Bộ giáo dục và đào tạo
Trờng Đại Học Vinh
=== ===
Mai duy nam
BI DNG NNG LC T DUY THC TIN
CHO HC SINH QUA VIC XY DNG BI TP
HO HC GN VI C C VN PHT TRIN
KINH T, X HI V MễI TRNG
Chuyên ngành: lí luận và phơng pháp dạy học hoá học
Mã số:
Luận văn thạc sỹ giáo dục học
Ngời hớng dẫn khoa học: PGS-T.S. CAO C GIC
Vinh, 2011
2
Lời cảm ơn
Chúng tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo:
Thầy PGS TS. Cao Cự Giác, TS. Lê Văn Năm đã tận tình hớng dẫn
tôi trong suốt quá trình hoàn thành luận văn.
Chúng tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong khoa Hoá Học,
khoa đào tạo Sau đại học, Ban giám hiệu trờng Trung học phổ thông Ca lũ,
THPT Ca lũ II, THPT Nghi Lc I đã giúp đỡ và tạo mọi điều kiện để chúng
tôi hoàn thành luận văn này.
Chúng tôi cũng xin bày tỏ lòng biết ơn tới gia đình, bạn bè, đồng
nghiệp và các em học sinh ở các trờng thực nghiệm đã nhiệt tình, động viên,
giúp đỡ chúng tôi trong quá trình thực hiện đề tài.
Vinh, ngày 30 tháng 11 năm 2011
Mai Duy Nam
3
Mở đầu
1. Lí do chọn đề tài
Với sự phát triển nh vũ bão của khoa học kỹ thuật và sự bùng nổ thông
tin trong giai đoạn hiện nay, đang đặt ra nhiều thách thức cho ngành GD - ĐT
đó là: phải đào tạo con ngời khi vào đời là con ngời tự chủ, năng động và sáng
tạo thì phơng pháp giáo dục cũng phải hớng vào rèn luyện các kĩ năng và khơi
dậy suy nghĩ và hành động một cách tự chủ, năng động, sáng tạo.
Chính vì thế mà mục tiêu của môn hoá học ở trờng phổ thông là: cung
cấp cho học sinh hệ thống kiến thức, kĩ năng phổ thông, cơ bản, hiện đại, thiết
thực, có nâng cao về hoá học và gắn với đời sống. Nội dung chủ yếu bao gồm
cấu tạo chất, sự biến đổi của các chất, những ứng dụng và những tác hại của
các chất trong đời sống, sản xuất và môi trờng. Những nội dung này góp phần
giúp học sinh có học vấn phổ thông tơng đối toàn diện để có thể tiếp tục học
lên đồng thời có thể giải quyết một số vấn đề có liên quan đến hoá học trong
đời sống sản xuất. Mặt khác góp phần phát triển t duy, sáng tạo, khả năng giải
quyết vấn đề cho học sinh.
Hoá học - là một môn khoa học thực nghiệm, chứa đựng nhiều yếu tố lí
thú, một trong những môn khoa học phát triển khả năng t duy sáng tạo và hình
thành thế giới quan cho học sinh. Nhng thực trạng dạy và học hoá học trong
những năm gần đây nh thế nào? Đó là lí thuyết cha gắn liền với thực tiễn, xa
rời thực tiễn, nặng về lí thuyết, nhẹ về thực hành. Những ứng dụng của hoá
học trong đời sống và sản xuất học sinh không biết hoặc biết một cách không
tờng tận, không hiểu bản chất.
Chính vì những thực trạng trên, mà hạn chế sự phát triển t duy và khả
năng sáng tạo của học sinh, dần dần học sinh mất đi những hiểu biết sáng tạo
vốn rất lí thú của bộ môn khoa học thực nghiệm này.
Đối với lí luận dạy học, bài tập đợc coi là một phơng pháp dạy học vận
dụng. Nó đợc áp dụng phổ biến và thờng xuyên ở tất cả các cấp học và các
loại trờng khác nhau. Bài tập đợc sử dụng ở tất cả các khâu của quá trình dạy
học, nghiên cứu tài liệu mới, củng cố, vận dụng, kiểm tra đánh giá kiến thức,
4
kỹ năng, kỹ xảo của học sinh. Nh vậy sử dụng bài tập hoá học là một phơng
pháp dạy học hoá học rất quan trọng trong việc nâng cao chất lợng giảng dạy
hoá học ở các trờng phổ thông.
Với những lí do trên, nhằm từng bớc nâng cao chất lợng dạy và học hoá
học ở trờng trung học phổ thông, thiết nghĩ cần có những bài tập hoá học liên
quan đến thực tế cuộc sống, sản xuất cho học sinh, và do đó chúng tôi chọn đề
tài: ''Thiết kế và sử dụng bài tập hoá học có nội dung liên quan đến thực
tiễn trong dạy học hoá học ở trờng trung học phổ thông''.
2. Mục đích, nhiệm vụ và phơng pháp nghiên cứu
2.1. Mục đích nghiên cứu
Xuất phát từ yêu cầu của xã hội đối với những ứng dụng của hoá học
trong thực tiễn và vai trò của bài tập trong giảng dạy hoá học, để thiết kế một
hệ thống bài tập hoá học liên quan đến thực tiễn và đề ra phơng pháp sử dụng
chúng, nhằm phát triển t duy và hứng thú bộ môn cho học sinh, góp phần nâng
cao chất lợng dạy và học hoá học ở trờng THPT
2.2. Nhiệm vụ nghiên cứu
-
Tìm hiểu thực trạng sử dụng bài tập hoá học có nội dung liên quan
đến thực tiễn trong giảng dạy ở trờng trung học phổ thông hiện nay
-
Tìm hiểu những xu hớng phát triển của bài tập hoá học hiện nay
-
Tìm hiểu những ứng dụng của hoá học trong đời sống và sản xuất
-
Nghiên cứu nội dung, cấu trúc chơng trình hoá học phổ thông. Các
nội dung và bài tập hoá học liên quan đến thực tiễn.
-
Thiết kế và sử dụng các bài tập hoá học có nội dung liên quan đến
thực tiễn
-
Thực nghiệm s phạm và xử lí kết quả thực nghiệm
2.3. Phơng pháp nghiên cứu
-
Phơng pháp nghiên cứu lý thuyết
-
Nghiên cứu các tài liệu, sách giáo khoa có liên quan đến đề tài.
