Luận văn thạc sĩ hóa học: Xây dựng hệ thống bài tập phần lưu huỳnh nitơ - Phạm Thị Hương, ĐH Vinh

Hệ thống bài tập hóa học toàn diện về lưu huỳnh và nitơ cho học sinh THPT. Bộ tài liệu chứa kiến thức cơ bản, bài tập nâng cao, hướng dẫn giải chi tiết.

• Tác giả: Phạm Thị Hương
• Người hướng dẫn: PGS. Lê Văn Năm
• Trường học: Trường Đại học Vinh
• Chuyên ngành: Lí luận và Phương pháp dạy học bộ môn hóa học
• Đề tài: Xây dựng hệ thống bài tập hóa học phần lưu huỳnh và ni tơ để củng cố, phát triển kiến thức và rèn luyện kỹ năng cho học sinh trung học phổ thông
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2012
• Địa điểm: Vinh

Tóm tắt

I. Tổng quan về xây dựng hệ thống bài tập hóa học phần lưu huỳnh và ni tơ

Xây dựng hệ thống bài tập hóa học phần lưu huỳnh và ni tơ là một nhiệm vụ quan trọng trong giảng dạy hóa học trung học phổ thông. Hệ thống này nhằm mục đích củng cố kiến thức cơ bản về lưu huỳnh và ni tơ cho học sinh. Bài tập được thiết kế để phát triển kỹ năng tư duy và thực hành hóa học. Phần lưu huỳnh và ni tơ bao gồm các hợp chất quan trọng như H2S, SO2, NH3, HNO3. Hệ thống bài tập giúp học sinh nắm vững tính chất hóa học và ứng dụng thực tế. Giáo viên sử dụng bài tập để kiểm tra và nâng cao hiểu biết của học sinh. Hệ thống cũng hỗ trợ việc hình thành khái niệm hóa học một cách có hệ thống. Bài tập phải phù hợp với trình độ và mục tiêu đào tạo. Hệ thống này đóng vai trò then chốt trong việc phát triển năng lực nhận thức cho học sinh. Nghiên cứu này cung cấp cơ sở lý luận và thực tiễn cho việc xây dựng bài tập hiệu quả.

1.1. Vai trò của lưu huỳnh và ni tơ trong chương trình hóa học

Lưu huỳnh và ni tơ là hai nguyên tố quan trọng trong chương trình hóa học trung học phổ thông. Lưu huỳnh xuất hiện trong các hợp chất như H2S, SO2, H2SO4, có tính chất hóa học đa dạng. Ni tơ liên quan đến NH3, HNO3, NO2, tham gia nhiều phản ứng oxh-khử. Học sinh cần hiểu tính chất vật lý và hóa học của các hợp chất này. Kiến thức về lưu huỳnh và ni tơ là nền tảng cho việc học các phần hóa học khác. Bài tập về phần này giúp củng cố lý thuyết liên quan đến liên kết hóa học, phản ứng hóa học. Giáo viên nhấn mạnh ứng dụng thực tế như ô nhiễm môi trường, công nghiệp hóa chất. Nắm vững phần này giúp học sinh giải quyết vấn đề hóa học phức tạp hơn.

1.2. Mục tiêu của việc xây dựng hệ thống bài tập

Mục tiêu chính của hệ thống bài tập là củng cố và phát triển kiến thức cho học sinh. Hệ thống giúp rèn luyện kỹ năng giải quyết vấn đề hóa học. Bài tập được thiết kế để đánh giá năng lực nhận thức của học sinh. Mục tiêu bao gồm việc hình thành khái niệm hóa học cơ bản. Hệ thống hỗ trợ giáo viên trong việc tổ chức hoạt động học tập tích cực. Bài tập phải phù hợp với điều kiện tiêu chuẩn của chương trình giáo dục. Hệ thống cũng nhằm nâng cao hiệu quả học tập thông qua thực hành. Mục tiêu cuối cùng là chuẩn bị kiến thức cho các kỳ thi và ứng dụng thực tế.

