Thị Ngọc Linh 2 K40C - Sư phạm Hóa học Khóa luận tốt nghiệp - Phương pháp xây dựng hệ thống bài tập hóa học: Mỗi một dạng bài tập phù hợp với một mục đích khác nhau. Vì thế, cần xác định được mục đích sử dụng bài tập đó để xây dựng bài cho hợp lý. + Sử dụng bài tập để củng cố, mở rộng, đào sâu kiến thức: xây dựng các bài tập dựa vào các công thức đã học ở lý thuyết, yêu cầu tìm các đại lượng đặc trưng cho từng nội dung lý thuyết đã học, từ đó mở rộng vấn đề, ghép nối các nội dung lý thuyết đề thành bài tập vận dụng. + Sử dụng bài tập để rèn kỹ năng: để rèn được một kỹ năng ta cần xây dựng nhiều bài tập tương tự nhau, từ một công thức ta có thể biến đổi thành các bài tập có dữ kiện khác nhau và yêu cầu tính các đại lượng khác nhau. + Sử dụng bài tập để rèn tư duy logic: xây dựng các bài tập mà khi giải cần dựa vào tính logic của vấn đề. + Sử dụng bài tập để rèn năng lực phát hiện vấn đề và giải quyết vấn đề: sử dụng bài tập này giúp học sinh ghi nhớ và khắc sâu lý thuyết, không học vẹt và nhớ máy móc. Cần xây dựng bài tập có mấu chốt của vấn đề, dựa vào đó sinh viên giải được bài tập. Hiện nay, bài tập được xây dựng theo xu hướng loại bỏ các bài tập có nội dung hóa học nghèo nàn nhưng cần sử dụng thuật toán phức tạp để giải. Bài tập hóa học thường phải đáp ứng nhu cầu học tập chủ động (tự học) của sinh viên. - Phương pháp chuyên gia: Tham khảo ý kiến đóng góp của các thầy (cô) giáo để hoàn thiện tài liệu tự học. 7. Giả thuyết khoa học Nếu xây dựng được hệ thống bài tập (tài liệu tự học có hướng dẫn) tốt và sử dụng tài liệu đó một cách hiệu quả thì sẽ góp phần tăng cường năng lực tự đọc, tự học của sinh viên, nâng cao chất lượng dạy và học bộ môn Hóa học Đại cương 1 ở Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2. Phạm Thị Ngọc Linh 3 K40C - Sư phạm Hóa học Khóa luận tốt nghiệp 8. Đóng góp mới của đề tài - Hệ thống hóa cơ sở lí luận về nâng cao chất lượng dạy học và tổ chức việc tự học có hướng dẫn, sử dụng tài liệu hợp lí cho sinh viên. - Xây dựng hệ thống bài tập có lời giải (tài liệu tự học có hướng dẫn) chương 2, 3 của học phần Hóa học Đại cương 1 và sử dụng hợp lí, hiệu quả nhằm nâng cao năng lực tự đọc, tự học, tự nghiên cứu cho sinh viên Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2. Phạm Thị Ngọc Linh 4 K40C - Sư phạm Hóa học Khóa luận tốt nghiệp PHẦN 2: NỘI DUNG CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN 1.1.Tổng quan về vấn đề tự học 1.1.1. Khái niệm tự học Trong tập bài giảng chuyên đề: “Dạy tự học cho sinh viên trong các nhà trường trung học chuyên nghiệp và Cao đẳng, Đại học” Giáo sư - Tiến sĩ Khoa học Thái Duy Tuyên viết: “Tự học là hoạt động độc lập chiếm lĩnh kiến thức, kĩ năng, kĩ xảo, là tự mình động não, suy nghĩ, sử dụng các năng lực trí tuệ (quan sát, so sánh, phân tích, tổng hợp…) cùng các phẩm chất động cơ, tình cảm để chiếm lĩnh tri thức một lĩnh vực hiểu biết nào đó hay những kinh nghiệm lịch sử, xã hội của nhân loại, biến nó thành sở hữu của chính bản thân người học”. Giáo sư Nguyễn Cảnh Toàn cho rằng: “Tự học là tự mình động não, suy nghĩ, sử dụng