Tài liệu Xây dựng hệ thống những bài thực nghiệm phần hóa đại cương vô cơ huấn luyện học sinh giỏi cấp quốc gia, quốc tế

TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ------------ NGUYỄN THỊ NHUNG XÂY DỰNG HỆ THỐNG NHỮNG BÀI THỰC NGHIỆM PHẦN HÓA ĐẠI CƢƠNG VÔ CƠ HUẤN LUYỆN HỌC SINH GIỎI CẤP QUỐC GIA, QUỐC TẾ LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HÀ NỘI − 2012 TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ------------ NGUYỄN THỊ NHUNG XÂY DỰNG HỆ THỐNG NHỮNG BÀI THỰC NGHIỆM PHẦN HÓA ĐẠI CƢƠNG VÔ CƠ HUẤN LUYỆN HỌC SINH GIỎI CẤP QUỐC GIA, QUỐC TẾ Chuyên ngành: Hóa lý thuyết và Hóa lý Mã số: 60 44 31 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS. TS. Lê Kim Long Hà Nội - 2012 MỤC LỤC Mở đầu........................................................................................................................1 1. Lý do chọn đề tài.....................................................................................................1 2. Lịch sử vấn đề nghiên cứu......................................................................................2 3. Mục đích và nhiệm vụ nghiên cứu..........................................................................3 4. Khách thể, đối tượng và phạm vi nghiên cứu.........................................................4 5. Giả thuyết khoa học................................................................................................4 6. Phương pháp nghiên cứu........................................................................................4 7. Đóng góp mới của đề tài.........................................................................................5 8. Cấu trúc luận văn....................................................................................................5 Chƣơng 1: Tổng quan cơ sở lý luận và thực tiễn của đề tài..................................6 1.1. Hoạt động nhận thức............................................................................................6 1.2. Năng lực sáng tạo của học sinh trong thực hành hoá...........................................8 1.3. Cơ sở lý luận, thực tiễn công tác bồi dưỡng HSG ở trường THPT Chuyên......10 1.4. Một số vấn đề lý luận về làm thực hành hoá ở trường THPT Chuyên..............14 1.5. Nội dung thực hành đã đề cập trong chương trình phổ thông, đề thi học sinh giỏi quốc gia và olympic hoá học quốc tế.................................................................17 1.6. Nhận xét bài thi thực quốc gia và quốc tế..........................................................22 Tiểu kết chương 1.....................................................................................................23 Chƣơng 2: Một số bài thực hành rèn luyện kĩ năng cho học sinh giỏi quốc gia, quốc tế......................................................................................................................24 2.1. Cơ sở lý thuyết chung........................................................................................24 2.1.1. Phân tích định lượng.......................................................................................24 2.1.2. Động học phản ứng.........................................................................................31 2.2. Phân tích nội dung bài thực hành vô cơ trong kì thi ICho.................................35 2.3. Một số bài thực hành đại cương vô cơ đề xuất..................................................39 Bài 1: Xác định hằng số tốc độ phản ứng bậc 2: Sự xà phòng hoá etyl axetat.........40 Bài 2: Xác định hằng số tốc độ phản ứng bậc 1: Phản ứng phân huỷ H2O2 với xúc tác MnO2...................................................................................................................43 Bài 3: Nghiên cứu cân bằng hoá học của phản ứng khử ion Fe3+ bằng ion I-...........47 Bài 4: Nghiên cứu sự phân bố chất tan giữa hai dung môi không trộn lẫn CH3COOH trong hệ dung môi H2O/CCl4....................................................................................51 Bài 5: Tổng hợp vô cơ - Điều chế natri thiosunfat...................................................55 Bài 6: Chuẩn độ gián tiếp xác định thành phần hợp