Phát triển năng lực vận dụng kiến thức để giải quyết vấn đề cho học sinh THPT qua việc sử dụng thí nghiệm hóa học

Download

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ ĐÔ Hꢀ NỘI

PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC VẬN DỤNG KIẾN THỨC

ĐỂ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH THPT

QUA VIỆC SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM HÓA HỌC

Phạm Văn Hoan¹⁽¹⁾, Hoàng Đình Xuân²

¹Trường Đại học Thủ đô Hà Nội

²Sở Giáo dục và Đào tạo Hà Nội

Tóm tắt: Dạy học theo hướng phát triển năng lực của người học đã và đang trở thành

một xu thế tất yếu trong giáo dục hiện nay. Một trong những năng lực quan trọng cần

hình thành và phát triển cho học sinh Trung học phổ thông là năng lực vận dụng kiến

thức để giải quyết các vấn đề thực tiễn. Sử dụng bài tập hoá học có nội dung thực tiễn

trong dạy học hóa học là một biện pháp có hiệu quả trong việc phát triển cho học sinh

Trung học phổ thông là năng lực vận dụng kiến thức để giải quyết các vấn đề. Sử dụng,

khai thác có hiệu quả các thí nghiệm Hóa học theo hướng nghiên cứu cũng là một biện

pháp hữu hiệu phát triển cho học sinh Trung học phổ thông năng lực vận dụng kiến thức

để giải quyết các vấn đề. Bài viết trình bày việc sử dụng một số thí nghiệm đòi hỏi học

sinh phải có khả năng tư duy, vận dụng kiến thức đã học một cách linh hoạt, sáng tạo góp

phần đáng kể cho việc nâng cao năng lực của học sinh.

Từ khóa: năng lực, năng lực vận dụng kiến thức, thí nghiệm Hóa học, học sinh THPT.

1. ĐẶT VẤN ĐỀ

Trong quá trình dạy học Hóa học, thí nghiệm là một công cụ rất hữu ích giúp học sinh

minh họa kiến thức, kiểm chứng những dự đoán về mặt lí thuyết, cũng là một công cụ giúp

phát triển năng lực vận dụng kiến thức để giải quyết những vấn đề thực tiễn gặp phải. Thí

nghiệm Hóa học cung cấp cho học sinh kiến thức, con đường giành lấy kiến thức và còn

mang lại niềm vui sướng của sự phát hiện, của việc vận dụng kiến thức giải quyết được

vấn đề gặp phải [4].

⁽¹⁾Nhận bài ngày 04.08.2016; gửi phản biện và duyệt đăng ngày 20.08.2016

Liên hệ tác giả: Phạm Văn Hoan; Email: pvhoan@daihocthudo.edu.vn

TẠP CHÍ KHOA HỌC − SỐ 7/2016

2. NỘI DUNG

2.1. Năng lực vận dụng kiến thức của học sinh Trung học phổ thông

“Năng lực vận dụng kiến thức là khả năng của bản thân người học tự giải quyết những

vấn đề đặt ra một cách nhanh chóng và hiệu quả bằng cách áp dụng kiến thức đã lĩnh hội

vào những tình huống, những hoạt động thực tiễn để tìm hiểu thế giới xung quanh và có

khả năng biến đổi nó. Năng lực vận dụng kiến thức thể hiện phẩm chất, nhân cách của con

người trong qua trình hoạt động để thoả mãn nhu cầu chiếm lĩnh tri thức” [1].

Từ khái niệm trên, người có năng lực vận dụng kiến thức (NLVDKT) có khả năng tiếp

cận, nhận thức được vấn đề trong nội dung bài học, trong bài tập hóa học có liên quan với

thực tiễn. Về thái độ, người có NLVDKT sẽ tích cực tham gia các hoạt động học tập theo

hướng tích cực để đạt hiệu quả nhất (ghi chép, đưa ra câu hỏi và tuân thủ các hoạt đồng

theo yêu cầu...). Đặc biệt, người có NLVDKT phải là người biết phát hiện vấn đề, tìm được

cách giải quyết vấn đề có trong nội dung bài học, trong các vấn đề học tập có nội dung liên

quan với thực tiễn, biết quan sát các hiện tượng thí nghiệm, thực tiễn đời sống và sử dụng

những kiến thức, kĩ năng hóa học để giải thích những sự vật, hiện tượng trong đời sống,

trong sản xuất và môi trường xung quanh. Để phát triển NLVDKT, người học phải biết thu

thập và xử lí thông tin, trình bày kết quả một vấn đề cần tìm hiểu trong thực tiễn và nêu

được phương hướng giải quyết vấn đề (GQVĐ) đó bằng những kiến thức, kĩ năng hóa học.