cả năng lực trí tuệ và có khi cả cơ bắp và các phẩm chất khác của người học, cả động cơ tình cảm, nhân sinh quan, thế giới quan để chiếm lĩnh một tri thức nào đó của nhân loại, biến tri thức đó thành sở hữu của chính mình” [13]. Tóm lại, tổng hợp các quan điểm về tự học của các tác giả, có thể đưa ra khái niệm về tự học như sau: “Tự học là hoạt động học hoàn toàn không có gióa viên, học sinh không có sự tiếp xúc với gióa viên, là hình thức học tập hoàn toàn không có sự tương tác thầy trò, do đó học sinh phải tự lực thông qua tài liệu, qua hoạt động thực tế, qua thí nghiệm để chiếm lĩnh kiến thức”. 1.1.2. Các kĩ năng tự học Để đạt kết quả tốt trong tự học, người tự học cần nắm vững những kỹ năng, phải rèn luyện để hình thành cho mình những kỹ năng. Căn cứ vào chức năng của từng loại hoạt động có thể chia kỹ năng tự học làm bốn nhóm. Thứ nhất: Kỹ năng kế hoạch hóa việc tự học. Kỹ năng này cần tuân thủ các nguyên tắc sau: Đảm bảo thời gian tự học tương xứng với lượng thông tin của môn học; Xen kẽ hợp lý giữa các hình thức tự học, giữa các môn học, giữa giờ tự học, giờ nghỉ ngơi. Phạm Thị Ngọc Linh 5 K40C - Sư phạm Hóa học Khóa luận tốt nghiệp Thứ hai: Kỹ năng nghe và ghi bài trên lớp. Quy trình nghe giảng gồm các khâu như ôn bài cũ, làm quen với bài sắp học, hình dung các câu hỏi đối với bài mới. Khi nghe giảng cần tập trung theo dõi sự dẫn dắt của thầy, liên hệ với kiến thức đang nghe, kiến thức đã có với các câu hỏi đã hình dung trước. Thứ ba: Kỹ năng ôn tập. Kỹ năng này được chia làm hai nhóm là kỹ năng ôn tập, kỹ năng tập luyện. Kỹ năng ôn bài là hoạt động có ý nghĩa quan trọng trong việc chiếm lĩnh kiến thức bài giảng của thầy. Đó là hoạt động tái nhận bài giảng như xem lại bài ghi, mối quan hệ giữa các đoạn rời rạc, bổ sung bài ghi bằng những thông tin nghiên cứu được ở các tài liệu khác, nhận diện cấu trúc từng phần và toàn bài. Việc tái hiện bài giảng dựa vào những biểu tượng, khái niệm, phán đoán được ghi nhận từ bài giảng của thầy, từ hoạt động tái nhận bài giảng, dựng lại bài giảng của thầy bằng ngôn ngữ của chính mình, đó là những mối liên hệ lôgic có thể có cả kiến thức cũ và mới. Kỹ năng tập luyện có tác dụng trong việc hình thành kỹ năng tương ứng với những tri thức đã học. Từ việc giải bài tập của thầy đến việc người học tự thiết kế những loại bài tập cho mình giải, từ bài tập củng cố đơn vị kiến thức đến bài tập hệ thống hóa bài học, chương học, cũng như những bài tập vận dụng kiến thức vào cuộc sống. Thứ tư: Kỹ năng đọc sách. Phải xác định rõ mục đích đọc sách, chọn cách đọc phù hợp như tìm hiểu nội dung tổng quát của quyển sách, đọc thử một vài đoạn, đọc lướt qua nhưng có trọng điểm, đọc kĩ có phân tích, nhận xét, đánh giá. Khi đọc sách cần phải tập trung chú ý, tích cực suy nghĩ, khi đọc phải ghi chép. [15] 1.1.3. Quy trình tự học Gồm 3 giai đoạn: Tự nghiên cứu; Tự thể hiện; Tự kiểm tra, Tự điều chỉnh. Phạm Thị Ngọc Linh 6 K40C - Sư phạm Hóa học Khóa luận tốt nghiệp - Tự nghiên cứu: Người học tự tìm tòi, quan sát, mô tả, giải thích, phát hiện vấn đề, định hướng, giải quyết vấn đề, tự tìm