Hình thành và phát triển khái niệm phản ứng hóa học khi dạy một số nội dung chương trình hóa học lớp 8

1 Mục lục LỜI CẢM ƠN .............................................................................................................................3 QUI ƯỚC VIẾT TẮC .................................................................................................................4 PHẦN 1: MỞ ðẦU....................................................................................................................5 1) Lí do chọn ñề tài:...................................................................................................................5 2) Mục ñích ñề tài:.....................................................................................................................6 3) Nhiệm vụ của ñề tài:..............................................................................................................6 4) Phương pháp nghiên cứu:.....................................................................................................7 5) Khách thể và ñối tượng nghiên cứu......................................................................................7 PHẦN 2: NỘI DUNG ................................................................................................................8 CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN ................................................................................................8 1.1. Cơ sở lí luận của sự hình thành và phát triển khái niệm phản úng hóa học ở trường THCS..........................................................................................................................................8 1.1.1 Tầm quan trọng của việc hình thành khái niệm phản ứng trong dạy học hóa học. .........................................................................................................................................8 1.1.2 Quá trình hình thành các khái niệm cơ bản về hóa học.............................................. 10 1.1.3 Nội dung nghiên cứu của việc hình thành khái niệm ................................................ 11 1.2 Cơ sở lí thuyết việc hình thành và phát triển các khái niệm cơ bản ở chương trình THCS........................................................................................................................................ 12 1.2.1 Các khái niệm cơ bản mở ñầu về hóa học ................................................................... 12 1.2.1.1 Thế nào là khái niệm cơ bản................................................................................. 12 1.2.1.2 Những kiến thức cơ bản nhất về hóa học ............................................................. 13 1.2.2 Một số quan ñiểm về việc ñịnh nghĩa các khái niệm cơ bản của hóa học.................... 14 1.2.3 Hệ thống các khái niệm cơ bản về phản ứng hóa học ñược dạy và học ở chương trình THCS ........................................................................................................................... 17 1.2.3.1. ðịnh nghĩa phản ứng hóa học: ............................................................................ 18 1.2.3.2. Phân loại phản ứng hóa học. ............................................................................... 18 1.2.3.3. Bản chất của phản ứng hóa học .......................................................................... 18 1.2.3.4. Khi nào phản ứng hóa học xảy ra?...................................................................... 19 I.2.3.5. Hiệu ứng nhiệt của phản ứng hóa học................................................................. 21 1.2.3.6 Tốc ñộ phản ứng hóa học...................................................................................... 21 1.2.3.7 Xúc tác .................................................................................................................. 22 1.3 Cấu trúc chương trình THCS ........................................................................................... 28 CHƯƠNG 2: HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN KHÁI NIỆM PHẢN ỨNG HÓA HỌC TRONG CHƯƠNG TRÌNH HÓA HỌC SGK LỚP 8.................................................. 29 2.1 Những ñiều kiện quan trọng ñể hình thành cho học sinh hệ thống các khái niệm về phản ứng hóa học. ................................................................................................................... 29 2.2 Phân tích sự hình thành và phát triển khái niệm phản ứng hóa học............................... 32 2.2.1 Thông qua chương I: “ Chất-Nguyên Tử-Phân Tử” nghiên cứu bản chất của phản ứng hóa học dưới ánh sáng của thuyết nguyên tử - phân tử..................................... 32 2.2.2 Phân biệt hiên tượng vật lí, hiện tượng hóa học. Hình thành khái niệm phản ứng hóa học (bài 12, 13)....................................................................................................... 34 2.2.2.1 Nghiên cứu về sự biến ñổi của chất ..................................................................... 34 2.2.2.2 Hình thành khái niệm phản ứng hóa học. ........................................................... 37 2.2.3 Học sinh làm quen các quy luật ñịnh lượng của phản ứng hóa học.......................... 38 PDF Created with deskPDF PDF Writer - Trial :: 2 2.2.4 Phát triển khái niệm về phản ưng hóa học khi học “ Tính theo công thức và phương trình hóa học” ........................................................................................................ 41 2.2.5 Hình thành khái niệm phân loại phản ứng hóa học, ñồng thời bước ñầu củng cố và phát triển các khái niệm ñã nêu trên của phản ứng hóa học thông qua việc nghiên cứu các phản ứng cụ thể.......................................................................................... 42 2.6 Tiếp tục củng cố và phát triển khái niệm phản ứng hóa học khi nghiên cứu các hợp chất vô cơ quan trọng, các ñơn chất (kim loại và phi kim) và các hợp chất hữu cơ tiêu biểu.................................................................................................................................... 47 2.6.1 Khái niệm tốc ñộ phản ứng ........................................................................................ 47 2.6.2. Khái niệm phân loại phản ứng .................................................................................. 48 CHƯƠNG 3: MỘT SỐ KẾT QUẢ BƯỚC ðẦU CỦA ðÈ TÀI ............................................ 51 3.1 Thực trạng nắm vững khái niệm phản ứng hóa học của học sinh ở trường THCS chúng tôi ñã tiến hành ñiều tra ở khối lớp 8 ở các trường THCS: Nguyễn Thị Lựu, Tràm Chim, Trường THCS Phạm Hữu Lầu. ........................................................................ 51 3.1.1 Mục ñích...................................................................................................................... 51 3.1.2 Tiến hành .................................................................................................................... 51 3.1.3 Kết quả ........................................................................................................................ 51 3.1.4 Nhận xét, nguyên nhân và giải pháp .......................................................................... 52 3.1.4.1. Nhận xét............................................................................................................... 52 3.1.4.2. Nguyên nhân và giải pháp.................................................................................. 53 3.1.4.3 Giải pháp. ............................................................................................................. 54 3.2 Thiết kế một số giáo án dạy về các phản ứng hóa học ở SGK lớp 8. ............................... 55 Phần 3: KẾT LUẬN VÀ ðỀ XUẤT ....................................................................................... 60 1. Kết luận chung..................................................................................................................... 