5
-
Điều tra cơ bản: test - phỏng vấn - dự giờ.
-
Thực nghiệm s phạm.
-
Thống kê toán học trong khoa học Giáo dục để xử lí kết quả thực
nghiệm s phạm.
3. Lịch sử của vấn đề nghiên cứu
Đã có một số tác giả đã nghiên cứu về nội dung ứng dụng của hoá
học nh:
-
Hóa học dành cho ngời yêu thích (Dơng Văn Đảm - NxbGD - 2004)
-
109 nguyên tố hoá học (Trần Ngọc Mai - NxbGD - 2002)
-
Hoá học chìa khoá vàng (Biên dịch: Từ Văn Mạc, Trần Thị
á
i -
Nxb ĐHQG - 1997)
-
Cơ sở hoá học (R.B . Bucat, NxbGD - 2000)
-
Chất độc trong thực phẩm (Wolfdietrich Eichler . NxbKHKT - 2000)
Nhng các tác giả này mới chỉ đề cập đến những vấn đề hoá học trong
thực tế. Mà cha có một tác giả nào biên soạn những bài tập hoá học có nội
dung liên quan với thực tiễn áp dụng cho chơng trình hoá học phổ thông.
4. Giả thuyết khoa học
Nếu xây dựng và lựa chọn đợc một số bài tập có nội dung liên quan đến
thực tiễn, sẽ góp phần nâng cao hứng thú học tập hoá học cho học sinh và góp
phần nâng cao chất lợng dạy học bộ môn Hoá Học ở trờng phổ thông.
5. Những đóng góp của đề tài
-
Về mặt lí luận: Góp phần làm sáng tỏ tác dụng của bài tập trong việc
phát triển khả năng sáng tạo và hứng thú học tập cho học sinh
-
Về mặt thực tiễn: Xây dựng một hệ thống bài tập hoá học có nội
dung liên quan đến thực tiễn, đáp ứng đợc yêu cầu đổi mới phơng pháp dạy
học hoá học hiện nay.
6
7
Chơng 1. Cơ sở lí luận và thực tiễn
1.1. Những xu hớng phát triển của bài tập hoá học hiện nay
Cùng với việc truyền thụ kiến thức hoá học cho học sinh thì việc giải
bài tập hoá học có ý nghĩa quan trọng trong phơng pháp dạy học bộ môn. Đó
là một phơng pháp luyện tập tích cực, là một trong những phơng pháp mang
lại hiệu quả cao trong giảng dạy hoá học ở nhà trờng. Bài tập hoá học vừa có
tác dụng trí dục vừa mang tính giáo dục t tởng và giáo dục kỹ thuật tổng hợp.
Việc giải bài tập hoá học là không thể thiếu đợc khi truyền thụ kiến
thức mới cho học sinh, nó là phơng tiện hiệu nghiệm trong dạy học hoá học,
góp phần tích cực hoá hoạt động của ngời học.Việc giải bài tập hoá học còn
giúp cho học sinh nắm vững và hiểu sâu hơn, củng cố một cách thờng xuyên
và hệ thống hoá các kiến thức đã học.
Ví dụ 1: Chơng trình hoá học lớp 10, sau bài ''phản ứng oxi hoá khử'',
là bài học nghiên cứu về lu huỳnh và các hợp chất của lu huỳnh (ví dụ axit
sunfuric).
Để dạy phần: tính chất hoá học của axit H
2
SO
4
đặc, giáo viên đa ra bài
tập sau:
Hãy giải thích các hiện tợng sau:
a) Cho một mẫu Cu vào dung dịch H
2
SO
4
loãng không thấy có hiện t-
ợng gì xảy ra.
b) Cho một mẫu Cu vào axit H
2
SO
4
đặc nóng, mẫu Cu tan, có khí mùi
hắc bay ra, dung dịch chuyển thành màu xanh lam.
c) Cho một mẫu Fe vào axit H
2
SO
4
đặc, nóng mẫu Fe tan dần, đồng
thời có khí mùi hắc thoát ra
Dựa vào những kiến thức đã học: phản ứng oxi hoá khử, tính chất của
axit H
2
SO
4
loãng đã đợc học ở chơng trình lớp 9, dới sự hớng dẫn của giáo
viên mà học sinh sẽ đa ra cách làm, và từ đó lĩnh hội đợc tính chất hoá học
đặc trng của axit H
2
SO
4
đặc là tính oxi hoá. Bài tập hoá học đa ra trong tiết
8
truyền thụ kiến thức mới không những làm tích cực hoá ngời học, mà còn phát
triển khả năng t duy sáng tạo của học sinh.
Thông qua bài tập hoá học còn giúp học sinh tái hiện kiến thức đã học
biến chúng thành kiến thức của mình và áp dụng một cách linh hoạt nhờ đó
mà học sinh hiểu lâu và nhớ sâu kiến thức làm cơ sở để giải các bài tập hoá
học khác.
Ví dụ 2:
Hãy hoàn thành phơng trình các phản ứng trong dung dịch sau, viết ph-
ơng trình phản ứng ion tơng ứng:
a)
Zn(OH)
2
+ 2NaOH
b)
ZnSO
4
+ NH
3
c)
Zn(OH)
2
+ NH
3
Bài tập này ngoài tác dụng tái hiện lại kiến thức về tính lỡng tính của
hiđrôxit và tính chất tạo phức của Zn
2+
Từ bài tập trên có thể phát triển thành bài tập có tính chất cao hơn là:
Dẫn luồng khí NH
3
từ từ qua dung dịch ZnSO
4
đến d, ban đầu xuất hiện
kết tủa trắng, sau một thời gian kết tủa trắng tan dần. Hãy viết các phơng trình
hoá học xảy ra?
Bên cạnh đó thì bài tập hoá học còn có tác dụng giáo dục kỹ thuật
tổng hợp cho học sinh. Nó sẽ lôi cuốn học sinh suy nghĩ về các vấn đề kỹ
thuật của nền sản xuất và ham muốn hiểu biết về lĩnh vực này.