II. Phân tích thực trạng dạy học phần lưu huỳnh và ni tơ

Thực trạng dạy học phần lưu huỳnh và ni tơ gặp nhiều thách thức. Học sinh thường khó khăn trong việc hiểu tính chất hóa học của các hợp chất. Hệ thống bài tập hiện tại chưa đáp ứng đủ nhu cầu củng cố kiến thức. Giáo viên thiếu tài liệu bài tập có cấu trúc và hệ thống. Bài tập thường tập trung vào lý thuyết mà thiếu thực hành. Học sinh không có cơ hội rèn luyện kỹ năng tư duy sáng tạo. Việc đánh giá học sinh còn hạn chế do thiếu bài tập phân loại. Chương trình giảng dạy đôi khi chưa liên kết kiến thức cũ và mới. Thực trạng này ảnh hưởng đến chất lượng học tập của học sinh. Cần có giải pháp cải thiện hệ thống bài tập hóa học.

2.1. Những khó khăn của học sinh trong học phần lưu huỳnh và ni tơ

Học sinh gặp nhiều khó khăn khi học phần lưu huỳnh và ni tơ. Khó khăn đầu tiên là ghi nhớ tính chất hóa học phức tạp của hợp chất. Ví dụ, H2S có tính khử mạnh, HNO3 đặc có tính oxh. Học sinh khó phân biệt phản ứng oxh-khử và phản ứng trao đổi ion. Thực hành trong phòng thí nghiệm bị hạn chế do điều kiện vật chất. Học sinh thiếu kỹ năng viết phương trình hóa học cân bằng. Liên kết hóa học trong phân tử H2S, NH3 khó hiểu. Bài tập hiện tại không đủ để củng cố kiến thức lý thuyết. Học sinh cần nhiều bài tập hơn để phát triển kỹ năng giải quyết vấn đề.

2.2. Hạn chế của hệ thống bài tập hóa học hiện tại

Hệ thống bài tập hóa học hiện tại có nhiều hạn chế. Bài tập thường đơn điệu, thiếu sự đa dạng về hình thức. Hệ thống không được xây dựng có hệ thống cho phần lưu huỳnh và ni tơ. Bài tập chưa phát triển đầy đủ năng lực nhận thức của học sinh. Giáo viên khó tìm kiếm bài tập phù hợp với mục tiêu dạy học. Hệ thống thiếu bài tập ứng dụng thực tế và liên ngành. Bài tập không phân loại theo trình độ học sinh. Việc đánh giá qua bài tập còn sơ sài. Hạn chế này làm giảm hiệu quả củng cố kiến thức cho học sinh. Cần cải tiến hệ thống để đáp ứng yêu cầu giáo dục hiện đại.

III. Giải pháp xây dựng hệ thống bài tập hóa học hiệu quả

Giải pháp xây dựng hệ thống bài tập hóa học hiệu quả bắt đầu từ nguyên tắc sư phạm. Bài tập phải phù hợp với mục tiêu phát triển kiến thức và kỹ năng. Hệ thống cần bao gồm các loại bài tập đa dạng: bài tập lý thuyết, bài tập thực hành, bài tập ứng dụng. Bài tập nên được thiết kế theo trình độ từ dễ đến khó. Giáo viên tổ chức bài tập để hình thành khái niệm hóa học cơ bản. Ví dụ, bài tập về H2S giúp học sinh hiểu tính axit yếu và tính khử. Hệ thống bài tập phải liên kết kiến thức cũ và mới. Sử dụng bài tập để nghiên cứu tài liệu mới một cách chủ động. Giải pháp cũng bao gồm việc đánh giá học sinh thông qua hệ thống bài tập. Áp dụng công nghệ trong thiết kế bài tập để tăng tính hấp dẫn.

3.1. Nguyên tắc xây dựng bài tập hóa học phần lưu huỳnh và ni tơ

Nguyên tắc xây dựng bài tập phải đảm bảo tính hệ thống và logic. Bài tập cần phát triển kiến thức củng cố và kiến thức phát triển. Ví dụ, bài tập về NH3 giúp hình thành khái niệm bazơ theo Bronsted. Nguyên tắc thứ hai là tính thực tiễn, bài tập liên quan đến ứng dụng thực tế như ô nhiễm không khí do SO2. Bài tập phải phù hợp với điều kiện tiêu chuẩn của phòng thí nghiệm. Nguyên tắc phân loại bài tập theo mức độ khó để phù hợp với mọi học sinh. Bài tập nên kích thích hứng thú học tập của học sinh. Nguyên tắc cuối cùng là đảm bảo tính toàn diện, bao gồm cả lý thuyết và thực hành. Bài tập phải được kiểm tra và điều chỉnh thường xuyên.