kim..........................................57 Tiểu kết chương 2:....................................................................................................61 Chƣơng 3. Thực nghiệm sƣ phạm.........................................................................62 3.1. Mục đích, nhiệm vụ thực nghiệm......................................................................62 3.2. Nội dung và phương pháp thực nghiệm.............................................................62 3.3. Tổ chức thực nghiệm.........................................................................................63 3.4. Kết quả thực nghiệm, xử lý và đánh giá số liệu.................................................68 Tiểu kết chương 3.....................................................................................................68 Kết luận chung..........................................................................................................69 Tài liệu tham khảo.....................................................................................................71 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT STT Chữ viết tắt Chữ viết đầy đủ 1 BTHH Bài tập Hóa học 2 Bộ GD & ĐT Bộ giáo dục và đào tạo 3 CNTT Công nghệ thông tin 4 DHHH Dạy học Hóa học 5 DD Dung dịch 6 ĐHKHTN Đại học khoa học tự nhiên 7 ĐHSP Đại học Sư phạm 8 ĐHQG Đại học quốc gia 9 GV Giáo viên 10 HH Hóa học 11 HS Học sinh 12 HSG Học sinh giỏi 13 ICho International Chemistry Olympiad 14 NXB Nhà xuất bản 15 PƢ Phản ứng 16 PPDH Phương pháp dạy học 17 PP Phương pháp 18 PTHH Phương trình Hóa học 19 TN Thí nghiệm 20 THPT Trung học phổ thông 21 TNSP Thực nghiệm sư phạm MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài Giáo dục Việt Nam thế kỉ XXI đang đứng trước những thời cơ và thách thức lớn. Sự phát triển nhảy vọt của khoa học và công nghệ, đặc biệt là công nghệ thông tin và truyền thông đã và đang đưa nhân loại bước sang một giai đoạn phát triển mới - thời đại của nền kinh tế tri thức. Trước xu thế hội nhập và toàn cầu hóa đang diễn ra mạnh mẽ như một tất yếu của dòng chảy thời đại, phát huy nguồn lực con người chính là yếu tố cơ bản, là nền tảng để thực hiện mục tiêu tăng trưởng kinh tế, phát triển xã hội. Đảng và nhà nước ta đã xác định phát triển Giáo dục và Đào tạo là quốc sách hàng đầu. Để thực hiện được chủ trương đó, một trong những nhiệm vụ trọng yếu là bồi dưỡng tri thức, phát huy tiềm năng ẩn chứa trong mỗi con người. Đặc biệt là đào tạo bồi dưỡng thế hệ trẻ để các em có thể phát huy tối đa năng lực và tri thức đóng góp cho công cuộc xây dựng và đổi mới đất nước. Trước yêu cầu đó, hệ thống trường THPT chuyên đã được thí điểm triển khai, từng bước khẳng định ưu thế và mở rộng ở khắp các vùng miền trong cả nước, trở thành những cái nôi quan trọng góp phần bồi đắp nguyên khí cho nước nhà. Trong chương trình THPT chuyên, môn hóa học là môn khoa học thực nghiệm và lí thuyết. Với mục tiêu giúp HS nắm vững những kiến thức khoa học phổ thông cơ bản về các chất, sự biến đổi các chất, mối liên hệ qua lại giữa công nghệ HH, môi trường và con người. Thông qua đó, hình thành kĩ năng của môn học như: kỹ năng quan sát, phân tích, so sánh, phán đoán, tính toán, thực hành thí nghiệm... Kì thi học sinh giỏi quốc gia và quốc tế được tổ chức hàng năm nhằm tìm kiếm và phát triển những tài năng hoá học cho đất nước. Nội dung bài thi quốc gia các năm trước chỉ dừng lại ở các bài thi lý thuyết đại cương vô cơ và hữu cơ tức là mới chỉ đề cập đến một phần mặc dù khá quan trọng của môn khoa học kì diệu này. Trong khi đó bài thi olympic quốc tế bao gồm cả hai phần rất quan trọng thực hành và lý thuyết. Chương trình thi của Icho khá rộng và có một số vấn đề khác biệt so 1 với chương trình dạy học môn hóa ở các chương trình cơ bản, nâng cao. Việc huấn luyện HSG cho kì thi các cấp thường nặng về lí thyết và ít có các nội dung thực nghiệm. Thực tế, kết quả thực hành của HS Việt Nam thường không cao trong các kỳ thi Olympic hóa học quốc tế. Từ hai năm trở lại đây, Bộ GD&ĐT đã có chủ trương tổ chức thi thực hành. Đây là cơ hội để thúc đẩy các nội dung hóa học có ứng dụng và rèn luyện kỹ năng thực hành cho học sinh. Trên cơ sở đó chúng tôi đã chọn đề tài "Xây dựng hệ thống những bài thực nghiệm phần hoá đại cương vô cơ huấn luyện học sinh giỏi cấp quốc gia, quốc tế" nhằm thúc đẩy một bước các nghiên cứu tăng cường kỹ năng thực hành và thu hút hứng thú của học sinh. 2. Lịch sử vấn đề nghiên cứu Trong quá trình đào tạo nâng cao trình độ giáo viên cho các trường THPT đã có một số luận văn, luận án về tuyển chọn, xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập dùng để bồi dưỡng HSG, học sinh lớp chuyên Hóa như: Luận văn Thạc sĩ của tác giả Nguyễn Tiến Hoàn: "Hệ thống lí thuyết, bài tập cấu tạo nguyên tử và liên kết hóa học dùng bồi dưỡng HSG, HS chuyên hóa học", bảo vệ 2006 tại trường ĐHSP Hà Nội. Luận văn Thạc sĩ của tác giả Nguyễn Thị Lan Phương: "Hệ thống lí thuyết Xây dựng hệ thống bài tập phần kim loại dùng cho bồi dưỡng HSG và chuyên hóa học THPT", bảo vệ 2008 tại trường ĐHSP Hà Nội. Luận văn Thạc sĩ của tác giả Nguyễn Thị Toàn: "Tăng cường năng lực tự học cho học sinh chuyên hóa học bằng tài liệu tự học có hướng dẫn theo modun (phần hóa học vô cơ) lớp 12 - THPT", bảo vệ 2009 tại trường ĐHSP Hà Nội. Luận văn Thạc sĩ của tác giả Bùi Hương Giang: "Tuyển chọn, xây dựng và sử dựng hệ thống bài tập lí thuyết phản ứng hóa học dùng bồi dưỡng học sinh giỏi và học sinh lớp 10 chuyên hóa", bảo vệ năm 2010 tại trường ĐHSP Hà Nội. Luận văn Thạc sĩ của tác giả Phạm Kim Ngân: "Xây dựng hệ thống bài tập trong dạy học hóa học hữu cơ lớp 11 chuyên hóa theo hướng dạy học tích cực", bảo vệ năm 2010 tại trường ĐHSP Hà Nội. 2 Luận án của Tiến sĩ Vũ Anh Tuấn: "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", bảo vệ năm 2003 tại trường ĐHSP Hà Nội. Mới đây nhất là luận án của Tiến sĩ Nguyễn Thị Ngà: "Xây dựng và sử dụng tài liệu tự học có hướng dẫn theo mođun phần kiến thức cơ sở hoá học chung chương trình THPT chuyên hoá học góp phần nâng cao năng lực tự học cho học sinh", bảo vệ năm 2010 tại trường ĐHSP Hà Nội. Nhìn chung, các tác giả đã nghiên cứu và tổng hợp khá toàn diện về lí luận của việc xây dựng và sử dụng BTHH cho HSG, HS chuyên hóa theo PPDH tích cực. Đồng thời đã đưa ra hệ thống lí thuyết, bài tập và biện pháp sử dụng nhằm bồi dưỡng HSG hóa có hiệu quả. Tuy nhiên, chưa có luận án nào đề cập đến phần thực nghiệm. Kết quả học sinh giỏi Icho của Việt Nam luôn đứng thứ hạng cao từ những năm đầu tham gia đấu trường quốc tế, điều đó chứng tỏ sự nỗ lực rất lớn của cả Thầy và trò đội tuyển Olympic trong thời gian ôn luyện tập trung rất ngắn đặc biệt là phần thực hành bởi học sinh phổ thông rất ít được tiếp cận với bài thực hành, nếu có cũng chỉ là mô phỏng hoặc xem giáo viên làm, trang thiết bị PTN còn thô sơ và nhiều thiếu thốn. Năm 2011 -2012 trong đề thi quốc gia bắt đầu xuất hiện bài tập dưới dạng mô tả thực hành, năm nay 2012 - 2013 một số môn học như Vật lý, Hoá học, Sinh hoc... chính thức có buổi thi thứ ba làm thực hành. Để giúp các em trong đội tuyển HSG quốc gia và cao hơn nữa là HSG olympic hoá học quốc tế có tài liệu tham khảo về các bài thực hành, đặc biệt là chuẩn bị cho kì thi Icho lần thứ 46 tổ chức năm 2014 tại Việt Nam nội dung đề tài xin được lấy tiêu đề "Xây dựng hệ thống những bài thực nghiệm phần hoá đại cương vô cơ huấn luyện học sinh giỏi cấp quốc gia, quốc tế". 3. Mục đích nghiên cứu và nhiệm vụ nghiên cứu 3.1. Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu xây dựng hệ thống những bài thực nghiệm phần đại cương vô cơ giúp cho học sinh chuyên hoá, học sinh yêu thích môn hoá rèn luyện kĩ năng thực 3 hành từ cơ bản đến nâng cao tham gia các kì thi trong khu vực, quốc gia và cao hơn là olympic hoá học quốc tế nhất là cho kì thi Icho 2014 tổ chức tại Việt Nam. 3.2. Nhiệm vụ nghiên cứu - Nghiên cứu cơ sở lý luận và thực tiễn về khảo sát đặc điểm của HSG QG nói chung và HSG quốc gia tham dự đội tuyển Icho nói riêng. - Phân tích nội dung bài thực hành trong các đề thi Olympic hoá học quốc tế các năm gần đây. - Xây dựng, hệ thống một số bài thực hành đại cương vô cơ dành cho học sinh giỏi quốc gia và dự tuyển quốc tế. - Tổ chức thực nghiệm sư phạm, đánh giá tính khả thi và hiệu quả của việc xây dựng, hệ thống các bài thực hành ở trên. 4. Khách thể, đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu 4. 