60 2. ðề xuất và kiến nghị ............................................................................................................ 60 PDF Created with deskPDF PDF Writer - Trial :: 3 LỜI CẢM ƠN Sau một thời gian nghiên cứu và thực hiện ñề tài, khóa luận của em ñã hoàn tất. Có ñược kết quả của ngày hôm nay chính là nhờ công lao của toàn thể thầy cô khoa Hóa trường ðHðT ñã dạy dỗ em trong suốt khóa học, truyền cho em những kiến thức quí báu làm nền tảng ñể em thực hiện tốt khóa luận của mình.với lòng biết ơn sâu sắc em xin ñược gửi ñến:
Thầy Trần Quốc Trị là người ñã tận tình hướng dẫn, ñưa ra những ý kiến quí báu và nhiệt tình giúp ñỡ em trong suốt uqa trình thực hiện luận văn.
Các thầy cô tổ Hóa trường THCS Nguyễn Thị Lựu ñã nhiệt tình giúp ñỡ em hoàn tất việc ñiều tra thực nghiệm ñồng thời ñã cho những ý kiến quí báu về ñề tài.
Ngoài ra em còn nhận ñược sự ñộng viên hỗ trợ rất lớn từ phía gia ñình, bạn bè và người thân. Xin cảm ơn tất cả mọi người.
Cuối cùng, lời cảm ơn xin ñược gởi ñến các bạn sinh viên trong lớp ủng hộ và nhiệt tình giúp ñỡ tôi trong quá trình tìm tài liệu và thực nghiệm sư phạm. ðây là lần ñầu tiên em trực tiếp nghiên cứu một ñề tài khoa học nên tất cả ñều hết sức mới mẻ. Với lượng kiến thức hạn hẹp, kinh nghiệm chưa có nhiều, thời gian lại có hạn nên khóa luận này không thể tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong nhận ñược sự chỉ bảo và góp ý chân tình của thầy cô và các bạn ñồng nghiệp. Cao Lãnh, ngày 13 tháng 4 năm 2009 Sinh viên thực hiện ðặng Thị Nhựt Thanh PDF Created with deskPDF PDF Writer - Trial :: 4 QUI ƯỚC VIẾT TẮT THCS: Trung Học Cở Sở THPT: Trung Học Phổ Thông HS: Học Sinh GV: Giáo viên TG: Thời Gian PDF Created with deskPDF PDF Writer - Trial :: 5 PHẦN 1: MỞ ðẦU 1) Lí do chọn ñề tài: Hóa học là một môn khoa học nghiên cứu các chất và sự biến hóa của chúng nhưng hóa học chỉ ñược coi là một môn khoa học chính thức từ khi có mục ñích yêu cầu xác ñịnh và có ñối tượng riêng. Tính chất ñộc lập của hóa học chỉ mới thể hiện vào giữa thế kỉ 17 mà thôi. Hóa học nằm trong số các khoa học trẻ nhất so với thiên văn học, toán học, vật lí học, … trong khi cac khoa học kia do mục ñích yêu cầu ñược xác ñịnh sớm, phát triển theo hướng ổn ñịnh và thuận lợi, thì hóa học không có ñược may mắn ñó. Các hoạt ñộng hóa học trong giai ñoạn ñầu tiên qua cả ngàn năm ñược tiến hành không mục ñích yêu cầu rõ rệt mà còn bị lợi dụng ñẻ phục vụ những mục ñích tôn giáo và chính trị. Cho mãi ñến thế kỉ 17 hóa học thực sự vươn lên thành một khoa học ñộc lập. Sự hình thành hóa học bắt ñầu từ thời ñiểm nào? ðể phát triển hóa học thành một môn khoa học ñộc lập thì ñã trãi qua bao nhiêu giai ñoạn? Sự trình bày như thế nào cho hợp lí qua các thời gian dài ngắn khác nhau. Chúng ta không thể nghiên cứu hóa học như một ñối tượng cô lập mà phải xét trong bối cảnh lịch sử có các hoạt ñộng xã hội khác nhau như về chính trị, kinh tế, văn hóa, … Sự phát triển của hóa học ngày càng phức tạp vì hóa học ñã có ñầy ñủ cơ sở hiện ñại về cả lí luận và thực nghiệm chặt chẽ, cả hai kết hợp dần dần tự phân hóa thành một số ngành cơ bản rồi chuyên ngành ñi sâu rồi ra ñời với số lượng và chất lượng ngày càng tăng nhanh. Như vậy nổi lên vấn ñề quan trọng là sự lựa chọn và trình bày các thông tin như thế nào nhằm bảo ñảm sự tiếp thu và nhớ dễ dàng. Các nhà khoa học lấy nguyên tử làm trung tâm và chọn các vấn ñề chủ yếu có liên quan ñến nguyên tử (ví dụ electron, hạt nhân nguyên tử …) rồi chi tiết hóa từng vấn ñề ñó tùy theo mức ñộ phát triển của khoa học trong từng thời kì (ví dụ thành phần hạt nhân nguyên tử, vỏ electron của nguyên tử, …) Như lời phát biểu của viện sỉ PI Van ðen: “Nếu không hiểu ñược quá khứ, chúng ta sẽ không hiểu ñược hiện tại, và chỉ khi ñã hiểu tường tận quá khứ và hiện tại, chúng ta mới có thể dự ñoán ñược tương lai”. PDF Created with deskPDF PDF Writer - Trial :: 6 Nắm vững sự hình thành và phát triển