Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Lý do chọn đề tài và bối cảnh thực tiễn
Trong quá trình đào tạo cử nhân ngành Sư phạm Hóa học tại Trường Đại học Sư phạm TP. Hồ Chí Minh, qua đợt kiến tập sư phạm tại trường PTTH Hoàng Hoa Thám, tác giả nhận thấy hầu hết giáo viên chưa sử dụng thí nghiệm khi lên lớp giảng dạy. Tình trạng này làm giảm khả năng tư duy và hạn chế tính sáng tạo của học sinh khi tiếp thu tri thức mới. Thực trạng dạy học bộ môn Hóa học ở bậc phổ thông thời điểm đó được dẫn chứng qua số liệu điều tra trong tài liệu chuyên ngành của Nguyễn Cương, Nguyễn Mạnh Dung, Nguyễn Thị Sửu (Phương pháp dạy học Hóa học - tập 1, NXB Giáo dục, 2000, trang 91-92):
| Chỉ tiêu khảo sát thực trạng sử dụng thí nghiệm |
Tỷ lệ giáo viên tự nhận |
| Không sử dụng thường xuyên thí nghiệm biểu diễn |
60% |
| Không sử dụng thường xuyên thí nghiệm thực hành |
41% |
| Hoàn toàn không sử dụng thí nghiệm thực hành |
35% |
Thực trạng trên phản ánh giờ học hóa học tại trường phổ thông còn nặng về thuyết trình thông báo - tái hiện; học sinh đóng vai trò thụ động, tiếp thu và ghi nhớ kiến thức có sẵn trong sách giáo khoa mà chưa được rèn luyện năng lực giải quyết vấn đề. Do hóa học là khoa học thực nghiệm, việc thiếu vắng thí nghiệm làm mất đi tính đặc thù bộ môn. Xuất phát từ yêu cầu đổi mới phương pháp dạy học theo hướng hoạt động hóa người học, đề tài "Nâng cao chất lượng dạy học phần: Halogen - Ôxi - Lưu huỳnh thông qua việc kết hợp giữa sử dụng phương pháp dạy học thích hợp với thí nghiệm hóa học" được thực hiện.
Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu
Mục đích nghiên cứu là nâng cao chất lượng dạy học phần Halogen - Oxi - Lưu huỳnh thông qua việc kết hợp giữa sử dụng phương pháp dạy học thích hợp với thí nghiệm hóa học. Tác giả xác định 6 nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể:
- Hệ thống hóa cơ sở lý thuyết về phương pháp dạy học trong hệ thống lớp - bài ở trường trung học phổ thông.
- Thực hiện và kiểm chứng kết quả của 25 thí nghiệm biểu diễn thuộc phần Halogen - Oxi - Lưu huỳnh.
- Biên soạn 12 giáo án lên lớp.
- Triển khai thực nghiệm sư phạm trên hai lớp 10A1 và 10A2 trường PTTH Gia Định.
- Soạn thảo hệ thống câu hỏi trắc nghiệm khách quan phục vụ kiểm tra, đánh giá.
- Đánh giá kết quả thực nghiệm, rút ra kết luận nghiệp vụ sư phạm và đề xuất giải pháp.
Khách thể, đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Khách thể nghiên cứu: Quá trình dạy học Hóa học ở trường trung học phổ thông thể hiện qua các bài lên lớp.
- Đối tượng nghiên cứu: Sự kết hợp giữa thí nghiệm biểu diễn và các phương pháp dạy học trong phần Halogen - Oxi - Lưu huỳnh.
- Phạm vi nghiên cứu: Khảo sát lý luận và thực nghiệm sư phạm tại các lớp 10A1 và 10A2 Trường PTTH Gia Định, TP. Hồ Chí Minh trong đợt thực tập sư phạm thuộc niên khóa 1997 - 2001 (khóa luận hoàn thành tháng 05/2001).