Ví dụ 3: Để sản xuất rợu etilic có hai phơng pháp sau:
Phơng pháp 1: Hyđrat hoá etilen có xúc tác axit H
2
SO
4
hoặc H
3
PO
4
Phơng pháp 2: Lên men rợu từ nguyên liệu là gạo, ngô, khoai, sắn
Cho biết phơng pháp nào đợc sử dụng phổ biến hơn cả, và giải thích tại
sao?
Hớng dẫn:
Phơng pháp 1: Nguyên liệu tận dụng là sản phẩm của dầu mỏ, nên rẻ tiền.
9
CH
2
= CH
2
+ H
2
O
CH
3
CH
2
OH
Nhng phản ứng hyđrat hoá etilen thực hiện ở nhiệt độ và áp suất cao,
nên cần dây chuyền sản xuất hiện đại đắt tiền, sản phẩm không tinh khiết, nên
không sử dụng làm rợu uống đợc.
Phơng pháp 2: Nguyên liệu: gạo, ngô, khoai, sắn đắt tiền, sản phẩm
tạo ra ít chất độc hại, dễ dàng tinh chế thành rợu etilic. Phơng pháp này thích
hợp cho những vùng không có công nghiệp hoá dầu hoặc giá dầu quá cao mà
giá nông sản lại thấp.
Vì những tác dụng to lớn đó mà bài tập hoá học trong những năm gần
đây có xu hớng phát triển là tăng cờng khả năng t duy hoá học cho học sinh ở
cả ba phơng diện: lý thuyết - thực hành - ứng dụng.
-
Nội dung các bài tập tự luận dần dần chuyển sang hớng bài tập
mang tính thực hành, có nội dung liên quan đến đời sống, tự nhiên và môi tr-
ờng
-
Nội dung các bài toán định tính không chú ý nhiều đến các thuật
toán phức tạp
-
Các bài tập tự luận chuyển sang các bài tập trắc nghiệm
1.2. Tác dụng của bài tập đến tính thực tiễn của môn học
Bài tập nói chung và bài tập hoá học nói riêng trong giảng dạy ở trờng
phổ thông vừa là mục đích vừa là nội dung, lại vừa là phơng pháp dạy học
hiệu nghiệm, nó cung cấp cho học sinh không chỉ là kiến thức mà cả con đờng
dành lấy kiến thức, và còn mang lại niềm vui sớng của sự phát hiện vận dụng
kiến thức, của việc tìm ra đáp số.
Ví dụ 4: Sau những lần đi biển dài ngày, các thuyền thờng đợc thay
những miếng kẽm gắn ở thành tàu tiếp xúc với nớc biển? hãy giải thích cách
làm trên bằng kiến thức hoá học.
Để giải đợc bài tập này học sinh cần phân tích đợc các hiện tợng: Nếu
không thay thanh kẽm thì sẽ xảy ra hiện tợng gì? Và thay thanh kẽm thì xảy ra
10
hiện tợng gì? Sau khi phân tích hai hiện tợng trên, thì cần tổng hợp lại và nêu
ra cách giải quyết vấn đề nh sau:
Thành tàu đợc làm từ hợp kim của sắt. Khi tiếp xúc với nớc biển (dung dịch
điện li NaCl) thì dễ xảy ra quá trình ăn mòn điện hoá theo cơ chế sau:
Cực catốt (-) Cực anôt (+)
Na
+
, H
+
Cl
-
, OH
-
,Fe
2H
+
+ 2e
H
2
Fe - 2e
Fe
2+
Nh vậy, là sau một thời gian tiếp xúc với dung dịch nớc biển, thành tàu
bị ăn mòn dần.
Nếu gắn những thanh kẽm vào thành tàu, khi tiếp xúc với nớc biển thì
do tính khử của Zn mạnh hơn Fe nên:
ở cực anôt Zn bị hoà tan trớc Fe: Zn - 2e = Zn
2+
Và nh vậy thành tàu không bị ăn mòn, cho nên sau những chuyến đi
biển dài ngày, ngời ta chỉ việc thay các lá kẽm là có thể bảo vệ đợc thành tàu
khỏi bị ăn mòn.
Thông qua việc giải bài tập trên, học sinh không những củng cố lại kiến
thức một cách vững chắc, mà còn tìm ra đồng thời cả cách thức (phơng pháp)
làm bài tập này, đem lại niềm hứng thú học tập bộ môn.
Giảng dạy bộ môn hoá học ở trờng phổ thông là trang bị cho học sinh
nắm vững chơng trình hoá học, có nghĩa là hiểu đợc một cách sâu sắc và đầy
đủ những kiến thức quy định trong chơng trình, biết vận dụng những kiến thức
đó để giải quyết các nhiệm vụ học tập và những vấn đề của thực tiễn đời sống.
Muốn thế cần phải nắm vững những kĩ năng thực hành nh làm thí nghiệm,
tính toán,
Ví dụ 5: Sau khi học xong bài chuyển dịch cân bằng hoá học, học sinh
không những nắm đợc nội dung của bài học, đó là các yếu tố ảnh hởng đến
hiệu suất của mỗi phản ứng hoá học nh nồng độ, áp suất, nhiệt độ, xúc tác
mà còn vận dụng kiến thức vào việc giải quyết những vấn đề về sản xuất trong
thực tiễn.
11
Trong mỗi quy trình sản xuất công nghiệp, quan trọng hơn hết là tìm
các điều kiện tối u để chuyển hoá tốt nhất chất phản ứng thành sản phẩm.
Muốn thế, cần có những hiểu biết cần thiết về tốc độ phản ứng và cân bằng
hoá học.
Nh trong công nghiệp sản xuất khí NH
3
từ các khí H
2
và N
2
theo phản
ứng thuận nghịch:
N
2
+ 3 H
2
2 NH
3
muốn làm cho cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận, cần phải hạ thấp nhiệt
độ. Nhng nhiệt độ thấp làm cho phản ứng xảy ra chậm và đòi hỏi nhiều thời
gian mới đạt đến trạng thái cân bằng. Chất xúc tác đợc dùng sẽ bù lại điều
bất lợi này.