của ngành hóa học là ñã gián tiếp nắm ñược sâu sắc sự hình thành và phát triển một số khái niệm cơ bản trong hóa học ñó cũng là nền tảng là “bàn ñạp” là bước tiến cho việc học hóa học một cách dễ dàng. Trong chương trình trung học cơ sở khi học sinh mới ñược làm quen với hóa học thì việc học sinh ñược trực tiếp tri giác các chất, quan sát hoặc tự làm các thí nghiệm ñơn giản là cách tốt nhất ñể hình thành nên các khái niệm trừu tượng về hóa học. Khi học lên các lớp trên, mức ñộ tích lũy kiến thức ñã nhiều thì học sinh sẽ học hóa học trên cơ sở kết hợp tri giác thực nghiệm với tư duy khái niệm. Các học thuyết hóa học ñều xây dựng trên cơ sở cấu tạo nguyên tử, phân tử, cụ thể là phản ứng hóa học. Cho nên việc hình thành và phát triển các khái niệm cơ bản, cụ thể là khái niệm phản ứng hóa học ñồng thời nắm vững các khái niệm ñó ở chương trình trung học cơ sở sẽ là ñà phát triển giúp học sinh phát triển năng lực nhận thức, khả năng tư duy logic, khả năng giải thích các hiện tượng một cách khoa học. Với những lí do cơ bản như trên nên em ñã nghiên cứu ñề tài: “HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN KHÁI NIỆM PHẢN ỨNG HÓA HỌC KHI DẠY MỘT SỐ NỘI DUNG CHƯƠNG TRÌNH HÓA HỌC LỚP 8 2) Mục ñích ñề tài: Hình thành và phát triển khái niệm phản ứng hóa học ở chương trình THCS khi dạy học một số nội dung chương trình hóa học lớp 8. 3) Nhiệm vụ của ñề tài: - Tìm hiểu cấu trúc chương trình THCS, nghiên cứu quá trình hình thành và phát triển khái niệm phản ứng hóa học. - Tìm hiểu thực trạng của việc dạy học khái niệm phản ứng hóa học ở vài trường THCS. - ðóng góp một số ý kiến ñể cùng nhau tìm ra những phương pháp dạy học thích hợp nhất kích thích sự hăng say, tính tích cực học Hóa Học của học sinh lớp 8 bước ñầu tiếp xúc với hóa học cũng như bước ñầu học qua những khái niệm cơ bản nhưng rất trừu tượng về hóa - Tìm hiểu một số giáo án giảng dạy ở trường THCS. PDF Created with deskPDF PDF Writer - Trial :: 7 - Thực tập giảng dạy một số giáo án ñể thấy ñược việc hình thành và phát triển khái niệm phản ứng hóa học ở trường THCS. - Nhận xét và rút ra kết luận chung. 4) Phương pháp nghiên cứu: - Nghiên cứu lí luận - Nghiên cứu thực tiễn:ñiều tra, phỏng vấn … - Thống kê toán học - Thực tập giảng dạy một số giáo án ở trường THCS - Trao ñổi với những giáo viên có kinh nghiệm trong giảng dạy hóa học ở trường THCS. 5) Khách thể và ñối tượng nghiên cứu. - Khách thể nghiên cứu: quá trình dạy và học hóa học ở truờng THCS. - ðối tượng nghiên cứu: Sự hình thành và phát triển một số khái niệm cơ bản về hóa học ở trường THCS. PDF Created with deskPDF PDF Writer - Trial :: 8 PHẦN 2: NỘI DUNG CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN 1.1. Cơ sở lí luận của sự hình thành và phát triển khái niệm phản úng hóa học ở trường THCS. 1.1.1 Tầm quan trọng của việc hình thành khái niệm phản ứng trong dạy học hóa học [2], [9] Khái niệm là hình thức tư duy của con người, phản ánh sự vận ñộng, biến ñổi và phát triển của thực tế khách quan. Hình thành khái niệm là một trong những vấn ñề trung tâm của lí luận dạy học bộ môn. Nó có tầm quan trọng rất lớn không những về mặt trí dục, mà cả về mặt ñức dục nữa. Muốn nâng cao chất lượng dạy và học thì không thể không nâng cao chất lượng của việc hình thành cho học sinh những khái niệm cơ bản cụ thể là phản ứng hóa học. Trong quá trình khái quát hóa những kiến thức về chất riêng biệt và về những biến hóa của chúng, những khái niệm cơ bản là ñiểm tựa cho việc tiếp tục nghiên cứu các nguyên tố và các hợp chất hóa học. Lúc ñó, những khái niệm cơ bản dần dần ñược cụ thể hóa thêm, ñào sâu thêm và ngày càng phản ánh ñúng ñắn và ñầy ñủ hơn các mặt phức tạp của thực tế. Trong một công trình thực nghiệm về tâm lí học sư phạm, người ta cho một số học sinh lớp 4 quan sát sự phân tích của thủy ngân oxit và oxi. Sau khi quan sát hiện tượng, các em rất ngạc nhiên và hoàn toàn không thể nói ñược gì về thành phần của chất. ðiều ấy là dĩ nhiên vì ở lớp 4 các em chưa hề