- Giả thuyết khoa học: Nếu thực hiện tốt việc kết hợp giữa sử dụng phương pháp dạy học thích hợp với thí nghiệm biểu diễn trong phần Halogen - Oxi - Lưu huỳnh thì sẽ nâng cao chất lượng dạy học phần kiến thức này.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp
Khung lý thuyết và quan điểm tiếp cận
Khóa luận vận dụng hệ thống lý luận dạy học đại cương và lý luận dạy học bộ môn Hóa học, dựa trên các định hướng:
- Quan điểm xây dựng chương trình: Đảm bảo 4 nguyên tắc cốt lõi gồm tính cơ bản (hệ thống kiến thức bản chất, kỹ năng tư duy và kỹ năng thao tác thí nghiệm), tính hiện đại (tiếp cận các lý thuyết chủ đạo như định luật tuần hoàn, cấu tạo chất), tính thực tiễn (gắn với kỹ thuật sản xuất hóa học và điều kiện trường học), và tính đặc thù bộ môn (thí nghiệm là phương tiện trực quan tối cần thiết).
- Mối quan hệ bản chất trong phương pháp dạy học Hóa học: Phương pháp dạy học hóa học ($P_{dhhh}$) được xác định là sự tích hợp giữa phương pháp nhận thức hóa học ($P_{hh}$) và các biện pháp xử lý sư phạm ($P_{sp\ hóa}$):
$$P_{dhhh} = P_{hh} \cup P_{sp\ hóa}$$
- Dạy học phát triển: Xác định mục tiêu phát triển tư duy học sinh trên cả diện vi mô (trong cùng độ tuổi/lớp học) và diện vĩ mô (khi chuyển tiếp giai đoạn lứa tuổi), rèn luyện các thao tác tư duy: so sánh tuần tự, so sánh đối chiếu, quy nạp, suy diễn, loại suy và 3 trình độ khái quát hóa (cảm tính, hình tượng - khái niệm, khái niệm).
Phương pháp nghiên cứu
Khóa luận sử dụng phối hợp các phương pháp nghiên cứu lý thuyết và thực tiễn:
- Phương pháp nghiên cứu lý luận: Phân tích, tổng hợp tài liệu về phương pháp luận triết học duy vật biện chứng, lý thuyết hệ dạy học lớp - bài ở THPT, lý thuyết phương pháp dạy học và kỹ thuật thực hành thí nghiệm hóa học.
- Phương pháp thực nghiệm kỹ thuật hóa học: Tiến hành kiểm chứng, cải tiến cách thức lắp ráp và thao tác 25 thí nghiệm biểu diễn theo chuẩn chương trình sách giáo khoa nhằm nâng cao hiệu quả trực quan và an toàn.
- Phương pháp thực nghiệm sư phạm: Thiết kế 12 giáo án có kết hợp thí nghiệm biểu diễn theo các phương pháp dạy học tích cực (dạy học nêu vấn đề - Ơrixtic, đàm thoại tìm tòi, nghiên cứu) và trực tiếp giảng dạy tại lớp 10A1, 10A2 trường PTTH Gia Định.
- Phương pháp kiểm tra - đánh giá: Xây dựng bộ câu hỏi trắc nghiệm khách quan để thu thập dữ liệu, xử lý kết quả học tập và đánh giá năng lực của học sinh.
Nguồn dữ liệu
Dữ liệu nghiên cứu bao gồm: tài liệu lý luận dạy học của các chuyên gia phương pháp dạy học hóa học (Nguyễn Cương và cộng sự, 2000); số liệu hằng số lý - hóa học chuyên ngành của các đơn chất, oxit và axit halogen; hồ sơ giáo án và kết quả kiểm tra đánh giá trắc nghiệm của học sinh lớp 10 tại trường PTTH Gia Định.
Nội dung chính theo từng chương
Phần II: Cơ sở lý luận phương pháp dạy học
Khóa luận phân tích có hệ thống các thành tố của quá trình dạy học, cấu trúc bài lên lớp và các phương pháp dạy học cơ bản:
- Cấu trúc bài lên lớp: Phân loại 3 kiểu bài (nghiên cứu tài liệu mới; hoàn thiện kiến thức, kỹ năng và kỹ xảo; kiểm tra và đánh giá). Cấu trúc bài lên lớp truyền thống 5 bước (ổn định trật tự 1 phút; kiểm tra bài cũ 5-15 phút; giảng bài mới 20-40 phút; củng cố 3-5 phút; giao bài về nhà 1-3 phút) được phân tích trong mối tương quan hữu cơ giữa mục đích, nội dung và phương pháp.