1. Khách thể nghiên cứu Nội dung các bài thi HSG quốc gia, dự tuyển quốc tế và Olympic hoá học quốc tế. 4. 2. Đối tượng nghiên cứu Hệ thống các bài thực hành trong các kì thi Icho các năm gần đây. Xây dựng một số bài sử dụng làm tài liệu nguồn cho đội tuyển vòng 1 và vòng 2 học sinh giỏi hoá. 4.3. Phạm vi nghiên cứu Phần thực hành hoá học đại cương vô cơ trong các kì thi olympic hoá học quốc tế các năm gần đây dành cho HS dự thi quốc gia môn hoá và HSG quốc gia tham dự kì thi HSG quốc tế . 5. Giả thuyết khoa học Nếu xây dựng và hệ thống các bài thực hành có chất lượng cao và khai thác (sử dụng) một cách có hiệu quả, đúng đối tượng thì có thể góp phần nâng cao kĩ năng thực hành cho các em học sinh, phần mà các em luôn cảm thấy còn b ỡ ngỡ và non kém, nâng cao hứng thú học tập và chất lượng DHHH cho HSG hóa và có thế góp phần làm tăng chất lượng HSG quốc gia, quốc tế. 6. Phƣơng pháp nghiên cứu Sử dụng phối hợp các phương pháp nghiên cứu sau: 4 6.1. Nhóm phương pháp nghiên cứu lý thuyết - Nghiên cứu cơ sở lí luận của đề tài. - Tìm hiểu tài liệu có liên quan đến luận văn: sách, giáo trình, báo, tạp chí, nội dung chương trình hoá học chuyên sâu, các bài tập chuẩn bị và các đề thi HSG quốc tế các năm gần đây. - Sử dụng phối hợp các phương pháp phân tích, tổng hợp, phân loại, hệ thống hóa, khái quát hóa. 6.2. Nhóm phương pháp nghiên cứu thực tiễn - Điều tra đặc điểm của HS dự thi học sinh giỏi hóa. - Quan sát, dự giờ, trao đổi với các giáo viên dạy đội tuyển hóa nhằm phát hiện vấn đề nghiên cứu. - Tham khảo ý kiến của các GV có kinh nghiệm giảng dạy các lớp chuyên hóa. - Thực nghiệm sư phạm. 6.3. Nhóm phương pháp thống kê toán học - Xử lí kết quả thực nghiệm sư phạm. 7. Đóng góp mới của đề tài - Xây dựng, hệ thống một số bài thực hành phần đại cương vô cơ bám sát chương trình chuyên sâu dành cho HS dự tuyển quốc gia môn hóa và học sinh dự tuyển Olympic hoá học quốc tế. - Đề xuất phương pháp sử dụng hệ thống bài thực hành đã xây dựng và tuyển chọn nhằm phát triển kĩ năng thí nghiệm, tư duy sáng tạo của HSG trong đội tuyển quốc gia hóa nói chung và học sinh dự tuyển Olympic quốc tế nói riêng. 8. Cấu trúc của luận văn Luận văn gồm 3 phần chính: Mở đầu Nội dung (gồm 3 chương) Kết luận Tài liệu tham khảo Phụ lục 5 NỘI DUNG Chƣơng 1 TỔNG QUAN CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1.1. Hoạt động nhận thức [14], [16], [27] 1.1.1. Khái niệm nhận thức Theo quan điểm triết học Mác - Lênin, nhận thức là quá trình phản ánh biện chứng hiện thực khách quan vào trong bộ óc của con người, có tính tích cực, năng động, sáng tạo, trên cơ sở thực tiễn. Theo "Từ điển Bách khoa Việt Nam", nhận thức là quá trình biện chứng của sự phản ánh thế giới khách quan trong ý thức con người, nhờ đó con người tư duy và không ngừng tiến đến gần khách thể. Như vậy, nhận thức là một trong ba mặt cơ bản của đời sống tâm lý con người (nhận thức, tình cảm và hành động). Nó là tiền đề của hai mặt còn lại và có ảnh hưởng tới các hiện tượng tâm lý khác [14]. Tư duy là một quá trình tâm lý phản ánh những thuộc tính bản chất, những mối liên hệ bên trong có tính quy luật của sự vật, hiện tượng trong hiện thực khách quan mà trước đó ta chưa biết. Một trong những đặc điểm quan trọng nhất của tư duy là tính “có vấn đề”. Tư duy chỉ xuất hiện khi con người gặp và nhận thức được tình huống “có vấn đề”. Tức là tình huống chứa đựng một mục đích, một vấn đề mới mà những hiểu biết cũ, hành động cũ tuy còn cần thiết nhưng không đủ sức giải quyết và muốn giải quyết vấn đề mới đó, con người phải tư duy. 1.1.2. Rèn luyện năng lực nhận thức của học sinh trong quá trình dạy và thực hành hoá học 1.1.2.1. Rèn luyện năng lực quan sát Năng lực quan sát là khả năng tri giác có chủ định, diễn ra tương đối độc lập và lâu dài của con người nhằm phản ánh đầy đủ, rõ rệt các sự vật, hiện tượng và những biến đổi của chúng. Cùng với sự phát triển, phức tạp dần lên của đời sống xã hội và của các thao tác lao động, quan sát trở thành một mặt tương đối độc lập của hoạt động và trở 6 thành một phương pháp nghiên cứu khoa học cũng như nhận thức thực tiễn trong đó có quá trình dạy và học hoá học. Thật vậy, muốn ham mê, yêu thích và học giỏi hoá học thì phải có năng lực quan sát, vì hoá học là khoa