Mặt khác phản ứng thuận biến một phân tử N
2
và 3 phân tử H
2
thành 2
phân tử NH
3
. Muốn làm cho cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận, cần
tăng áp suất của hỗn hợp khí của hệ phản ứng. Tuy nhiên áp suất cao đòi hỏi
những thiết bị cồng kềnh và phức tạp hơn. Khí amoniac đợc tổng hợp trong
công nghiệp ở nhiệt độ 400
0
- 500
0
, áp suất 300 - 1000 at và chất xúc tác là
sắt kim loại đợc hoạt hoá bằng Al
2
O
3
và K
2
O [ 34 ].
Kĩ năng vận dụng kiến thức trong học tập và trong thực tiễn đời sống
chính là thớc đo mức độ sâu sắc, vững vàng của kiến thức mà học sinh thu
nhận đợc. Bài tập hoá học với t cách là một phơng pháp dạy học, giữ một vai
trò hết sức quan trọng trong việc hoàn thành nhiệm vụ dạy học hoá học ở tr-
ờng phổ thông. Bài tập hoá học giúp học sinh hiểu sâu sắc hơn những hiện t-
ợng hoá học, các định luật, các học thuyết, các tính chất của chất, Biết phân
tích chúng và ứng dụng chúng vào thực tiễn.
Ví dụ 6: Trong quá trình sản xuất vôi xây dựng, để tăng hiệu suất sản
xuất vôi sống ngời ta thờng lu ý đến những vấn đề gì?
Hớng dẫn:
Phản ứng điều chế vôi trong xây dựng đi từ phơng trình phản ứng sau
CaCO
3
CaO + CO
2
12
Vôi tôi
Dựa vào đặc điểm phản ứng, mà cần lu ý những điểm sau:
-
Diện tích tiếp xúc: Đá vôi phải có kích thớc vừa phải.
-
Do phản ứng thuận nghịch nên cần có những biện pháp sau: nhiệt
độ của phản ứng khoảng 1000 - 1100
0
C.
-
Khí CO
2
sinh ra đợc quạt liên tục ra khỏi lò để cân bằng chuyển
dịch sang bên phải .
Làm bài tập này học sinh nắm vững nguyên lí chuyển dịch cân bằng
của phản ứng thuận nghịch một cách sâu sắc, mà không cần phải nhắc đi nhắc
lại nhiều lần về lí thuyết.
Trong nhiều trờng hợp dù giáo viên cố gắng trình bày tài liệu mạch lạc,
hợp logic, phát biểu định nghĩa, định luật chính xác, làm thí nghiệm đúng ph-
ơng pháp và có kết quả thì tất cả những điều đó chỉ mới là điều kiện cần chứ
cha phải là điều kiện đủ để học sinh hiểu sâu sắc và nắm vững kiến thức.
Thông qua các bài tập ở hình thức này hay hình thức khác đã tạo điều kiện cho
học sinh vận dụng linh hoạt những kiến thức đã học, để tự lực giải quyết thành
công những tình huống cụ thể khác nhau, làm cho những kiến thức đó trở nên
sâu sắc hoàn thiện hơn và biến thành vốn riêng của mình.
Trong quá trình giải quyết các tình huống cụ thể do bài tập đề ra, học
sinh phải vận dụng những thao tác t duy nh so sánh, phân tích, tổng hợp, khái
quát hoá, để tự lực tìm hiểu vấn đề, tìm ra cái cơ bản, cái chìa khoá để giải
quyết vấn đề.
Bài tập hoá học là một hình thức củng cố kiến thức, ôn tập và hệ thống
hoá kiến thức. Khi làm bài tập học sinh phải nhớ lại những kiến thức đã học,
phải đào sâu khía cạnh nào đó của kiến thức hoặc phải tổng hợp nhiều kiến
thức trong một chơng, một phần của chơng trình, và do vậy mà bài tập hoá học
còn là phơng tiện kiểm tra kiến thức và kĩ năng của học sinh.
Ví dụ 7: Sau khi học sinh đợc học xong về chơng Ni tơ - Phốt pho sẽ
có một tiết kiểm tra, đánh giá. Nh vậy khi thiết kế bài tập cho tiết học này
13
cần có những bài tập tổng hợp, để học sinh phát triển t duy sáng tạo, hệ
thống hoá kiến thức, để có thể nhớ sâu sắc và vận dụng kiến thức đó vào
thực tiễn:
Bài tập: Các muối nào sau đây đợc sử dụng làm phân bón:
NH
4
Cl, NH
4
H
2
PO
4
, (NH
4
)
2
SO
4
, (NH
4
)
2
CO
3
, (NH
4
)
2
HPO
4
,
NH
4
NO
3
, KCl, KNO
3
, K
2
SO
4,
NaNO
3
, Ca(NO
3
)
2,
AgNO
3
, CaSO
4
,
Ca(H
2
PO
4
)
2
, K
2
CO
3
, Ca
3
(PO
4
)
2
Hớng dẫn:
NH
4
Cl, NH
4
H
2
PO
4
, (NH
4
)
2
SO
4
, (NH
4
)
2
CO
3
, (NH
4
)
2
HPO
4
,
NH
4
NO
3
, KCl, KNO
3
, K
2
SO
4,
NaNO
3
, Ca(NO
3
)
2,
Ca(H
2
PO
4
)
2
,
K
2
CO
3
.
Giải đợc bài tập này, đòi hỏi học sinh cần nắm vững tính tan của các
muối, tác dụng của mỗi loại muối đối với cây trồng khi đem hoà tan.
Mặt khác ứng dụng của hoá học trong thực tiễn rất rộng rãi. Có thể nói
rằng, hoá học đã góp phần vào sự tiến hoá của con ngời.
Hoá học nuôi chúng ta bằng những nhu yếu phẩm của cuộc sống văn
minh, hoá học có mặt trong mọi lĩnh vực của con ngời: Từ bức tờng trong nhà,
đồ đạc có đệm bằng chất dẻo bọt, những chất dẻo trang trí đồ đạc, máy thu
thanh, thu hình, dây điện, ngắt điện, đèn để bàn, máy điện thoại, thảm trải sàn
nhà đến lọ mực, nớc hoa, mỹ phẩm, dợc phẩm, thực phẩm, và nhiều thứ
vật dụng khác nữa, đã đi vào cuộc sống hàng ngày của chúng ta [ 9 ]. Những
ứng dụng này chỉ có thể đợc học sinh khắc sâu, khi nó đợc đa ra dới dạng
những bài tập có nội dung liên quan với thực tiễn
Ví dụ 8: Tại sao trong kem dánh răng thờng chứa một lợng nhỏ florua?