- Hệ thống phương pháp dạy học cơ bản:
- Phương pháp thuyết trình thông báo - tái hiện: Cấu trúc 4 bước (đặt vấn đề, phát biểu vấn đề, giải quyết vấn đề theo logic quy nạp/diễn dịch, kết luận).
- Phương pháp đàm thoại: Gồm đàm thoại tái hiện, giải thích minh họa và đàm thoại Ơrixtic (tìm tòi - phát hiện) với 3 phương án tổ chức câu hỏi dẫn dắt.
- Phương pháp nghiên cứu: Logic 4 giai đoạn gồm 8 bước (Định hướng $\rightarrow$ Lập kế hoạch $\rightarrow$ Thực hiện kế hoạch $\rightarrow$ Kiểm tra và đánh giá).
- Dạy học nêu vấn đề - Ơrixtic: Xác lập tình huống có vấn đề qua 4 trường hợp (mâu thuẫn giữa kiến thức cũ và nhiệm vụ mới; lựa chọn con đường duy nhất; ứng dụng kiến thức vào điều kiện thực tế mới; phân tích đối chiếu dẫn đến khái quát hóa).
- Lý luận về thí nghiệm hóa học: Phân biệt thí nghiệm biểu diễn của giáo viên (phương pháp minh họa vs phương pháp nghiên cứu) và thí nghiệm của học sinh (nghiên cứu bài mới, thực hành, bài tập thực nghiệm). Tác giả thiết lập bảng 4 tiêu chí đánh giá chất lượng kỹ năng làm thí nghiệm:
| Trình độ phát triển kỹ năng |
Tiêu chuẩn đánh giá chất lượng kỹ năng làm thí nghiệm |
| Mức 1 (Tốt) |
Nắm vững tất cả dạng thí nghiệm (bài mới, thực hành, minh họa); hiểu rõ mục đích; tuân thủ nghiêm ngặt kỹ thuật an toàn; xác lập chính xác mối liên hệ giữa thao tác, quan sát hiện tượng và kết luận khoa học. |
| Mức 2 (Khá) |
Nắm vững kỹ năng hoàn thành bài thực hành và một số thí nghiệm minh họa; xác lập đúng mối liên hệ giữa quan sát và kết luận; có thể mắc sai sót nhỏ không thuộc về bản chất. |
| Mức 3 (Trung bình) |
Chỉ nắm được kỹ năng làm thí nghiệm lúc nghiên cứu bài mới; xác lập chưa đầy đủ mối liên hệ giữa hiện tượng và kết luận; phạm sai lầm bản chất trong tiến trình thực hiện và cần giáo viên hỗ trợ sửa chữa. |
| Mức 4 (Yếu) |
Không có kỹ năng hoàn thành thí nghiệm ngay cả trong bài mới; không đạt mục đích thí nghiệm; không trình bày được kết quả nếu không có sự can thiệp trực tiếp từ giáo viên. |
- Quy trình kiểm tra - đánh giá: Thực hiện theo chu trình 5 bước: xác định hệ thống chỉ tiêu $\rightarrow$ thiết kế công cụ đánh giá $\rightarrow$ thu thập số liệu $\rightarrow$ xử lý số liệu $\rightarrow$ kết luận và đề xuất điều chỉnh quá trình dạy học.