ra kiến thức mới (chỉ mới đối với người học) và tạo ra sản phẩm có tính chất cá nhân. - Tự thể hiện: Người học tự thể hiện mình bằng văn bản, bằng lời nói, tự sắm vai trong các tình huống, vấn đề, tự trình bày, bảo vệ kiến thức hay sản phẩm cá nhân ban đầu của mình, tự thể hiện qua sự hợp tác, trao đổi, đối thoại, giao tiếp với các bạn và thầy cô, tạo ra sản phẩm có tính chất xã hội của cộng đồng lớp học. - Tự kiểm tra, tự điều chỉnh: Sau khi tự thể hiện mình qua sự hợp tác, trao đổi với bạn bè và thầy cô, sau khi thầy cô kết luận, người học tự kiểm tra, tự đánh giá sản phẩm ban đầu của mình, tự sửa sai, tự điều chỉnh thành sản phẩm khoa học (tri thức). 1.1.4. Các hình thức tự học Có 5 hình thức tự học: - Tự học hoàn toàn (không có giáo viên): Thông qua tài liệu, qua tìm hiểu thực tế, học kinh nghiệm của người khác. Sinh viên gặp nhiều khó khăn do có nhiều lỗ hổng kiến thức, sinh viên khó thu xếp tiến độ, kế hoạch tự học, không tự đánh giá được kết quả tự học của mình... Từ đó sinh viên dễ chán nản và không tiếp tục tự học. - Tự học trong một giai đoạn của quá trình học tập: Thí dụ như học bài hay làm bài tập ở nhà (khâu vận dụng kiến thức) là công việc thường xuyên của sinh viên. Để giúp sinh viên có thể tự học ở nhà, sinh viên cần tăng cường kiểm tra, đánh giá kết quả học bài, làm bài tập ở nhà của họ. - Tự học qua phương tiện truyền thông (học từ xa): Sinh viên được nghe giáo viên giảng giải minh họa, nhưng không được tiếp xúc với gióa viên, không được hỏi han, không nhận được sự giúp đỡ khi gặp khó khăn. - Tự học qua tài liệu hướng dẫn: Trong tài liệu trình bày cả nội dung, cách xây dựng kiến thức, cách kiểm tra kết quả sau mỗi phần, nếu chưa đạt thì chỉ dẫn cách tra cứu, bổ sung, làm lại cho đến khi đạt được (thí dụ học theo các phần mềm trên máy tính). Phạm Thị Ngọc Linh 7 K40C - Sư phạm Hóa học Khóa luận tốt nghiệp - Tự lực thực hiện một số hoạt động học dưới sự hướng dẫn chặt chẽ của giáo viên ở lớp: Với hình thức này cũng đem lại kết quả nhất định. Song nếu sinh viên vẫn sử dụng sách giáo khoa hóa học như hiện nay thì họ cũng gặp khó khăn khi tiến hành tự học vì thiếu sự hướng dẫn về phương pháp học. Các hình thức tự học ở trên chúng ta thấy rằng mỗi hình thức tự học có những mặt ưu điểm và nhược điểm nhất định. Để nhằm khắc phục được những nhược điểm của các hình thức tự học đã có này và xét đặc điểm của sinh viên giỏi hoá học chúng tôi đề xuất một hình thức tự học mới: Tự học theo tài liệu hướng dẫn và có sự giúp đỡ trực tiếp một phần của giáo viên gọi tắt là "Tự học có hướng dẫn". 1.1.5. Tác dụng của tự học - Tự học có ý nghĩa quan trọng đối với sự thành đạt của mỗi người, ảnh hưởng trực tiếp đến kết quả học tập. - Tự học là con đường khẳng định của mỗi con người. Tự học giúp con người giải quyết được những mâu thuẫn giữa khát khao đẹp đẽ về học vấn với khó khăn trong cuộc sống. - Tự học là con đường đi tới mọi thành công trong cuộc sống. Tự học giúp ta chủ động tìm hiểu, thu thập kiến thức, tự làm giàu kho kiến thức của mình. - Tự học là con đường tạo ra tri thức bền vững cho con người, quá