học gắn liền với thực nghiệm, phải thông qua thực nghiệm để làm rõ các vấn đề lý thuyết đồng thời cũng phải thông qua thực nghiệm để đi đến một số vấn đề lý thuyết mới. Do đó, không có năng lực quan sát thì học sinh sẽ không thể học giỏi hoá học ngay cả đối với những học sinh có khả năng tư duy tự nhiên tốt. Năng lực quan sát ở mỗi học sinh một khác nhau, thể hiện ở mức độ tri giác nhanh chóng, chính xác những điểm quan trọng, chủ yếu, đặc sắc của sự vật, hiện tượng nói chung và các sự kiện, hiện tượng hoá học nói riêng. Vì vậy, thông qua các bài thực hành hoá học giáo viên có nhiều cơ hội rèn luyện năng lực quan sát cho học sinh. Khi quan sát, giáo viên cần hướng dẫn, yêu cầu học sinh làm tốt các đề xuất sau: 1. Xác định rõ mục đích, ý nghĩa, yêu cầu, nhiệm vụ quan sát. 2. Chuẩn bị chu đáo (cả về tri thức và phương tiện) trước khi quan sát. 3. Tiến hành quan sát có kế hoạch và có hệ thống. 4. Khi quan sát cần tích cực sử dụng phương tiện ngôn ngữ hoá học. 5. Khuyến khích và tạo điều kiện cho học sinh sử dụng nhiều giác quan khi quan sát nhưng phải đảm bảo an toàn. 6. Cần ghi lại các kết quả quan sát, xử lý những kết quả đó và rút ra những kết luận cần thiết. 1.1.2.2. 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 hiện tượng đó lại với nhau và đưa ra những kết luận cần thiết cũng như thể hiện 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 và cần thiết. Dạy và học HH có nhiều cơ hội để thực hiện nhiệm vụ đó. Tư duy ở mức độ cao hơn có thể được xuất hiện trong các bài thực hành hoá học chuyên sâu. 7 1.2. Năng lực sáng tạo của học sinh trong dạy thực hành hóa học 1.2.1. Năng lực sáng tạo của học sinh * Khái niệm về năng lực "Năng lực là những khả năng vận dụng các kĩ năng và kĩ xảo học được hoặc sẵn có của cá thể nhằm giải quyết các tình huống xác định cũng như sự sẵn sàng về động cơ, xã hội và khả năng vận dụng các cách giải quyết vấn đề một cách có trách nhiệm và hiệu quả trong những tình huống linh hoạt" * Khái niệm về sáng tạo Theo từ điển tiếng Việt thông dụng: "Sáng tạo là tạo ra giá trị mới, giá trị đó có ích hay có hại tùy theo quan điểm của người sử dụng và đối tượng nhận hiệu quả dùng"[16]. * Những quan niệm về năng lực sáng tạo của học sinh Dựa vào 2 khái niệm trên chúng ta có thể có những quan niệm về năng lực sáng tạo cho học sinh như sau: - Năng lực tự chuyển tải tri thức và kĩ năng từ lĩnh vực quen biết sang tình huống mới, vận dụng kiến thức đã học trong điều kiện hoàn cảnh mới. - Năng lực biết đề xuất giải pháp khác nhau khi phải xử lí tình huống, khả năng huy động các kiến thức cần thiết để đưa ra giả thuyết hay các dự đoán khác nhau khi phải lí giải một hiện tượng. Như vậy, năng lực sáng tạo chính là khả năng tư duy và thực hiện thành công những điều mới, chưa có khuôn mẫu. Đó là, khả năng ứng dụng, liên hệ một cách thành thạo và linh hoạt, luôn phù hợp với điều kiện thực tế khách quan; biết và đề ra những cái mới từ những kiến thức, những bài học được tiếp thu để xử lý các vấn đề phát sinh đạt hiệu quả tối ưu. Đối với học sinh phổ thông những gì liên quan đến bài giảng mà các em "tự nghĩ ra" khi giáo viên chưa dạy, hoặc chưa trao đổi với bạn bè đều có thể coi là sáng tạo[16]. 1.2.2. Những biểu hiện của năng lực sáng tạo của học sinh Trong quá trình học tập của HS, sáng tạo là yêu cầu cao nhất trong 4 cấp độ nhận thức: biết, hiểu, vận dụng, sáng tạo. Mỗi HS có thể có những biểu hiện tích cực thể hiện năng lực sáng tạo của mình như: 8 - Biết tìm ra cách giải quyết mới, ngắn gọn hơn đối với một vấn đề quen thuộc. - Biết tự tìm ra vấn đề, tự phân tích, tự giải quyết đúng với những bài tập mới, vấn đề mới. - Biết phát hiện vấn đề mấu chốt, tìm ra ẩn ý trong những câu hỏi, bài tập hoặc vấn đề nào đó. - Biết tận dụng tri thức thực tế để đưa ra nhiều phương án mới đơn giản, phù hợp thực tế. - Biết vận dụng tri thức khoa học vào thực tế để đưa ra những sáng kiến, làm tăng hiệu quả lao động. - Biết kết hợp các thao tác tư duy và các phương pháp phán đoán, đưa ra kết luận chính xác ngắn gọn nhất. - Biết thiết kế linh hoạt một vấn đề, dự kiến nhiều phương pháp giải quyết phổ biến hay phức tạp. - Biết kết hợp phương tiện thông tin, khoa học kĩ thuật. - Mạnh dạn đề xuất những cái