Phần III: Cơ sở lý thuyết chuyên ngành các Halogen
Chương này trình bày chi tiết cấu tạo, hằng số lý - hóa học và các phản ứng đặc trưng của phân nhóm Halogen (VIIA):
- Đặc điểm nguyên tử và đơn chất: Cấu hình electron lớp ngoài cùng $ns^2np^5$, ái lực electron lớn ($3,3\text{ eV} - 3,6\text{ eV}$), tạo ion $X^-$. Từ Flo đến Iot, bán kính nguyên tử tăng, độ âm điện giảm, xuất hiện obitan $d$ và $f$ tự do (từ Clo trở đi) cho phép tạo các số oxi hóa dương $+1, +3, +5, +7$ (trừ Flo chỉ có số oxi hóa $-1$).
| Thuộc tính hóa lý |
Flo ($F_2$) |
Clo ($Cl_2$) |
Brôm ($Br_2$) |
Iốt ($I_2$) |
| Trạng thái, màu sắc ($25^\circ\text{C}$) |
Khí, vàng nhạt |
Khí, vàng lục |
Lỏng, đỏ nâu |
Rắn, tím đen |
| Bán kính cộng hóa trị ($\text{Å}$) |
0,72 |
0,99 |
1,14 |
1,33 |
| Ái lực electron ($\text{eV}$) |
3,45 |
3,61 |
3,36 |
3,06 |
| Độ âm điện tương đối |
4,0 |
3,0 |
2,8 |
2,5 |
| Nhiệt độ nóng chảy ($^\circ\text{C}$) |
-219,6 |
-101,0 |
-7,2 |
113,5 |
| Nhiệt độ sôi ($^\circ\text{C}$) |
-188,1 |
-34,6 |
58,75 |
184,4 |
| Hàm lượng vỏ quả đất (% nguyên tử) |
0,027 |
0,02 |
$10^{-4}$ |
$10^{-5}$ |
- Khảo sát phản ứng hóa học và nhiệt động lực học:
- Tác dụng với hiđro: Hoạt tính giảm dần từ Flo đến Iôt:
- $F_2 + H_2 \rightarrow 2HF$ ($\Delta H = -64\text{ kcal/mol}$, nổ mạnh ở nhiệt độ rất thấp khi $F_2$ rắn và $H_2$ lỏng).
- $Cl_2 + H_2 \rightarrow 2HCl$ ($\Delta H = -22\text{ kcal/mol}$, nổ khi có ánh sáng hoặc đun nóng).
- $Br_2 + H_2 \rightarrow 2HBr$ ($\Delta H = -8,65\text{ kcal/mol}$, phản ứng êm dịu ở nhiệt độ cao).
- $I_2 + H_2 \rightleftharpoons 2HI$ ($\Delta H = +2,91\text{ kcal/mol}$, phản ứng thuận nghịch, thu nhiệt).
- Tác dụng với nước: Flo bốc cháy trong nước ($2F_2 + 2H_2O \rightarrow 4HF + O_2$). Clo và Brôm phản ứng thuận nghịch tạo axit clohiđric và axit hipocloro ($Cl_2 + H_2O \rightleftharpoons HCl + HClO$, $K_{cb} = 4,8 \cdot 10^{-4}$ ở $25^\circ\text{C}$).
- Tác dụng với kim loại: Clo oxi hóa kim loại lên mức oxi hóa cao nhất ($2Fe + 3Cl_2 \rightarrow 2FeCl_3$), trong khi Iot chỉ đưa kim loại lên mức oxi hóa thấp ($Fe + I_2 \rightarrow FeI_2$).
- Hợp chất hiđro halogenua (HX):
- Khí không màu, mùi xốc, háo nước. $HF$ tan vô hạn; độ tan của $HCl, HBr, HI$ đạt khoảng 500 lít khí trong 1 lít nước ở $0^\circ\text{C}$.
- Tính axit tăng dần trong dãy: $HF < HCl < HBr < HI$. $HF$ là axit yếu do năng lượng liên kết $H-F$ lớn và có phản ứng tạo ion phức $F^- + HF \rightleftharpoons HF_2^-$ ($K = 5$), tạo muối axit dạng $NaHF_2, KHF_2$, có khả năng ăn mòn thủy tinh ($SiO_2 + 4HF \rightarrow SiF_4 \uparrow + 2H_2O$, sau đó tạo $H_2SiF_6$).