trình tự học khác hẳn với quá trình học tập thụ động, nhồi nhét, áp đặt. Kiến thức có được là do tự học, là kết quả của sự hứng thú, đam mê, không chịu sự chi phối của bất kỳ yếu tố nào. Đó là một quy luật tự nhiên. Sinh viên từ đó có tinh thần tự giác, chủ động, tích cực và có thái độ đúng đắn trong học tập. - Tự học giúp cho sinh viên tích lũy được lượng kiến thức khổng lồ của các năm học tại trường đại học. - Tự học của sinh viên ở trong trường đại học có vai trò quan trọng đối với yêu cầu đổi mới giáo dục và đào tạo, nâng cao chất lượng giáo dục. [14] Phạm Thị Ngọc Linh 8 K40C - Sư phạm Hóa học Khóa luận tốt nghiệp 1.2. Tổng quan về bài tập hóa học 1.2.1. Khái niệm về bài tập hóa học Bài tập hóa học (BTHH) là một dạng bài tập gồm những dạng toán, những câu hỏi hay đồng thời cả bài toán và câu hỏi, mà trong quá trình hoàn thành chúng, sinh viên nắm được một tri thức hay kĩ năng cụ thể hoặc hoàn thiện chúng. Câu hỏi là những bài tập mà khi hoàn thành, sinh viên phải tiến hành một hoạt động tái hiện các tri thức khoa học đã biết hay kèm theo thực hành hoặc xác minh bằng thực nghiệm. BTHH là bài toán mà khi hoàn thiện chúng sinh viên phải tiến hành một hoạt động tự lực, sáng tạo, bát luận hình thức trả lời bài toán là miệng hay viết, thực hành hay thí nghiệm, bất cứ BTHH nào cũng được sắp xếp vào hai nhóm bài tập định lượng (có chứa phép tính) và bài tập định tính (sử dụng những phép suy luận lôgic trên cơ sở hiểu rõ bản chất của các khái niệm, định luật). BTHH là những câu hỏi hay dạng toán xoay quanh các vấn đề lý thuyết, thực tiễn về khoa học hóa học được thể hiện trong các dữ kiện của các dạng BTHH. Việc sử dụng BTHH trong dạy học hóa học có tầm quan trọng đặc biệt, đối với giáo viên, BTHH là yếu tố điều khiển quá trình giáo dục, là công cụ thiết yếu trong kiểm tra, đánh giá năng lực lĩnh hội tri thức hóa học của sinh viên. Đối với sinh viên, đây là phương pháp học tập tích cực, hiệu quả, vừa giúp sinh viên nắm vững kiến thức, vừa giúp phát triển tư duy và hình thành khái niệm, khả năng ứng dụng kiến thức vào thực tiễn, giảm nhẹ sự nặng nề về kiến thức và gây hứng thú học tập cho sinh viên. Tuy nhiên, hiệu quả của việc sử dụng BTHH còn bị tác động bởi nhiều yếu tố như: tính tự giác, tính vừa sức, mức độ hứng thú, yêu thích môn học của sinh viên. Do đó trong quá trình dạy học, người giáo viên cần sử dụng linh hoạt các dạng BTHH có sự phân hóa để phù hợp với từng đối tượng cụ thể, góp phần rèn luyện, phát triển tư duy cho sinh viên. 1.2.2. Vai trò của bài tập hóa học - Làm cho sinh viên hiểu sâu và khắc sâu kiến thức đã học Phạm Thị Ngọc Linh 9 K40C - Sư phạm Hóa học Khóa luận tốt nghiệp Giải BTHH làm chính xác hoá các khái niệm, định luật Hóa học, củng cố, đào sâu kiến thức đã học một cách sinh động, phong phú, hấp dẫn thông qua các câu hỏi hay bài toán cụ thể; chỉ khi vận dụng kiến thức vào giải bài tập, sinh viên mới nắm được kiến thức một cách sâu sắc [19]. Sự nắm vững kiến thức có thể phân biệt ở bốn mức độ nhận thức và tư duy: Nhận biết, thông hiểu, vận dụng và vận dụng cao. Sinh viên nắm