Hớng dẫn:
Ngoài mặt răng có lớp bóng, màu trắng sữa gọi là men răng. Đó là lớp
bảo vệ chủ yếu cho răng . Thành phần chủ yếu của men là: Ca
3
(PO
4
)
2
. Tuy
men răng là tổ chức rất bền vững nhng sức chịu đựng với axit rất kém. Ion
florua có thể tác dụng với Ca
3
(PO
4
)
2
của men răng tạo thành hợp chất canxi
florua phôtphát rất ổn định, hợp chất này làm thành một lớp không tan trong
14
axit. Ngoài ra florua còn có tác dụng làm ngng tác dụng trao đổi của các vi
khuẩn, làm giảm lợng axit lac tic sinh ra trong miệng, răng sẽ bị axit ăn mòn.
Ca
3
(PO
4
)
2
+ 2 F
-
+ 2 H
+
CaF
2
. 2 Ca(HPO
4
)
Hoá học có mặt trong hơi thở của chúng ta, trong khi ta ăn uống, dùng
thuốc chữa bệnh, đốt than củi trong lò, châm lửa bếp ga, nấu cơm, xào rán
thức ăn Vì chính lúc đó chúng ta tiến hành các phản ứng hoá học, biến đổi
chất này thành chất khác. Không những chỉ có thế, mà sự có mặt của hoá học
trong các ngành công nghiệp khác nhau nh: sản xuất xi măng, sản xuất thuỷ
tinh, sản xuất đá gốm, rồi đến nông nghiệp: phân bón thuốc trừ sâu [9]. Những
kiến thức hoá học có ứng dụng trong cuộc sống sẽ đợc tái hiện và củng cố khi
nó đợc đa ra dới dạng những bài tập.
Ví dụ 9: Sự thiếu hụt canxi trong cơ thể có ảnh hởng gì đến cơ thể? Kể
tên các loại thực phẩm giàu canxi
Giải đợc bài tập này, học sinh không những thấy đợc tầm quan trọng
của nguyên tố canxi trong cơ thể mà còn biết cách ứng dụng lí thuyết vào thực
tiễn: đó là chế độ dinh dỡng để cung cấp đầy đủ canxi cho cơ thể.
Sự thiếu hụt canxi trong máu sẽ đa đến nguy cơ mô xơng bị giòn và
mỏng dần, rất dễ gãy khi té ngã. Đó là hiện tợng loãng xơng ở ngời cao tuổi.
Thực phẩm có nhiều canxi là: sữa, các chế phẩm từ sữa nh sữa chua, phô
mai ,các loại cá, hải sản nh tôm, cua, sò,ốc, hến , các loại rau quả nh tơng,
rau cải
Và một lĩnh vực không thể không nhắc tới đó là môi trờng, và nguyên
nhân gây ô nhiễm môi trờng cũng liên quan đến hoá học. Bài tập hoá học
không những cung cấp sự hiểu biết về lĩnh vực môi trờng mà còn giáo dục ý
thức trách nhiệm cho học sinh về việc bảo vệ môi trờng.
Ví dụ 10: Trong các khí sau, khí nào gây ô nhiễm môi trờng?
HCl, CO
2
, NO, NO
2
, SO
2
, NH
3
, N
2
Các trờng hợp nào sau đây có khả năng gây ô nhiễm môi trờng?
a) Nớc thải của nhà máy sản xuất bia
b) Nớc thải của nhà máy sản xuất hoá chất
15
c) Nớc thải của cơ sở rửa ảnh.
d) Tất cả các trờng hợp trên.
Ngay cả cơ thể sống chúng ta cũng liên quan đến hoá học (thành phần
nguyên tố của cơ thể sống). Ngời ta đã phát hiện sự có mặt của hơn 70 nguyên
tố hoá học trong thành phần của cơ thể thực vật. Những nguyên tố chiếm tỉ lệ
lớn là C, H, O rồi đến N, P, K, Ca, Mg, S Các nguyên tố hoá học trong cơ thể
sống tồn tại dới dạng những phức hợp hữu cơ và vô cơ, cần thiết cho sự tạo
thành và phát triển của cơ thể. Mỗi hình thái của sự sống đều bao hàm vô vàn
các quá trình hoá học. Bởi vậy, cần phải có kiến thức về các qui luật hoá học
mới hiểu đợc nền tảng của các hoạt động sống, đó chính là các quá trình hoá
học.
Từ các nguyên liệu thực vật, động vật và khoáng vật, hoá học đã và
đang tạo nên ngày càng nhiều những chất có tính chất kì diệu phục vụ đời
sống con ngời. Tuy nhiên, hoá học không đơn giản chỉ sao chép hoặc bắt chớc
tự nhiên, mà nó vợt cả thiên nhiên theo nhiều cách khác nhau. Hàng vạn chất
không có trong tự nhiên, đã và đang tạo ra bằng con đờng hoá học, có những
tính chất rất quan trọng và rất ích lợi, phục vụ đắc lực cho cuộc sống và các
hoạt động con ngời [9]. Đó là sản phẩm hoá học nh hợp kim, cao su, phẩm
nhuộm, chất dẻo, dợc phẩm, phân bón, vải sợi, mỹ phẩm v.v
1.3. Thực trạng sử dụng bài tập hoá học có nội dung liên quan đến thực
tiễn trong dạy học ở trờng trung học phổ thông
1.3.1 . Mục đích điều tra:
-
Tìm hiểu thực trạng dạy và học hoá học ở trờng trung học phổ thông.
-
Tìm hiểu hứng thú của học sinh với bộ môn hoá học
-
Cách sử dụng bài tập hoá học có nội dung liên quan đến thực tiễn
1.3.2. Nội dung điều tra:
-
Điều tra hứng thú của học sinh về học hoá học ở trờng trung học phổ
thông.
16
-
Điều tra chất lợng dạy và học hoá học ở trờng trung học phổ thông.