3.2. Phương pháp tổ chức và sử dụng bài tập trong dạy học

Phương pháp tổ chức bài tập hóa học đòi hỏi sự sáng tạo của giáo viên. Giáo viên sử dụng bài tập để kiểm tra kiến thức cũ trước khi dạy mới. Bài tập được dùng để nêu vấn đề nghiên cứu tài liệu mới. Ví dụ, bài tập về tính chất hóa học của axit nitric giúp học sinh so sánh với axit khác. Phương pháp tổ chức hoạt động nhóm để giải quyết bài tập phức tạp. Giáo viên điều khiển hoạt động học tập tích cực qua bài tập. Sử dụng bài tập để đánh giá năng lực nhận thức của học sinh. Phương pháp áp dụng bài tập trong và ngoài lớp học. Bài tập phải được hướng dẫn chi tiết để học sinh tự học. Áp dụng phương pháp này nâng cao hiệu quả học tập đáng kể.

IV. Kết luận và ứng dụng của hệ thống bài tập hóa học

Kết luận của nghiên cứu cho thấy hệ thống bài tập hóa học phần lưu huỳnh và ni tơ mang lại hiệu quả cao. Hệ thống giúp củng cố kiến thức và phát triển kỹ năng cho học sinh trung học phổ thông. Bài tập đã rèn luyện khả năng tư duy sáng tạo và giải quyết vấn đề. Ứng dụng của hệ thống trong thực tế giảng dạy rất rộng rãi. Giáo viên có thể áp dụng bài tập trong chương trình giáo dục phổ thông. Hệ thống bài tập hỗ trợ việc chuẩn bị cho các kỳ thi quan trọng. Bài tập cũng giúp học sinh hiểu ứng dụng của hóa học trong đời sống. Nghiên cứu đã chứng minh vai trò của bài tập trong phát triển năng lực nhận thức. Hệ thống này là công cụ hữu ích cho giáo viên và học sinh. Kết luận nhấn mạnh tầm quan trọng của việc xây dựng bài tập có hệ thống.

4.1. Tác động của hệ thống bài tập đối với việc học tập của học sinh

Hệ thống bài tập có tác động tích cực đến việc học tập của học sinh. Học sinh nắm vững kiến thức lý thuyết về lưu huỳnh và ni tơ. Kỹ năng thực hành hóa học được cải thiện thông qua bài tập thực nghiệm. Học sinh phát triển khả năng tư duy logic và sáng tạo. Bài tập giúp học sinh liên kết kiến thức cũ và mới một cách hiệu quả. Hệ thống bài tập cũng nâng cao hứng thú học tập của học sinh. Học sinh tự tin hơn trong việc giải quyết các vấn đề hóa học phức tạp. Tác động này thể hiện rõ qua kết quả học tập và thi cử. Hệ thống bài tập là phương tiện đánh giá năng lực học sinh khách quan. Nghiên cứu cho thấy sự tiến bộ rõ rệt ở học sinh được áp dụng hệ thống này.

4.2. Ứng dụng trong chương trình giáo dục phổ thông

Ứng dụng hệ thống bài tập hóa học trong chương trình giáo dục phổ thông rất khả thi. Giáo viên có thể tích hợp bài tập vào các tiết học chính khóa. Hệ thống bài tập hỗ trợ việc dạy học theo hướng phát triển năng lực. Bài tập được sử dụng để củng cố kiến thức sau mỗi chương học. Ứng dụng bao gồm cả bài tập trên lớp và bài tập về nhà. Hệ thống bài tập có thể áp dụng cho các kỳ thi học kỳ và thi tốt nghiệp. Giáo viên điều chỉnh bài tập phù hợp với từng đối tượng học sinh. Ứng dụng công nghệ thông tin trong thiết kế bài tập tăng tính tương tác. Hệ thống bài tập này cũng hỗ trợ đào tạo giáo viên hóa học. Ứng dụng rộng rãi sẽ nâng cao chất lượng giáo dục hóa học toàn diện.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU NỘI DUNG Chƣơng 1 : Cơ sở lý luận về phát triển năng lực nhận thức và bài tập hoá học Chƣơng 2 : Xây dựng hệ thống bài tập hoá học phần Lƣu huỳnh và Nitơ để cũng cố phát triển kiến thức và rèn luyện kỷ năng cho học sinh trung học phổ thông Chƣơng 3 : Thực nghiệm sƣ phạm KẾT LUẬN TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC 6 PHẦN NỘI DUNG CHƢƠNG 1 : CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỂN 1. VẤN ĐỀ PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC NHẬN THỨC[25],[28],[29],[34],[36]. Vấn đề cơ bản về nhận thức. Con đƣờng biện chứng của quá trình nhận thức Chủ nghĩa duy vật biện chứng khẳng định rằng nhận thức là sự phản ánh hiện thực khách quan và các quy luật của nó vào đầu óc con ngƣời.