vững kiến thức hóa học một cách chắc chắn khi họ được hình thành các kĩ năng, kĩ xảo vận dụng và chiếm lĩnh kiến thức thông qua nhiều hình thức luyện tập khác nhau. Khối lượng kiến thức giảng dạy ở bậc Đại học là vô cùng lớn, phương pháp giảng dạy và môi trường học tập cũng khác xa bậc học phổ thông. Vì vậy, sinh viên cần có được phương pháp học tập thích hợp để có thể tiếp thu hết khối kiến thức đồ sộ đó. Sử dụng bài tập nhằm mục đích luyện tập kết hợp với việc nghiên cứu tài liệu giúp sinh viên có kĩ năng tự kiểm tra, đánh giá hoạt động tự học của bản thân, từ đó có các biện pháp phù hợp nhằm nâng cao năng lực lĩnh hội kiến thức của cá nhân. - Cung cấp thêm những kiến thức mới và mở rộng sự hiểu biết mà không làm nặng nề khối lượng kiến thức của sinh viên Ngoài tác dụng củng cố kiến thức, giải BTHH còn đào sâu, mở rộng các kiến thức đã học, cung cấp thêm cho sinh viên những kiến thức khoa học có liên quan và mở rộng tầm hiểu biết của sinh viên mà không làm nặng nề khối lượng kiến thức của sinh viên. Trong quá trình giải quyết các tình huống cụ thể do BTHH đề ra, sinh viên có nhu cầu tìm kiếm các vấn đề liên quan, đảm bảo lĩnh hội kiến thức một cách sâu sắc, biết cách phân tích kiến thức, ứng dụng chúng vào vấn đề thực tiễn, biến kiến thức sách vở thành vốn riêng của sinh viên. Các BTHH được sử dụng khéo léo có thể dẫn sinh viên đến những suy nghĩ về một hiện tượng mới, hoặc xây dựng những khái niệm, công thức mới để giải thích tình huống do bài tập đề ra. - Hệ thống hóa các kiến thức đã học Phạm Thị Ngọc Linh 10 K40C - Sư phạm Hóa học Khóa luận tốt nghiệp Mọi sự vật, hiện tượng, quá trình trong thế giới khách quan không tồn tại biệt lập mà tồn tại trong một hệ thống, trong những mối quan hệ mật thiết với nhau. Việc xây dựng hệ thống BTHH cần vận dụng quan điểm hệ thống - cấu trúc. Thông qua việc giải BTHH mà việc ôn tập, hệ thống hóa kiến thức một cách tích cực nhất. Trong các tiết ôn tập sinh viên cảm thấy thích thú hơn khi hoàn thiện các BTHH thay vì chỉ nhắc lại các kiến thức đã học. Trong quá trình giải quyết các tình huống do bài tập đặt ra, sinh viên phải nhớ lại kiến thức đã học, đào sâu khía cạnh nào đó của kiến thức hoặc phải tổng hợp các kiến thức liên quan khác nhau để giải quyết được vấn đề đặt ra. - Thường xuyên rèn luyện các kĩ năng, kĩ xảo về hóa học Trong quá trình giải các BTHH, sinh viên tự lực rèn luyện các kỹ năng hóa học như cân bằng phương trình phản ứng, tính toán theo công thức hóa học, phương trình hóa học, định luật trong hóa học… Nếu là các BTHH thực nghiệm, sinh viên sẽ được rèn luyện các kỹ năng thực hành, góp phần giáo dục kĩ thuật tổng hợp cho người học [19]. Vì vậy, BTHH sẽ là phương tiện rất tốt để phát triển tư duy, trí tưởng tượng, bồi dưỡng hứng thú học tập và phương pháp nghiên cứu khoa học cho sinh viên, đặc biệt là khi khám phá ra bản chất các hiện tượng hóa học được trình bày dưới dạng tình huống có vấn đề. Mỗi BTHH cụ thể tương ứng với một kĩ năng nhất định và đây là những kĩ năng cơ bản, vì một bài tập không thể dàn trải cho mọi kĩ năng. Toàn bộ hệ thống gồm