Để vận dụng được kiến thức vào những vấn đề thực tiễn, người học phải có khả năng điều

chỉnh một cách linh hoạt những kiến thức đã học (sơ đồ, quy trình làm việc, cơ chế phản

ứng, đặc điểm cấu tạo phân tử,...) cho phù hợp với thực tế. Ngoài ra, người học cần biết

đưa ra những phương pháp, cách thức làm việc mới, phù hợp dựa trên cơ sở những kiến

thức đã được học, biết dự đoán kết quả, kiểm tra và kết luận, đánh giá và tự đánh giá kết

quả và có những đề xuất để hoàn thiện.

2.2. Biện pháp phát triển năng lực vận dụng kiến thức thông qua thí nghiệm

Hóa học

Để phát triển NLVDKT cho học sinh (HS), nên sử dụng kết hợp hệ thống các biện

pháp. Đầu tiên, phải hình thành cho HS một hệ thống kiến thức cơ bản vững vàng, sâu sắc.

Đó là hình thành các khái niệm, các định luật, các tính chất, các quy luật... Đây là tiền đề

quyết định đến sự phát triển của NLVDKTGQVĐ. Tiếp đó là rèn luyện cho HS năng lực tư

duy logic, chính xác. Thông qua các thao tác tư duy (quan sát, phân tích, tổng hợp...) và

dựa vào bản chất của vấn đề, HS sẽ tìm ra cách giải quyết ngắn gọn, sáng tạo.

Để đề xuất được cách giải quyết vấn đề thì năng lực tư duy khái quát tốt về các môn

học là rất cần thiết. Năng lực khái quát cao là khả năng phát hiện những nét chung, bản

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ ĐÔ Hꢀ NỘI

chất của nhiều vấn đề, nhiều đối tượng... để đưa vấn đề đó về một kiểu nhất định. Khi giải

bài tập hoá học, khả năng khái quát thể hiện ở chỗ HS biết phân dạng bài tập hoá học và

biết tìm phương pháp giải chung cho từng dạng bài [3, tr.5]. Khi tiến hành thí nghiệm Hóa

học, người học cần quan sát một cách cẩn thận các hiện tượng, gắn kết, liên hệ các hiện

tượng thí nghiệm với tính chất hóa học và liên hệ với đặc điểm cấu tạo phân tử của các

chất, gắn với các nhóm chức cụ thể.

Để tìm được cách giải quyết vấn đề, học sinh phải có khả năng độc lập suy nghĩ. Khi

đó, học sinh biết tự đặt ra vấn đề, giải quyết vấn đề, kiểm tra cách giải quyết vấn đề, không

thoả mãn với những cái có sẵn, luôn luôn tìm ra cách giải quyết mới ngay cả trong các vấn

đề quen thuộc. Học sinh cần nhớ kĩ đặc điểm của chất hữu cơ “trong cùng điều kiện, phản

ứng của chất hữu cơ có thể xảy ra theo nhiều hướng khác nhau, do đó có thể sinh ra nhiều

sản phẩm khác nhau”. Mỗi loại nhóm chức có những tính chất đặc trưng, và ngược lại, một

số tính chất hóa học sẽ thể hiện cho một hoặc một số nhóm chức hóa học cụ thể. Một

điều nữa cần chú ý là sự biến đổi cấu tạo phân tử trong điều kiện cụ thể của môi trường

xung quanh.

2.3. Một số thí nghiệm được sử dụng để phát triển cho học sinh THPT năng lực

vận dụng kiến thức

Trong chương trình giáo dục THPT, số thí nghiệm Hóa học được thực hiện không

nhiều do những khó khăn về cơ sở vật chất cũng như quan điểm của những người xây

dựng chương trình. Nếu sử dụng một cách hợp lý các thí nghiệm này cũng có thể góp phát

triển cho học sinh năng lực vận dụng kiến thức để giải quyết vấn đề.

Đối với các thí nghiệm về Hóa Hữu cơ, việc phát triển năng lực vận dụng kiến thức

giải quyết vấn đề thường được xuất phát từ dự đoán, thực nghiệm và giải thích các kết quả,

hiện tượng thí nghiệm. Điều này liên quan đến vốn kiến thức của HS về cấu tạo phân tử,

liên kết hóa học và thực tiễn hóa học. Việc tiến hành thí nghiệm theo hướng nghiên cứu sẽ

góp phần tích cực trong việc phát triển cho học sinh NLVDKT để giải quyết vấn đề.