-
Điều tra về việc sử dụng các bài tập hoá học có nội dung liên quan
đến thực tiễn ở trờng trung học phổ thông.
1.3.3. Đối tợng điều tra:
-
Các giáo viên trực tiếp giảng dạy bộ môn hoá học ở một số trờng
THPT thuộc địa bàn tỉnh Ngh
An
.
-
Học sinh THPT ở một số trờng thuộc địa bàn tỉnh Ngh
An
.
-
Các cán bộ quản lí các trờng, sở giáo dục và đào tạo tỉnh Ngh
An
.
1.3.4. Phơng pháp điều tra:
-
Gặp gỡ trực tiếp giáo viên và học sinh một số trờng trung học phổ thông.
-
Gửi và thu phiếu điều tra cho giáo viên, học sinh và các cán bộ quản lí.
-
Tìm hiểu trực tiếp cơ sở vật chất phục vụ giảng dạy hoá học.
1.3.5. Kết quả điều tra:
Trong thời gian từ tháng 9 đến tháng 12 năm 2011, chúng tôi đã:
-
Dự giờ của một số giáo viên dạy hoá ở các trờng trung học phổ thông
trên địa bàn tỉnh Ngh
An
.
-
Gửi phiếu điều tra tới giáo viên dạy bộ môn hoá và học sinh trung
học phổ thông trên địa bàn tỉnh Ngh
An
, đó là các trờng: THPT C
a Lũ
thuộc TX C
Lũ
, THPT C
a Lũ 2
, THPT Nghi
lc I thuc huyn Nghi Lc,
tnh Ngh an
.
Chúng tôi điều tra học sinh trung học phổ thông bằng hai loại phiếu, tr-
ớc và sau khi tiến hành thực nghiệm. Kết quả đợc tổng hợp nh sau:
1.3.5.1. Trớc khi thực nghiệm
17
ThÝch häc m«n ho¸: (76/ 80)
LÝ do thÝch häc m«n ho¸: V× ho¸ häc g¾n liÒn víi thùc tiÔn (64/ 80)
ThÝch häc ho¸ häc cã bµi tËp cã néi dung liªn quan ®Õn thùc tiÔn: (78/80)
1.3.5.2. Sau khi thùc nghiÖm
18
Bảng 1: Kết quả điều tra tần suất sử dụng bài tập hoá học có nội dung liên
quan đến thực tiễn đối với giáo viên trung học phổ thông
Thờng xuyên Thỉnh thoảng ít khi không bao giờ
Kết quả
0/ 20
10/ 20 8/20 2/20
Phần trăm 0% 50% 40% 10%
Bảng 2: Kết quả sử dụng loại bài tập có nội dung liên quan đến thực tiễn
Sản xuất
CN và NN
Môi trờng
Sức khoẻ
con ngời
Trong cuộc
sống hằng
ngày
Du lịch,
quốc phòng
Kết quả 10/ 20 5/ 20 3/ 20 1/ 20 1/ 20
Phần trăm 50% 25% 15% 5% 5%
Bảng 3: Kết quả điều tra việc sử dụng bài tập có nội dung liên quan đến thực
tiễn đối với giáo viên THPT
Nghiên cứu bài
mới
Ôn tập, luyện
tập
Thực hành
Kiểm tra, đánh
giá
Kết quả
5/20 4/20 9/20 2/20
Phần trăm
25% 20% 45% 10%
Bảng 4: Kết quả về ý kiến sử dụng bài tập hoá học có nội dung liên quan đến
thực tiễn đối với giáo viên THPT
Cần thiết Không cần thiết
ý
kiến khác
Kết quả 20/20
0 0
Phần trăm
100% 0 0
Bảng 5: Kết quả điều tra về hứng thú khi làm bài tập có nội dung liên quan
đến thực tiễn
19
Thích Không thích
Kết quả 98/100
2/100
Phần trăm
98% 2%
Bảng 6: Kết quả điều tra về loại bài tập có nội dung liên quan đến thực tiễn,
học sinh thích làm
Sản xuất CN
và NN
Môi trờng
Sức khoẻ con
ngời
Trong cuộc
sống
Du lịch, quốc
phòng
Kết quả 30/100 15/100 16/100 17/100 14/100
Phần trăm 30% 15% 16% 17% 14%
Bảng 7: Kết quả điều tra về ý kiến học sinh việc sử dụng bài tập hoá học có
nội dung liên quan đến thực tiễn
Nghiên cứu bài
mới
Ôn tập, luyện
tập
Thực hành
Kiểm tra, đánh
giá
Kết quả
24/100 15/100 52/100 9/100
Phần trăm
24% 15% 52% 9%
Bảng 8: Kết quả điều tra ý kiến học sinh về sự cần thiết của bài tập hoá học
có nội dung liên quan đến thực tiễn
Cần thiết Không cần thiết ý kiến khác
Kết quả 100/100 0/100 0/100
Phần trăm 100% 0% 0%
20
1.3.6. Đánh giá kết quả điều tra
Qua số liệu ở các bảng thu đợc, chúng tôi nhận thấy:
-
Đối với giáo viên, việc sử dụng bài tập Hoá học có nội dung liên
quan đến thực tiễn còn hạn chế. Nếu có sử dụng cũng chỉ ở mức độ khiêm tốn.
-
Hầu hết các ý kiến của giáo viên và học sinh cho rằng cần thiết phải
có bài tập Hoá Học có nội dung liên quan đến thực tiễn trong khi giảng dạy
hoá học ở trờng trung học phổ thông.
-
Hầu hết các học sinh đều hứng thú với những bài tập có nội dung liên
quan đến thực tiễn. Nhất là những bài tập có nội dung liên quan đến sản xuất
công nghiệp và nông nghiệp.
21
Chơng 2
Thiết kế và Sử dụng các bài tập hoá học có nội dung
liên quan đến thực tiễn
2.1. Cơ sở và nguyên tắc thiết kế
Dựa vào mục đích, nội dung và phơng pháp dạy học hoá học, cơ sở tâm
lí học sinh, nội dung chơng trình hoá học phổ thông và đặc điểm của bộ môn
hoá học có thể thiết kế các bài tập hoá học có nội dung liên quan đến thực tiễn
dựa vào các nguyên tắc sau:
-
Cơ sở lí thuyết: Trên cơ sở các định luật, khái niệm, học thuyết, các
nguyên lí, mệnh đề, Các kiến thức cần truyền thụ, rèn luyện, kiểm tra đánh
giá mà ta phải thiết kế các bài tập phù hợp.