nhiều BTHH sẽ hình thành hệ thống kĩ năng vận dụng toàn diện cho sinh viên. Trong hệ thống BTHH có những loại bài tập được đầu tư nhiều hơn, vì chúng góp phần quan trọng hơn vào việc hình thành và rèn luyện những kĩ năng liên quan đến nhiều hoạt động giáo dục đặc biệt là kĩ năng vận dụng… Giữa các BTHH trong hệ thống luôn có mối quan hệ chặt chẽ với nhau, BTHH trước là cơ sở, nền tảng để thực hiện BTHH sau và BTHH sau là sự cụ thể hóa, là sự phát triển và củng cố vững chắc hơn BTHH trước. Toàn bộ hệ thống BTHH đều nhằm Phạm Thị Ngọc Linh 11 K40C - Sư phạm Hóa học Khóa luận tốt nghiệp giúp sinh viên nắm vững kiến thức, hình thành và phát triển hệ thống kĩ năng cơ bản [18]. Trong hệ thống BTHH có những bài tập nâng cao dùng để cho các đối tượng khá, giỏi giúp giáo viên có thể phân loại sinh viên. Hệ thống BTHH khi được xây dựng một cách đa dạng, phong phú sẽ giúp cho việc hình thành các kĩ năng cụ thể, chuyên biệt một cách hiệu quả. - Phát triển kĩ năng: So sánh, quy nạp, diễn dịch, phân tích, tổng hợp, loại suy, khái quát hóa, … Mỗi BTHH đều hướng vào một kỹ năng cơ bản xác định. Việc diễn tả câu trả lời cho mỗi bài tập đòi hỏi sinh viên phải tư duy ở các mức độ phù hợp với yêu cầu bài toán (khả năng phân tích, tổng hợp, so sánh), từ đó phát triển các kĩ năng (so sánh, quy nạp, diễn dịch, phân tích, tổng hợp, loại suy, khái quát hóa…). Giải BTHH không những kiểm tra được mức độ chính xác của kiến thức mà còn nâng cao năng lực làm việc độc lập của sinh viên. Năng lực khái quát là khả năng sinh viên phát hiện những nét chung bản chất nhất của nhiều vấn đề, nhiều đối tượng … để đưa vấn đề về một kiểu, dạng cụ thể. Trong giải BTHH, năng lực khái quát hóa thể hiện khả năng sinh viên biết nhận dạng BTHH, tìm ra phương pháp giải chung cho từng dạng BTHH. - Giáo dục tư tưởng đạo đức Để có được nền khoa học Hóa học ngày nay, lịch sử hóa học đã trải qua biết bao cuộc thăng trầm, đấu tranh quyết liệt chống lại tư tưởng bảo thủ, lạc hậu. Nhờ dạy học về BTHH, giáo viên có thể giới thiệu cho sinh viên biết được sự xuất hiện những tư tưởng và quan điểm tiên tiến hiện đại, các phát minh làm thay đổi thế giới của các nhà Hóa học. Tiếp xúc với các hiện tượng trong đời sống thực tế hàng ngày thông qua các bài tập giúp sinh viên nhìn thấy khoa học Hóa học tồn tại xung quanh mình, qua đó kích thích đam mê, hứng thú đối với bộ môn. Giải BTHH góp phần xây dựng một thế giới quan duy vật biện chứng, làm cho sinh viên hiểu rõ thế giới tự nhiên là vật chất, Phạm Thị Ngọc Linh 12 K40C - Sư phạm Hóa học Khóa luận tốt nghiệp vật chất luôn ở trạng thái vận động, con người tin vào sức mạnh của mình, muốn đem tài năng và trí tuệ của mình để cải tạo thế giới. Thường xuyên giải BTHH giúp sinh viên rèn luyện đức tính chính xác, kiên nhẫn, trung thực và lòng say mê khoa học Hóa học. Ngoài ra, BTHH thực nghiệm còn có tác dụng rèn luyện văn hóa lao động (lao động có tổ chức, có kế hoạch, gọn gàng, ngăn nắp, sạch sẽ nơi làm việc) [17]. - Giáo dục kĩ năng tổng hợp BTHH tạo điều kiện tốt nhất cho giáo viên làm nhiệm vụ giáo dục kĩ thuật tổng hợp