mới không theo đường mòn và không theo những quy tắc đã có. - Biết biện hộ và phản bác một vấn đề. 1.2.3. Biện pháp rèn luyện Sáng tạo là một bước nhảy vọt trong sự phát triển năng lực nhận thức của HS. Năng lực nói chung và năng lực sáng tạo nói riêng không phải là bẩm sinh, mà được hình thành và phát triển trong quá trình hoạt động của chủ thể. Bởi vậy muốn hình thành năng lực sáng tạo cho HS, người GV phải dựa vào các biện pháp hữu hiệu sau để rèn luyện năng lực sáng tạo cho HS: - Lựa chọn một logic nội dung thích hợp để có thể chuyển kiến thức khoa học thành kiến thức của HS, phù hợp với trình độ HS. - Tạo động cơ hứng thú, tình huống có vấn đề để HS sáng tạo. - Tổ chức hoạt động sáng tạo gắn liền với quá trình xây dựng kiến thức mới. Trong quá trình xây dựng kiến thức mới, chú ý chỉ ra những khía cạnh có thể vận 9 dụng sáng tạo. Tập cho HS suy nghĩ về những kiến thức đã có, chỗ nào phải đưa ra kiến thức mới và giải pháp mới. - Tổ chức hoạt động sáng tạo khi luyện tập, giải bài tập sáng tạo, làm các bài thực hành tương ứng với kiến thức vừa được học để kiểm nghiệm thực tế từ đó có niềm tin vào khoa học và kích thích khả năng sáng tạo của học sinh. Ngoài việc vận dụng một số khái niệm, kiến thức đã học, học sinh phải có những ý kiến độc lập mới mẻ. - Luyện tập sự suy luận, phỏng đoán và xây dựng giả thuyết. - Rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo liên hệ giữa lí thuyết với thực tiễn. - Kiểm tra, đáng giá động viên khuyến khích kịp thời những biểu hiện sáng tạo của HS[21] [23]. 1.3. Cơ sở lý luận, thực tiễn công tác bồi dƣỡng HSG ở trƣờng THPT Chuyên 1.3.1. Vị trí, vai trò của công tác bồi dưỡng học sinh giỏi ở trường THPT: Năm 2012 đoàn HSG của Việt Nam tham dự kì thi Olympic khu vực châu á và quốc tế đã xuất sắc dành được 29 tấm huy chương, trong đó đội tuyển hoá học có 4/4 em đều đạt giải bao gồm 1 huy chương vàng, 2 huy chương bạc và 1 huy chương đồng[31]. Không chỉ mang vinh quang về cho Tổ quốc và ngành giáo dục Việt Nam, kết quả này còn thể hiện chất lượng HSG của nước nhà ngày càng tăng và đồng đều ở các địa phương. Có được thành tích này phần lớn dựa trên nền kiến thức của học sinh các trường THPT chuyên các tỉnh, thành phố trên cả nước. Sự nỗ lực của Thầy và Trò trong hệ thống các trường chuyên đã góp phần làm cho chất lượng giáo dục Việt Nam dần tiếp cận với giáo dục thế giới. Niềm tự hào này khích lệ các em yêu thích môn khoa học cơ bản và phát triển tài năng trong lĩnh vực này. 1.3.2. Những phẩm chất và năng lực cần có của HSG Hoá học: * Quan niệm về học sinh giỏi Nhìn chung các nước đều dùng hai thuật ngữ chính là gift (giỏi, có năng khiếu) và talent (tài năng). Luật bang Georgia (Hoa Kỳ) định nghĩa HSG như sau[28]: “HSG là học sinh chứng minh được trí tuệ ở trình độ cao và có khả năng sáng tạo, thể hiện một động cơ học tập mãnh liệt/và đạt xuất sắc trong lĩnh vực lý 10 thuyết/khoa học; người cần một sự giáo dục đặc biệt/ và sự phục vụ đặc biệt để đạt được trình độ tương ứng với năng lực của người đó” - (Georgia Law). Cơ quan giáo dục Hoa Kỳ miêu tả khái niệm “HSG” như sau: Đó là những học sinh có khả năng thể hiện xuất sắc hoặc năng lực nổi trội trong các lĩnh vực trí tuệ, sự sáng tạo, khả năng lãnh đạo, nghệ thuật, hoặc các lĩnh vực lí thuyết chuyên biệt. Những HS này thể hiện tài năng đặc biệt của mình từ tất cả các bình diện xã hội, văn hóa và kinh tế”. * Phẩm chất và năng lực của học sinh giỏi hóa học Mỗi môn học có những yêu cầu về phẩm chất và năng lực cụ thể riêng đặc trưng cho môn học đó, đối với môn hoá học HSG, HS chuyên phải là các HS có trí tuệ phát triển tương đối đặc biệt, đó phải là HS hội tụ được các phẩm chất và năng lực sau: - Có năng khiếu HH, biểu hiện ở chỗ: + Có kiến thức HH cơ bản vững vàng, sâu sắc, hệ thống (chính là nắm vững bản chất hoá học của các hiện tượng HH). + Có khả năng nhận thức vấn đề nhanh, rõ ràng và năng lực tư duy HH (biết phân tích, tổng hợp, so sánh, khái quát hoá cao, có khả năng sử dụng phương pháp phán đoán mới: qui nạp, diễn dịch, loại suy...). + Có khả năng quan sát, nhận thức, nhận xét các hiện tượng tự nhiên, có khả năng vận dụng linh hoạt, mềm dẻo, sáng tạo những kiến thức cơ bản và những nhận thức đó vào những