- Tính khử tăng dần từ $HF$ đến $HI$: $HF$ không có tính khử; $HCl$ chỉ khử chất oxi hóa mạnh; $HBr$ khử $H_2SO_4$ đặc về $SO_2$; $HI$ khử $H_2SO_4$ đặc về $H_2S$.
- Nhiệt động phản ứng oxi hóa $HCl$ bằng oxi:
$$4HCl + O_2 \rightleftharpoons 2H_2O + 2Cl_2 \quad (\Delta H = -28\text{ kcal/mol})$$
Do $\Delta S < 0$, khi $T < 600^\circ\text{C}$ cân bằng dịch chuyển sang phải (oxi oxi hóa được clo); khi $T > 600^\circ\text{C}$, $\Delta G > 0$, cân bằng dịch chuyển sang trái (clo hoạt động mạnh hơn oxi).
- Hệ thống các oxit của Clo:
| Hợp chất |
Công thức & Cấu tạo |
Tính chất vật lý |
Điều chế & Đặc điểm hóa học |
| Anhiđrit hipocloro |
$Cl_2O$ (dạng góc $110^\circ$) |
Khí vàng da cam, hóa lỏng ở $2^\circ\text{C}$, hóa rắn ở $-121^\circ\text{C}$, độ tan $S=200$. |
$2Cl_2 + HgO \rightarrow HgCl_2 + Cl_2O$; không bền, dễ nổ, tan trong nước tạo $HClO$. |
| Đioxit clo |
$ClO_2$ (gốc tự do có 1e độc thân, thuận từ) |
Khí vàng da cam, $T_{nc} = -59^\circ\text{C}$, $T_s = 11^\circ\text{C}$, độ tan $S=20$. |
$2KClO_3 + H_2C_2O_4 + 2H_2SO_4 \rightarrow 2KHSO_4 + 2H_2O + 2ClO_2 + 2CO_2$; chất oxi hóa mạnh, dùng tẩy trắng xenlulozơ. |
| Điclohexaoxit |
$Cl_2O_6$ (chất lỏng $ClO_3$) |
Chất lỏng nhờn màu đỏ sẫm, $T_{nc} = 3,5^\circ\text{C}$, $T_s = 203^\circ\text{C}$. |
$2ClO_2 + 2O_3 \rightarrow 2O_2 + Cl_2O_6$; phân hủy ở nhiệt độ nóng chảy thành $ClO_2 + O_2$; tác dụng với nước tạo hỗn hợp $HClO_3 + HClO_4$. |
| Anhiđrit pecloric |
$Cl_2O_7$ (chứa liên kết $\pi$) |
Chất lỏng không màu giống dầu, $T_{nc} = -90^\circ\text{C}$, $T_s = 80^\circ\text{C}$. |
$2HClO_4 + P_2O_5 \rightarrow 2HPO_3 + Cl_2O_7$; oxit bền nhất của clo, tan chậm trong nước tạo $HClO_4$. |
Kết quả và đóng góp
Kết quả chính
- Hệ thống hóa lý luận dạy học: Xác lập cơ sở khoa học cho việc phối hợp các phương pháp dạy học cơ bản (thuyết trình, đàm thoại Ơrixtic, dạy học nêu vấn đề) với phương tiện thí nghiệm trong hệ thống bài lên lớp ở trường THPT.
- Cải tiến kỹ thuật thực hành: Tiến hành thực nghiệm thành công 25 thí nghiệm biểu diễn thuộc chương trình Halogen - Oxi - Lưu huỳnh với các giải pháp cải tiến cách thức lắp ráp dụng cụ, liều lượng hóa chất, phông nền quan sát nhằm nâng cao tính trực quan và bảo đảm an toàn.
- Sản phẩm sư phạm: Xây dựng hoàn chỉnh 12 giáo án lên lớp và bộ công cụ câu hỏi trắc nghiệm khách quan phục vụ giảng dạy thực nghiệm tại 2 lớp 10A1 và 10A2 trường PTTH Gia Định.