cho sinh viên, là phương tiện thuận lợi để liên hệ lí thuyết với thực hành, học tập với các hiện tượng của đời sống, vận dụng kiến thức đã học vào thực tế sản xuất và cuộc sống. BTHH chứa đựng những vấn đề kĩ thuật của nền sản xuất hóa học trong việc sản xuất vật chất phục vụ cuộc sống hiện tại và việc chế tạo các vật liệu mới làm cho cuộc sống ngày càng tươi đẹp hơn, cuốn sinh viên theo những suy nghĩ về các vấn đề của kĩ thuật. Ngoài ra trong BTHH còn chứa đựng những số liệu kĩ thuật, những số liệu mới về phát minh, về năng suất lao động, sản lượng của của ngành Hóa học giúp sinh viên hòa nhập với sự phát triển của khoa học, kĩ thuật thời đại mà chúng ta đang sống. 1.2.3. Phân loại bài tập hóa học Có nhiều cách phân loại BTHH, mỗi cách phân loại dựa trên một tiêu thức và có một ý nghĩa ứng dụng nhất định. a. Phân loại theo nội dung Bài tập Hóa học được phân chia thành: - Bài tập định tính: là các dạng bài tập nhận thức mà khi giải sinh viên không cần thực hiện các phép tính phức tạp mà phải sử dụng các pháp suy luận lôgic trên cơ sở hiểu rõ bản chất của các khái niệm, định luật để quan sát giải thích các hiện tượng hóa học, quá trình điều chế các chất, xác định thành phần hóa học các chất, tách, phân biệt các chất trong hỗn hợp. Phạm Thị Ngọc Linh 13 K40C - Sư phạm Hóa học Khóa luận tốt nghiệp - Bài tập định lượng: là dạng bài tập cần sử dụng các kĩ năng toán học kết hợp với các kiến thức hóa học về các chất để giải quyết. - Bài tập thực nghiệm: là dạng bài tập cần vận dụng các kĩ năng như: + Quan sát, giải thích, mô tả các hiện tượng thí nghiệm. + Thực hiện các thí nghiệm nghiên cứu tính chất của các chất đã biết và chứng minh các định luật hóa học đã được công nhận. + Điều chế, nhận biết, tách các chất. - Bài tập tổng hợp: là dạng bài tập có cả hai yếu tố định tính và định lượng trong quá trình giải quyết bài toán. - Bài tập gắn với thực tiễn: là dạng bài tập mà nội dung chứa đựng những điều kiện, yêu cầu xuất phát từ thực tiễn đời sống. Giải bài tập này không chỉ giúp sinh viên giải quyết các vấn đề do thực tiễn đặt ra mà còn giúp sinh viên vận dụng kiến thức đã học vào đời sống và sản xuất. b. Phân loại theo hình thức - Bài tập tự luận: là loại bài tập khi làm bài, sinh viên phải tự viết câu trả lời, phải tự trình bày, lí giải, chứng minh bằng ngôn ngữ của mình [19]. - Bài tập trắc nghiệm khách quan (thường quen gọi là bài tập trắc nghiệm): là loại bài tập mà khi làm bài sinh viên chỉ chọn một phương án trong số các phương án đã được cung cấp. Khi làm bài tập sinh viên phải lựa chọn một câu trả lời đúng, hoặc điền khuyết những cụm từ, những câu trả lời ngắn hay ghép đôi các ý kiến. c. Phân loại theo mức độ nhận thức và tư duy Có thể phân loại bài tập Hóa học ở các mức độ : Nhận biết - Thông hiểu - Vận dụng - Vận dụng cao. - Mức độ nhận biết: BTHH ở mức độ này chỉ yêu cầu nhận biết, tái hiện lại kiến thức đã học một cách máy móc. Sinh viên sử dụng các kiến thức đã học trả lời dễ dàng các BTHH này thông qua các thao tác tư duy cụ thể, bắt chước theo mẫu. Phạm Thị Ngọc Linh 14 K40C - Sư phạm Hóa học