-
Cơ sở thực tiễn: Dựa vào các ứng dụng, các quá trình sản xuất, đời
sống lao động sản xuất, các hiện tợng về thiên nhiên
-
Nh các bài tập hoá học khác, nếu nắm vững đợc sự phân loại các kiểu
điển hình và các quy luật biến hoá của bài toán, giáo viên có thể biên soạn
những bài tập mới bằng cách vận dụng các quy luật biến hoá. Xuất phát từ
những bài tập mẫu sơ đẳng điển hình, nội dung bài tập có thể biến đổi thành
những dạng khác nhau. Có thể theo sáu cách sau:
1. Nghịch đảo giữa điều kiện (cho) và yêu cầu (tìm)
2. Phức tạp hoá điều kiện
3. Phức tạp hoá yêu cầu
4. Ghép nội dung nhiều bài toán lại với nhau
5. Phức tạp hoá cả điều kiện lẫn yêu cầu.
6. Biến đổi bài tập tự luận sang bài tập trắc nghiệm khách quan và ngợc
lại.
Nguyên tắc trên giúp ta nắm đợc cơ chế biến hoá nội dung bài tập theo
những hớng có mức độ phức tạp, khó khăn khác nhau phù hợp với từng mục
đích dạy học.
22
-
Thiết kế những bài tập hoá học có nội dung liên quan đến thực tiễn,
nhng không quá xa rời nội dung chơng trình hoá học
-
Bài tập hoá học có tính chất tổng hợp kiến thức, phát triển t duy sáng
tạo và gây hứng thú ham hiểu biết, tìm tòi sáng tạo của học sinh.
2.2. Thiết kế một số loại bài tập hoá học có nội dung liên quan đến thực
tiễn.
Các nội dung hoá học liên quan đến thực tiễn trong cuộc sống và sản xuất
- Húa hc vi cỏc cht gõy ng c thc phm
- Hoá học với ngành sản xuất công nghiệp, nông nghiệp
-
Hoá học với sức khoẻ con ngời
-
Hoá học với môi trờng
-
Hoá học với ứng dụng trong cuộc sống hàng ngày.
-
Hoá học với du lịch, quốc phòng.
2.2.1. Bi tp cú kin thc v cỏc cht gõy ng c thc phm
Bi tp 1: 3- MCPD l cht gõy ung th cú trong mt s loi nc tng, tờn hoỏ
hc 3-mụnụcloro propan 1, 2 iol. CTCT ca 3-MCPD l:
A. CH
2
OH-CHCl-CH
2
OH B. CH
2
OH-CHOH-CH
2
Cl
C. CH
2
Cl-CHOH-CH
2
Cl D. CH
2
OH-CHCl-CH
2
Cl
Hng dn: T tờn gi, hc sinh s chn ỏp ỏn ỳng l B
Thụng qua bi tp ny hc sinh cú th bit c cụng thc hoỏ hc ca 3-MCPD v
trong mt s loi nc tng cú cht 3-MCPD gõy ung th t ú bit cỏch la chn nhng
loi nc tng an ton cho sc khe.
Bi tp 2: Lỏ ca cõy thuc lỏ cú cha mt loi amin rt c vi c th l:
A. Cụcain B. Hờroin C. Nicụtin D. Anilin
Hng dn: Qua bi amin, hc sinh s tr li c ú l Nicụtin.
Thụng qua bi tp ny hc sinh bit c trong thuc lỏ cú cha mt amin rt c
hi vi c th. Giỏo dc ý thc khụng hỳt thuc lỏ.
Bi tp 3: Thuc dit chut l hoỏ cht c hi, gõy t vong nu ri vo thc
phm.Thnh phn thuc dit chut cú cha:
23
A. Ba
3
P
2
B.ZnSO
4
C. PH
3
D. Zn
3
P
2
Hướng dẫn: Qua bài phốt pho học sinh trả lời được đó là Zn
3
P
2
Thông qua bài tập này học sinh thấy được thuốc chuột là hoá chất rất độc hại với
sức khỏe con người từ đó có ý thức sử dụng thuốc bẫy chuột một cách hợp lí tránh rơi vãi
vào thực phẩm gây ngộ độc.
Bài tập 4: Một chất có mùi khó chịu, độc hại đối với người và động vật, nồng độ
cao làm lá cây trắng bạch, làm đốm lá và hoa, làm giảm rễ cây, làm cây thấp đi, quả bị
thâm tím, giảm tỷ lệ hạt giống nảy mầm và có thể gây ngộ độc thực phẩm. Công thức hóa
học của chất này là:
A. H
2
S B. Cl
2
C. NH
3
D. NO
2
Giải: Đáp án: Phương án C.
Bài tập 5: Khi nhiệt phân các muối: Hg(NO
3
)
2
, NaNO
3
, Fe(NO
3
)
3
, Ba(NO
3
)
2
muối
tạo thành sản phẩm không tốt đối với môi trường và sức khỏe con người đó là:
A. Hg (NO
3
)
2
, NaNO
3
, Fe (NO
3
)
3
.
B. Hg (NO
3
)
2
,
Fe (NO
3
)
3
.
C. Hg (NO
3
)
2
, Fe (NO
3
)
3
, Ba (NO
3
)
2
.
D. Hg (NO
3
)
2
, NaNO
3
, Fe (NO
3
)
3
Giải:
2NaNO
3
→
0
t
2NaNO
2
+ O
2
↑
Ba (NO
3
)
2
→
0
t
BaO + 2NO
2
↑
+ O
2
↑
4Fe (NO
3
)
3
→
0
t
2Fe
2
O
3
+ 12NO
2
↑ + 3O
2
↑
Hg (NO
3
)
2
→
0
t
Hg + 2NO
2
↑ + O
2
↑
Đối với dạng toán nhiệt phân muối nitrat học sinh phải nắm chắc các loại phản ứng
nhiệt phân, Ba (NO
3
)
2
là trường hợp đặc biệt khi nhiệt phân cho ra sản phẩm BaO, NO
2
và O
2
. Học sinh có thể loại bỏ các phương án và chọn B nếu không chú ý đến trường hợp
đặc biệt này
⇒
Lựa chọn đúng: C.
Bài tập 6: Photpho đỏ được lựa chọn để sản xuất diêm an toàn thay cho photpho
trắng vì lý do nào sau đây?
A. Photpho đỏ không độc hại đối với con người.
B. Photpho đỏ không dễ gây hỏa hoạn như photpho trắng.
C. Photpho trắng là hóa chất độc hại.
D. Cả A, B, C.
Hướng dẫn:
24
+ Photpho trắng dễ bốc cháy. Photpho trắng rất độc, gây bỏng khi rơi vào da.
+ Photpho đỏ không độc hại.
⇒
Đáp án D.
Bài tập7: Những phản ứng sau đây của phopho với các chất tạo ra chất không tốt
đối với môi trường và con người.
A. P + H
2
SO
4
đặc B. P + HNO
3
đặc
C. Ca
3
P
2
+ 6H
2
O D. Cả A, B, C.
Hướng dẫn: P + H
2
SO
4
đặc sinh ra SO
2
có mùi xốc, khó chịu. P + HNO
3
đặc sinh
ra NO
2
màu nâu, độc. Ca
3
P
2
+ 6H
2
O sinh ra PH
3
không màu có mùi trứng thối, độc.
⇒
Đáp án: Phương án D.
Bài tập 8: Nồng độ tối đa cho phép của PO
4
3-
theo tiêu chuẩn nước ăn uống của tổ
chức sức khỏe thế giới là 0, 4 mg/l. Để đánh giá sự nhiễm bẩn của nước máy sinh hoạt ở
một thành phố người ta lấy 2 lít nước đó cho tác dụng với dung dịch AgNO
3
dư thì thấy tạo
2, 646.10
-3
(g) kết tủa. Xác định nồng độ PO
4
3-
trong nước máy và xem xét có vượt quá giới
hạn cho phép không?
A. 0, 6 mg/l, vượt quá giới hạn cho phép.
B. 0, 3 mg/l, nằm trong giới hạn cho phép.
C. 0, 2 mg/l, nằm trong giới hạn cho phép.
D. Tất cả đều sai.
Hướng dẫn: Phương trình phản ứng:
3Ag
+
+ PO
4
3-
→
Ag
3
PO
4
↓
⇒
n
Ag
3
PO
4
=
2,464
419
.10
-3
= 6, 315.10
-6
(mol)
⇒
n
PO
3
4
−
= 6, 315.10
-6
(mol)
⇒
m
PO
3
4
−
= 0, 6.10
-3
(g) = 0, 6 (mg)
⇒
C
PO
3
4
−
=
0,6
2
= 0, 3 (mg/l)
⇒
Đáp án: Phương án B.
Bài tập 9: Trong nước, amoniac và ion amoni được các vi khuẩn oxi hoá thành
nitrat, làm giảm oxi hoà tan trong nước. Viết phương trình biểu diễn các quá trình đó.
Hướng dẫn:
2NH
4
+
+ 3 O
2
→
vk
2NO
2
-
+ 4H
+
+ 2H
2
O
2NH
3
+ 3O
2
→
vk
2NO
2
-
+ 2H
+
+ 2H
2
O
2NO
2
-
+ O
2
→
vk
2NO
3
-
25
Bài tập 10: Amoni được coi là độc tố đối với cá ở nồng độ rất nhỏ 0,01 mg/l, từ 0,2
- 0,5 mg/l đã gây độc cấp tính. Amoni là một hợp phần thường thấy của các loại thuốc tẩy
rửa kính, nồng độ của nó thường khá cao. Đối với các mẫu amoni loãng, có thể xác định
hàm lượng amoniac trong thuốc tẩy kính bằng cách chuẩn độ amoniac - một bazơ yếu bằng
axit mạnh.
Lấy một mẫu nước (100ml) chuẩn độ bằng dung dịch HCl 0,02M với chỉ thị
bromcresol lục, mỗi lần 20 ml, kết quả trung bình cho ta V
(HCl)
= 42,11 ml.
Tính hàm lượng của amoniac trong thuốc tẩy kính. Xác định xem nước đó có thể
dùng trong sinh hoạt được không? Biết tiêu chuẩn cho phép của NH
3
trong nước là
0,5mg/l.
Hướng dẫn: Phương trình chuẩn độ: NH
3
+ HCl
→
NH
4
Cl.
Ta có phương trình: 0,02.C
NH3
= 0,04211.0,02
⇒
C
NH3
= 0,04211 M
⇒
Hàm lượng của NH
3
trong nước là:
0,04211.17,03061 = 0,71715 (g/l) = 717,15 (mg/l) >> 0,5 mg/l.
Nước bị ô nhiễm amoniac quá mức cho phép, không dùng được trong sinh hoạt
Bài tập 11: Trong khói thuốc lá có 0, 5 đến 1% CO, chất gây ô nhiễm môi trường,
gây tác hại cho sức khỏe. Phương pháp nào sau đây dùng chứng minh điều đó?
A. Cho khói thuốc qua CuO, t
0
.
B. Cho khói thuốc qua dung dịch PdCl
2
.
C. Cho khói thuốc qua MnO
2
, rồi cho sản phẩm qua nước vôi trong.
D. Cho khói thuốc lá qua I
2
O
5
.
Hướng dẫn: Phương án B.
Cho CO qua dung dịch PdCl
2
làm đổi màu dung dịch sang đỏ thẫm do những hạt
rất nhỏ của Pd tách ra trong dung dịch.
Phương trình phản ứng: CO + PdCl
2
+ H
2
O
→
Pd + 2HCl + CO
2
↑
Bài tập 12: Khi bón phân hoá học cho đất, loại nào sau đây không ảnh hưởng đến
pH của đất?
A. NH
4
NO
3
B. (NH
2
)
2
CO C. NH
4
Cl D. Cả A, B, C.
Phân tích:
NH
4
NO
3
2
H O
→
NH
4
+
+ NO
3
−
NH
4
+
+ H
2
O ⇋ NH
3
+ H
3
O
+
⇒ pH < 7