Trường hợp 1. Dự đoán các sản phẩm sinh ra trong một phản ứng hóa học

Khi tiến hành thí nghiệm của metan với clo, ngoài sản phẩm chính là metyl clorua

CH₃Cl, có thể yêu cầu HS dự đoán các sản phẩm hữu cơ khác có thể được sinh ra. Trên cơ

sở phân tích đặc điểm cơ chế phản ứng thế này, HS có thể phát hiện được vấn đề: Bản chất

của phản ứng thế gốc là sự phân cắt liên kết C-H trong phân tử metan theo kiểu đồng li tạo

ra gốc tự do. Như vậy, trong phân tử metyl clorua vẫn còn 3 liên kết C-H cũng có thể bị

phân cắt đồng li, do đó có thể bị thế các nguyên tử H này. Từ đó có thể dự đoán các sản

phẩm hữu cơ khác như CH₂Cl₂, CHCl₃,..

TẠP CHÍ KHOA HỌC − SỐ 7/2016

Trường hợp 2. Giải thích khả năng phản ứng của các chất

Thí nghiệm 1. Axetilen và etilen tác dụng với brom.

Đối với thí nghiệm etilen và axetilen tác dụng với brom trong dung dịch lại có thể khai

thác trực tiếp trên cơ sở quan sát các hiện tượng thí nghiệm.

Về mặt hình thức, do liên kết ba có mật độ electron cao hơn liên kết đôi, do đó có thể

suy đoán rằng axetilen sẽ phản ứng với brom nhanh hơn etilen. Tuy nhiên, khi quan sát thí

nghiệm HS thấy kết quả ngược lại: axetilen làm mất màu brom chậm hơn etilen ở trong

cùng điều kiện. Điều này mâu thuẫn với dự đoán.

Thí nghiệm 2. Axetilen và etilen tác dụng với dung dịch thuốc tím.

Một hiện tượng tương tự xảy ra khi cho axetilen và etilen tác dụng với dung dịch thuốc

tím (dung dịch KMnO₄). Theo dự đoán như trên, khi sục khí axetilen vào dung dịch thuốc

tím thì sự nhạt màu của dung dịch sẽ xảy ra nhanh hơn khi sục khí etilen. Nhưng thực tế là

ngược lại.

Các hiện tượng thí nghiệm trên buộc HS phải suy nghĩ để tìm cách giải thích thực tế

thí nghiệm này. Có tính chất trên, HS phải suy nghĩ theo khía cạnh khác: Từ khái niệm

phản ứng hóa học, theo đó, là quá trình phá vỡ liên kết hóa học cũ và hình thành liên kết

hóa học mới. Như vậy, axetilen phản ứng với brom hoặc thuốc tím chậm hơn etilen là do

độ bền liên kết ba trong phân tử axetilen lớn hơn liên kết đôi trong phân tử etilen.

Trường hợp 3. Sự khác biệt về tính chất và đặc điểm cấu tạo phân tử

Thí nghiệm cho benzen vào nước brom: Về đặc điểm cấu tạo, có thể thấy, phân tử

benzen có 3 liên kết đôi xen kẽ 3 liên kết đơn nên có tính liên hợp tương tự như buta-1,3-

đien. Tuy nhiên, khi cho vào nước brom, benzen lại không có phản ứng cộng brom như

buta-1,3-đien. Điều này buộc HS phải suy nghĩ theo hướng tìm sự khác biệt về đặc điểm

cấu tạo phân tử giữa 2 chất này. Chính sự khác biệt về đặc điểm cấu tạo phân tử (benzen

mạch vòng, buta-1,3-đien mạch hở) là nguyên nhân của sự khác biệt về tính chất. Điều đó

cũng giúp giáo viên phân tích để HS dự đoán được tính chất hóa học của các chất phân tử

có chứa đồng thời vòng benzen và nhóm liên kết đôi, liên kết ba, thí dụ vinylbenzen

C₆H₅CH=CH₂, phenylaxetilen C₆H₅C≡CH.

Thí nghiệm phân biệt glucozơ và fructozơ: Một vấn đề nảy sinh trong thực tế là phân

biệt glucozơ và fructozơ bằng thực nghiệm. Theo đặc điểm cấu tạo phân tử, glucozơ có

chức anđehit trong khi đó frutozơ có chức xeton, nên có thể dùng tính chất tráng bạc của

andehit để phân biệt với xeton. Tuy nhiên, khi thực hiện thí nghiệm thì cả 2 chất đều có

phản ứng tráng bạc. Đây là điều mâu thuẫn với kiến thức của học sinh và buộc họ phải suy

nghĩ tìm cách giải quyết vấn đề. Đối với glucozơ thì không có gì khó hiểu, nhưng với

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ ĐÔ Hꢀ NỘI

fructozơ thì lại hoàn toàn khác. Kết quả thí nghiệm chứng tỏ phân tử fructozơ khi trong

dung dịch muối bạc / amoniac đã xuất hiện nhóm chức anđehit (gây nên phản ứng tráng

bạc). Điều này chỉ có thể lí giải khi có sự chuyển nhóm chức xeton thành nhóm chức

anđehit. Đối với học sinh, không đòi hỏi phải nêu được cơ chế của quá trình biến đổi này.