Giải pháp và khuyến nghị của tác giả
- Chuyển đổi phương thức biểu diễn thí nghiệm của giáo viên từ phương pháp thuần minh họa sang phương pháp nghiên cứu và nêu vấn đề, hướng dẫn học sinh quan sát, phân tích hiện tượng để tự rút ra kết luận.
- Đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật thí nghiệm biểu diễn: kích thước dụng cụ đủ lớn, chiếu sáng phù hợp, sử dụng màn màu làm nền và giải thích cấu tạo dụng cụ trước khi thao tác.
- Kết hợp kiểm tra trắc nghiệm khách quan với kiểm tra thực hành thí nghiệm theo thang 4 mức độ nhằm đánh giá chính xác kỹ năng của học sinh.
Đóng góp về mặt học thuật và nghiệp vụ
Khóa luận đã gắn kết lý luận dạy học bộ môn với thực tiễn giảng dạy thông qua việc chuyển hóa kiến thức hóa học chuyên ngành (nhiệt động học, cấu tạo chất, cơ chế phản ứng) thành các tình huống có vấn đề trong bài giảng tại trường THPT. Đề tài cung cấp tài liệu tham khảo cụ thể về phương pháp thiết kế bài giảng kết hợp thực nghiệm cho sinh viên sư phạm ngành Hóa học.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
Hạn chế
- Phạm vi thực nghiệm sư phạm giới hạn trên hai lớp học (10A1 và 10A2) tại một trường trung học phổ thông (PTTH Gia Định, TP. Hồ Chí Minh) trong thời gian thực tập sư phạm.
- Phần lý thuyết chuyên ngành trong văn bản khóa luận tập trung chủ yếu vào nhóm Halogen, các dữ liệu về phần Oxi - Lưu huỳnh chưa được trình bày đồng bộ trong phạm vi tài liệu lưu trữ.
- Các điều kiện cơ sở vật chất, trang thiết bị phòng thí nghiệm phổ thông còn thiếu thốn, ảnh hưởng đến khả năng triển khai đại trà các thí nghiệm của học sinh.
Hướng nghiên cứu tiếp
- Mở rộng phạm vi thực nghiệm sư phạm trên nhiều đối tượng học sinh và các trường THPT ở các khu vực địa lý khác nhau.
- Tiếp tục hoàn thiện hệ thống thí nghiệm biểu diễn và giáo án thực nghiệm cho toàn bộ chương trình phần Oxi - Lưu huỳnh và các chương khác của chương trình Hóa học vô cơ phổ thông.
- Nghiên cứu ứng dụng các phương tiện kỹ thuật hiện đại và thiết bị tự làm đơn giản nhằm khắc phục tình trạng thiếu thốn hóa chất, dụng cụ tại các trường phổ thông.
Giá trị tham khảo
- Đối tượng thụ hưởng:
- Sinh viên ngành Sư phạm Hóa học chuẩn bị thực tập sư phạm hoặc làm khóa luận tốt nghiệp về phương pháp dạy học.
- Giáo viên Hóa học tại các trường trung học phổ thông tìm kiếm giải pháp cải tiến phương pháp giảng dạy kết hợp thí nghiệm biểu diễn.
- Cán bộ nghiên cứu lý luận và phương pháp dạy học bộ môn Hóa học.
- Nội dung tham khảo giá trị:
- Cấu trúc logic 4 giai đoạn của phương pháp nghiên cứu và 4 trường hợp xây dựng tình huống có vấn đề trong dạy học Hóa học.
- Bảng tiêu chuẩn đánh giá chất lượng kỹ năng làm thí nghiệm 4 mức độ.
- Hệ thống dữ liệu hóa lý chuyên ngành, các phương trình nhiệt động học ($\Delta H, \Delta G$) và phương pháp tổng hợp các oxit clo ($Cl_2O, ClO_2, Cl_2O_6, Cl_2O_7$).