nghiên cứu hiện tượng này, trong ý thức chưa ñược hình thành những khái niệm hóa học cần thiết và ñủ ñể có thể hiểu ñược hiện tượng. Do ñó khi người ta hỏi về hiện tượng các em buộc phải dùng ñến những khái niệm không phù hợp, không ñúng ñể giải thích hiện tượng, như cho biến hóa nói trên là “trò ảo thuật”, gọi giọt thủy ngân bám ở thành bình là “giọt bạc”… Cũng nghiên cứu tương tự với một số học sinh ở lớp trên, người ta thấy rằng học sinh lớp 5 (chưa học hóa), khi xem tác dụng của kim loại ñồng với axit nitric thì cho ñó chỉ là một hiện tượng “bốc khói ” mà thôi. Học sinh lớp 6 khi xem thí nghiệm giữa dung dịch axit sunfuric với bari clorua hay chì axetat với kali iotua thì tỏ ra rất PDF Created with deskPDF PDF Writer - Trial :: 9 thích thú. Nhưng họ không hề nghĩ rằng ñó là những phản ứng hóa học. Các em cho rằng “ ñó là trò ảo thuật thú vị”, “ñấy là sữa”, “ñấy là vàng”. Ảo thuật, sữa, vàng là những khái niệm ñã ñược hình thành trong ñầu óc của em học sinh lớp 6, những khái niệm về phản ứng hóa học thì chưa hề có. Do ñó họ xếp loại các hiện tượng trên vào khái niệm “ảo thuật, “sữa”, hay “vàng” chứ không xếp vào khái niệm “phản ứng hóa học”. Khi học sinh lớp 6 xem tác dụng của axit sunfuric với kẽm, các em cho là hiện tượng ñặc biệt, mà không cần ñun nóng. Khái niệm “sôi” ñã có trong ý thức của các em và ñược ñem vận dụng gượng ép và sai lầm ñể giải thích trường hợp này. Nhưng nếu ta lấy muối ăn hòa tan vào nước, rồi hỏi học sinh lớp 6 xem ñó là hiện tượng gì, tất nhiên các em trả lời ñược trôi chảy rằng ñó là sự hòa tan. Trong cuộc sống hằng ngày, và thông qua các môn học khác, ngay cả từ lớp dưới, khái niệm “hòa tan”ñã ñược hình thành ở học sinh lớp 6 và trong trường hợp này họ vận dụng ñúng ñắn khái niệm ñó. ðối với học sinh lớp 8, sau khi học sinh ñã tiếp thu những khái niệm cơ bản như nguyên tử, ngyên tố hóa học, phản ứng hóa học, phản ứng ôxi hóa - khử, v.v… những hiện tượng nói trên sẽ trở nên rất dễ hiểu, có thể giải thích ñúng ñắn, bằng những thuật ngữ hóa học, bằng ngôn ngữ riêng của khoa học này. Họ còn có thể dùng những khái niệm ñó mà giải thích ñược những hiện tượng phức tạp hơn như sự cháy của của phôtpho trong oxi, sự phân tích của canxi cacbonat, v.v …. Qua những ví dụ trên ñây, ta thấy rằng trong quá trình dạy học, những khái niệm dần trở thành những ñiểm tựa, vũ khí phương pháp hết sức cần thiết cho việc tiếp tục nghiên cứu các chất và các hiện tượng hóa học một cách dễ dàng, nhanh chóng và có hiệu quả. Vì thế, việc nghiên cứu hóa học trong phổ thông bắt ñầu từ việc hình thành một số khái niệm chung nhất. Như lịch sử khoa học ñã chứng minh, những khái niệm hóa học biến ñổi dần khi con người càng hiểu sâu hơn và rộng hơn về bản chất của các hiện tượng hoá học. Trong việc hình thành các khái niệm cơ bản về hóa học, thuyết cấu tạo và ñịnh luật tuần hoàn của các nguyên tố hóa học giữ vai trò cực kì quan trọng. Sự phát triển về nội PDF Created with deskPDF PDF Writer - Trial :: 10 dung của những khái niệm cơ bản về hóa học ở THCS và THPT, gắn bó như hình với bóng với sự phát triển về nội dung của thuyết cấu tạo chất, của những hiểu biết về ñịnh luật tuần hoàn và bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học Vì thế trong dạy học hóa học, người giáo viên cần chú ý rèn luyện cho học sinh thói quen nhận thức các sự kiện thực nghiệm về phản ứng hóa học dưới ánh sáng của thuyết cấu tạo chất và các dữ kiện về nguyên tố hóa học, các hợp chất của chúng dưới ánh sáng của ñịnh luật tuần hoàn ðó là những yếu tố quyết ñịnh cho việc hình thành những khái niệm cơ bản về hóa học.Có thể nói, lúc ban ñầu thuyết cấu tạo chất và ñịnh luật tuần hoàn (mà cụ thể là bảng tuần hoàn) là ñối tượng nghiên cứu hóa học. Sau khi học sinh ñã tiếp thu ñược những khái niệm cơ bản về thuyết cấu tạo chất và bảng tuần hoàn chúng lại trở thành vũ khí và phương pháp chỉ ñạo việc hình thành các khái niệm hóa học khác. Việc vân dụng thuyết cấu tạo chất và ñịnh luật tuần hoàn trong việc