Thí nghiệm về tính bazơ của anilin: Khi nghiên cứu về anilin, học sinh có thể thấy

rằng anilin là amin bậc I do đó sẽ có tính bazơ tương tự amoniac, thí dụ dung dịch làm

xanh giấy quỳ tím, tác dụng với dung dịch một số muối sinh ra kết tủa hidroxit kim loại.

Tuy nhiên, thực tế không phải như vậy. Vấn đề học sinh cần đặt ra là nguyên nhân gây nên

tính bazơ là gì (do mật độ electron trên nguyên tử N) và tại sao anilin lại có tính bazơ yếu

như vậy (không làm đổi màu quỳ tím thành xanh). So sánh với amoniac và các amin mạch

hở, anilin khác ở chỗ nguyên tử N của nhóm NH₂liên kết với vòng benzen. Điều này

chứng tỏ vòng benzen đã làm giảm mật độ electron trên nguyên tử N.

3. KẾT LUẬN

Qua các kết quả thu được trong quá trình thực nghiệm sư phạm bằng những bài kiểm

tra đánh giá kiến thức và bảng kiểm quan sát đánh giá NLVDKT của HS, bước đầu có thể

khẳng định việc tăng cường sử dụng thí nghiệm Hóa học theo hướng nghiên cứu thực sự có

tác dụng rất tốt đến việc hình thành và phát triển cho HS THPT NLVDKT để giải quyết

vấn đề.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Bernd Meier, Nguyễn Văn Cường (2005), Phát triển năng lực thông qua phương pháp và

phương tiện dạy học mới, Bộ Giáo dục và Đào tạo, Dự án phát triển giáo dục THPT, Tài liệu

Hội thảo tập huấn.

2. Nguyễn Đức Dũng, Hoàng Đình Xuân (2013), “Rèn luyện và phát triển năng lực vận dụng

kiến thức cho học sinh trung học phổ thông qua hệ thống bài tập hóa học hữu cơ có nội dung

thực tiễn”, Tạp chí Giáo dục, số 7/2003.

3. Nguyễn Đức Dũng, Hoàng Đình Xuân (2016), “Sử dụng một số dạng bài tập Hóa học Hữu cơ

để phát triển năng lực vận dụng kiến thức cho học sinh Trung học phổ thông”, Tạp chí Khoa

học, Đại học Sư phạm Hà Nội, số tháng 7/2016.

4. Nguyễn Cương (2007), Phương pháp dạy học hóa học ở trường phổ thông và Đại học. Một số

vấn đề cơ bản, Nxb Giáo dục Việt Nam.

5. Đào Việt Hùng, Đặng Thị Oanh, “Vận dụng dạy học dự án phần Hóa học Phân tích cho sinh

Trường Đại học Nông Lâm (Đại học Thái Nguyên) (2016), “Góp phần phát triển năng lực vận

dụng kiến thức”. Tạp chí Khoa học, Đại học Sư phạm Hà Nội, số tháng 7/2016.

TẠP CHÍ KHOA HỌC − SỐ 7/2016

DEVELOPING PUPILS’ APPLICATION CAPACITY AT HIGH

SCHOOLS TO SOLVE PRATICAL PROBLEMS THROUGH

CHEMICAL EXPERIMENT

Abstract: Today, teaching towards developing the capacity of learners has become an

inevitable trend in education. One of the critical capacities of the formation and

development of high schools’ pupils is the ability to apply their knowledge to solve

practical problems. Using chemical exercises with practical content in teaching

chemistry is an effective measure to develop pupils’ capacity at high school. Using and

exploiting effectively of chemical experiments towards research are also effective

methods which support high schools’ pupils to apply their knowledge to solve problems.

The paper presents the use of some experiments that requires students’ thinking ability,

flexible and creative application contributing significantly to the pupils’ capacity

improvement.

Keywords: capacity; capacity application; chemical experiment; high schools’ pupils.

6 trang yennguyen 18/04/2022 3400

Download

Bạn đang xem tài liệu "Phát triển năng lực vận dụng kiến thức để giải quyết vấn đề cho học sinh THPT qua việc sử dụng thí nghiệm hóa học", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

File đính kèm:

phat_trien_nang_luc_van_dung_kien_thuc_de_giai_quyet_van_de.pdf