Câu hỏi thường gặp
1. Số liệu khảo sát thực trạng sử dụng thí nghiệm của giáo viên phổ thông trong khóa luận được trích dẫn từ nguồn nào?
Số liệu được trích dẫn từ công trình nghiên cứu của các tác giả Nguyễn Cương, Nguyễn Mạnh Dung, Nguyễn Thị Sửu trong cuốn Phương pháp dạy học Hóa học - tập 1 (NXB Giáo dục, 2000, trang 91-92). Kết quả khảo sát cho thấy: 60% giáo viên PTTH tự nhận không sử dụng thường xuyên thí nghiệm biểu diễn; 41% không sử dụng thường xuyên thí nghiệm thực hành; và 35% hoàn toàn không sử dụng thí nghiệm thực hành.
2. Tác giả đã đặt ra các chỉ tiêu cụ thể nào về mặt thực nghiệm và soạn giáo án?
Tác giả xác định nhiệm vụ thực hiện thành công 25 thí nghiệm biểu diễn thuộc phần Halogen - Oxi - Lưu huỳnh, biên soạn 12 giáo án giảng dạy thực nghiệm, thiết kế bộ câu hỏi trắc nghiệm khách quan và trực tiếp dạy thực nghiệm tại hai lớp 10A1 và 10A2 trường PTTH Gia Định.
3. Trong lý luận dạy học hóa học, mối quan hệ giữa phương pháp nhận thức hóa học và phương pháp dạy học hóa học được biểu diễn như thế nào?
Mối quan hệ này được biểu diễn qua biểu thức hợp logic:
$$P_{dhhh} = P_{hh} \cup P_{sp\ hóa}$$
Trong đó, phương pháp dạy học hóa học ($P_{dhhh}$) là sự chuyển hóa của phương pháp nhận thức hóa học ($P_{hh}$) thông qua các biện pháp xử lý sư phạm ($P_{sp\ hóa}$) để phù hợp với trình độ tiếp thu của học sinh trung học.
4. Vì sao axit flohiđric ($HF$) là axit yếu và có khả năng tạo ra muối axit dạng $NaHF_2$?
Axit flohiđric là axit yếu do năng lượng liên kết $H-F$ rất lớn ($135\text{ kcal/mol}$), làm cho độ phân ly trong dung dịch kém. Đồng thời, ion $F^-$ sinh ra tiếp tục kết hợp với phân tử $HF$ theo phản ứng $F^- + HF \rightleftharpoons HF_2^-$ với hằng số cân bằng $K = 5$. Do sự tồn tại của anion phức $HF_2^-$, khi tác dụng với dung dịch kiềm ($NaOH, KOH$), $HF$ tạo thành các muối hiđroflorua như $NaHF_2, KHF_2$ thay vì chỉ tạo muối trung tính.
5. Quy luật biến đổi độ bền và tính oxi hóa của các oxit clo từ $Cl_2O$ đến $Cl_2O_7$ diễn ra như thế nào?
Từ $Cl_2O$ đến $Cl_2O_7$, độ bền của các oxit tăng dần và khả năng oxi hóa giảm dần. Trong đó, $Cl_2O$ và $ClO_2$ là các hợp chất kém bền, dễ gây nổ mạnh và có tính oxi hóa rất cao; còn $Cl_2O_7$ là oxit bền nhất trong dãy, có khả năng oxi hóa kém nhất, tan chậm trong nước tạo thành axit pecloric ($HClO_4$).
Kết luận
Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Nguyễn Ngọc Quế Hùng đã hệ thống hóa cơ sở lý luận về phương pháp dạy học hóa học kết hợp với thí nghiệm biểu diễn và thực hành ở trường trung học phổ thông. Tác giả đã chuẩn bị thành công 25 thí nghiệm cải tiến, biên soạn 12 giáo án thực nghiệm và tiến hành giảng dạy tại trường PTTH Gia Định kết hợp kiểm tra trắc nghiệm khách quan. Công trình cung cấp tài liệu lý luận và chuyên ngành về nhóm Halogen, hỗ trợ giáo viên và sinh viên sư phạm chuyển đổi từ phương pháp thuyết trình thụ động sang phát triển năng lực nhận thức và tư duy thực nghiệm cho học sinh.