tình huống khác nhau. Có khả năng nhìn nhận một vấn đề từ nhiều góc độ. + Biết tìm ra con đường hay nhất, ngắn nhất, độc đáo để đi đến đích và có khả năng diễn đạt những ý tưởng của mình một cách ngắn gọn, chính xác, súc tích. + Có năng lực thực hành tốt, biểu hiện ở chỗ có kĩ năng tiến hành thí nghiệm hoá học, biết nhận xét hiện tượng và phân tích kết quả thí nghiệm để rút ra kiến thức. + Có năng lực về phương pháp nghiên cứu khoa học: biết nêu ra những dự đoán, lí luận và giải thích cho những hiện tượng xảy ra trong thực tế, biết cách dùng thực nghiệm để kiểm chứng lại lí thuyết. + Có năng lực lao động sáng tạo: Biết tổ hợp các yếu tố, các thao tác để thiết kế một dãy hoạt động, nhằm đạt đến kết quả mong muốn. 11 - Có lòng say mê đặc biệt với môn HH, có sức khoẻ tốt, có tính kiên trì bền bỉ để có thể học tập nghiên cứu trong một thời gian dài, có tính khiêm tốn và cầu tiến. Có ý thức tự học, tự hoàn thiện kiến thức ở mọi nơi, mọi lúc. - Có kiến thức văn hoá nền tảng vững chắc. Đó là kiến thức các bộ môn bổ trợ như Toán học, Vật lí, Sinh học, Ngoại ngữ, Tin học và các kiến thức văn hoá nền như Địa lí, Lịch sử, văn hoá ứng xử… 1.3.3. Kĩ năng cần có của Giáo viên bồi dưỡng học sinh giỏi Hội nghị quốc tế về giáo dục lần thứ 45 họp tại Giơnevơ (30/09/1996) bàn về giáo dục cho thế kỉ XXI đã nhấn mạnh: “Muốn có một nền giáo dục tốt, cần phải có những giáo viên tốt” [28]. Chất lượng giáo dục Việt Nam mấy năm gần đây được nâng lên rõ rệt đặc biệt là chất lượng bồi dưỡng học sinh giỏi các cấp: khu vực, quốc gia và quốc tế. Thành tích này thể hiện sự nỗ lực cố gắng của toàn ngành giáo dục mà trọng tâm là người giáo viên. Với vai trò quan trọng như vậy, những yêu cầu đối với nhà giáo bồi dưỡng học sinh giỏi được đưa ra trong giai đoạn hiện nay là: - Nhà giáo phải có phẩm chất đạo đức, tư tưởng tốt. Có tinh thần trách nhiệm cao trong nghề nghiệp. - Kiến thức chuyên môn chắc chắn, chuyên sâu. - Luôn có tinh thần tự học, tự nghiên cứu để không ngừng nâng cao trình độ chuyên môn. - Kĩ năng thực hành chuẩn, thành thạo. - Hướng dẫn học sinh khả năng tự học, tự nghiên cứu trên cơ sở kiến thức cơ bản vững chắc. - Đủ sức khoẻ theo yêu cầu nghề nghiệp. - Yêu thích, đam mê môn học mình phụ trách. 1.3.4. Hiện trạng bồi dưỡng học sinh giỏi ở các trường THPT Chuyên Chất lượng học sinh giỏi ngày càng được nâng cao, đánh giá sự nỗ lực cố gắng của thầy và trò các trường THPT chuyên trong cả nước, để đạt được kết quả đó giáo viên và học sinh đã vượt qua không ít những khó khăn. Thành tích nhà 12 trường là yếu tố quan trọng thu hút học sinh giỏi thi đầu vào và yên tâm theo đuổi môn học của mình. Để môn học đạt thành tích cao và liên tục trong nhiều năm thì chất lượng đội ngũ GV dạy môn chuyên được đặt lên hàng đầu bởi GV có giỏi thì mới dạy được trò giỏi nhưng đây là vấn đề đang được quan tâm của hệ thống các trường THPT chuyên bởi GV giỏi có kinh nghiệm được chỉ định kiêm nhiệm các công tác ngoài chuyên môn như chủ nhiệm, tổ trưởng bộ môn, lãnh đạo nhà trường, sở... hoặc luân chuyển tới các thành phố lớn, đội ngũ kế cận là các GV trẻ mới ra trường kiến thức và kinh nghiệm còn non lại ít say mê nghề nghiệp vì còn có nhiều vấn đề chi phối, tác động. Yếu tố thứ hai quyết định đến kết quả HSG là chính các chất lượng học sinh, khâu tuyển sinh khoa học, chặt chẽ sẽ tuyển chọn được đội ngũ các em học sinh có khả năng tư duy tốt nhưng trong số này thì số lượng học sinh có năng khiếu môn học không nhiều và chưa chắc các em đã thực sự say mê môn học, một số không yên tâm khi được chọn theo học đội tuyển vì các em và gia đình sợ mất nhiều thời gian, ảnh hưởng đến sức khoẻ và kết quả học tập chung. Bên cạnh đó kiến thức ôn thi học sinh giỏi rất rộng và không có giới hạn, chương trình sách giáo khoa còn nhẹ so với nội dung đề cập trong các đề thi học sinh giỏi trong khi đó tài liệu tham khảo bây giờ nhiều nhưng số lượng có chất lượng không nhiều và chưa chính thống. Cơ sở vật chất và chế độ đãi ngộ với thầy và trò cũng là nguồn động viên khuyến khích lớn đến công tác bồi dưỡng HSG. Để hỗ trợ cho công tác bồi dưỡng học sinh giỏi có hiệu quả, các bộ phận gián tiếp như chi bộ, ban giám hiệu, công đoàn, đoàn thanh niên, giáo viên chủ nhiệm... cũng cần quan tâm đặc biệt và có biện pháp hỗ trợ đúng mức như tạo điều kiện tốt nhất cho giáo viên và học sinh tham gia bồi dưỡng học sinh giỏi chẳng hạn như bớt tiết nghĩa vụ, bớt công tác kiêm nhiệm, bồi dưỡng thoả đáng cho giáo viên, có chế độ học bổng kịp thời cho học sinh. Có chế độ khen thưởng hợp lý cho Thầy và trò đạt thành tích cao trong học tập, bên cạnh đó nhà trường cần quan tâm theo giõi và đáp ứng kịp thời các nghiên cứu 13 chính đáng của giáo viên và học sinh về phòng học, mua và photo tài liệu... Phải xem đây là một nhiệm vụ chiến lược lâu dài. Năm 2012 -2013 một số môn thi như vật lý, hoá học, sinh hoc...có thêm buổi thi thực hành nhưng khâu chuẩn bị cho buổi thi này có vẻ chưa được tốt chẳng hạn như môn hoá học, các bài thực hành đã được Bộ Giáo dục và Đào tạo (Bộ GD&ĐT) đưa vào chương trình sách giáo khoa phổ thông nhưng đa số các trường THPT kể cả THPT Chuyên mấy năm trước đều không đủ điều kiện để hướng dẫn các em làm, có chăng các em cũng chỉ được xem thí nghiệm mô phỏng hoặc giáo viên làm mẫu do đa số các trường THPT chuyên đang rơi vào tình trạng thiếu thiết bị thực hành, trường nào cũng có phòng thí nghiệm nhưng thiết bị nghèo nàn, lạc hậu và chật chội không đủ điều kiện và độ an toàn cho các em làm thí nghiệm thêm vào đó nhà trường hầu như chưa có giáo viên chuyên trách sử dụng các thiết bị và hướng dẫn các em thực hành do vậy công tác dạy thí nghiệm còn rất hạn chế, các em rất bối rối với các bài thực hành mặc dù mới chỉ đề cập ở những thao tác cơ bản, đơn giản. 1.4. Một số vấn đề lí luận về làm thực hành hoá học ở trƣờng THPT 1.4.1.Ý nghĩa, tác dụng của thực hành hóa học Trong dạy học hóa học, thực hành hoá học vừa là phương pháp vừa là phương tiện hữu hiệu để giúp HS vận dụng các kiến thức đã học vào thực tế cuộc sống, sản xuất và tập nghiên cứu khoa học, biến những kiến thức đã thu được qua bài học thành kiến thức của chính mình. Dưới đây chúng tôi chỉ xin trình bày một số tác dụng rõ rệt mà bài thực hành hoá học đem lại cho HS:  Đào sâu, mở rộng kiến thức đã học một cách sinh động, phong phú. chỉ có vận dụng kiến thức lý thuyết vào thực hành học sinh mới nắm vững kiến thức một cách sâu sắc và có niềm tin vào khoa học.  Là phương tiện để ôn tập, củng cố, hệ thống hoá kiến thức một cách tốt nhất.  Rèn luyện kỹ năng HH cho học sinh như kỹ năng quan sát và mô tả thí nghiệm, thao tác thực hành như sử dụng dụng cụ thí nghiệm, thao tác lấy hoá chất, cách tiến hành thí nghiệm..., kỹ năng xử lý kết quả thí nghiệm. 14  Thực hành 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 thực nghiệm định lượng.  Phát huy tính tích cực, tự nghiên cứu, làm việc theo nhóm của học sinh.  Là phương tiện để kiểm tra kiến thức, kỹ năng của học sinh một cách chính xác, khoa học.  Thực hành 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. Sử dụng bài thực hành đúng mục đích, đúng đối tượng sẽ phát triển năng lực nhận thức, rèn trí thông minh, tư duy logic cho HS. Thông thường GV nên cho học sinh chuẩn bị nội dung thực hành ở nhà, phân tích cơ sở lý thuyết cần vận dụng trong bài thực hành, trình bày các dụng cụ và hoá chất cần thiết, các bước tiến hành thí nghiệm để khi bước vào phòng thí nghiệm các em hình dung quy trình các em cần làm bên cạnh đó giáo viên phân tích và lưu ý cho các em một số thao tác để bài thực hành đạt kết quả tốt trong thời gian hợp lý. Bản thân một bài thực hành có thể chưa có hiệu quả nhất định, vấn đề quan trọng phụ thuộc chủ yếu vào người tiến hành. GV cần lựa chọn bài thí nghiệm từ đơn giản đến phức tạp, đúng đối tượng, khai thác triệt để mọi khía cạnh của bài thí nghiệm, để HS tự mình triển khai cách tiến hành. Trên cơ sở đó có thế sắp xếp các thao tác sao cho đạt kết quả thí nghiệm tốt trong thời gian ngắn nhất. Từ đó hình thành tính cẩn thận, tỉ mỉ, kiên trì nhẫn nại cho học sinh. 1.4.2. Phân loại bài thực hành hóa học Hiện nay có nhiều cách phân loại bài thực hành hoá học. Trên cơ sở nghiên cứu các tài liệu, công trình nghiên cứu của các tác giả khác nhau, chúng tôi phân loại bài thực hành dựa theo các căn cứ sau: 1.4.2.1. Dựa vào lĩnh vực nghiên cứu có thể chia bài thực hành thành 3 loại * Bài thực hành đại cương vô cơ: là các bài nghiên cứu: 15