Sự phản ánh đó là một quá trình vận động và phát triển không ngừng. Quá trình vận động này tuân theo quy tắc riêng nổi tiếng của Lênin : “Từ trực quan sinh động đến tƣ duy trừu tƣợng và từ tƣ duy trừu tƣợng đến thực tiễn. Đó là con đƣờng biện chứng của sự nhận thức chân lý, nhận thức hiện thực khách quan”. Khi bàn về con đƣờng biện chứng của quá trình nhận thức, Lênin đã khẳng định rằng con đƣờng nhận thức không phải là con đƣờng thẳng.

Vì rằng quá trình nhận thức rất phức tạp và quanh co. Trong quá trình phát triển vô tận của nhận thức, thông qua việc nảy sinh mâu thuẫn và giải quyết mâu thuẫn, làm cho con ngƣời càng gần với tự nhiên, nhƣng không bao giờ có thể thâu tóm trọn vẹn, hoàn toàn đầy đủ về nó. Diễn biến của quá trình nhận thức Cũng theo Lênin : “Trực quan sinh động, tƣ duy trừu tƣợng và thực tiễn là 3 yếu tố của cùng một quá trình thống nhất”. Do đó, quá trình nhận thức có thể đƣợc xem nhƣ 3 giai đoạn : - Giai đoạn nhận thức cảm tính (trực quan sinh động) : là giai đoạn nhận thức trực tiếp các sự vật, hiện tƣợng ở mức độ thấp, chƣa đi vào bản chất.

Giai đoạn này có các mức độ : cảm giác và biểu tƣợng. - Giai đoạn tƣ duy trừu tƣợng: là giai đoạn cao của quá trình nhận thức (lí tính). Dựa vào những tài liệu cảm tinh ý phong ph đã có ở giai đoạn đầu và trên cơ sở của thực tiễn đƣợc lặp đi lặp lại nhiều lần, nhận thức chuyển lên một giai đoạn cao. Khi đó trong đầu óc con ngƣời nảy sinh ra một loạt các hoạt động tƣ duy nhƣ : phân tích, tổng 7 hợp, so sánh, trừu tƣợng hoá và khái quát hoá, tạo ra khái niệm rồi vận dụng khái niệm để phán đoán, suy lý thành hệ thống lý luận.

- Thực tiễn, theo Lênin : “Thực tiễn là cơ sở nhận thức. Vì nó không những có ƣu điểm là phổ biến mà còn có ƣu điểm thể hiện trực tiếp”. Mặt khác, thực tiễn còn là tiêu chuẩn để xác định chân lý. Tất cả những hiểu biết của con ngƣời đƣợc khảo nghiệm trở lại trong thực tiễn mới trở nên sâu sắc và vững chãi đƣợc.

Thông qua hoạt động thực tiễn thì trình độ nhận thức của con ngƣời ngày càng phong ph và trở thành hệ thống lý luận. Năng lực nhận thức và những nhiệm vụ phát triển năng lực nhận thức của học sinh qua bộ môn hóa học 1. Năng lực nhận thức Năng lực nhận thức đƣợc đánh giá qua việc thực hiện các thao tác tƣ duy : phân tích, tổng hợp, so sánh, khái quát hoá. Đƣợc chia ra thành bốn trình độ nắm vững kiến thức, kĩ năng và bốn cấp độ năng lực tƣ duy.

Bốn trình độ nắm vững kiến thức kĩ năng : Bậc một là trình độ tìm hiểu hay ghi nhớ sự kiện, học sinh nhận biết xác định, phân biệt những kiến thức cần tìm. Bậc hai là trình độ tái hiện tức là tái hiện lại thông báo theo trí nhớ. Bậc ba là trình độ vận dụng tức là vận dụng kiến thức vào thực tiễn trong các tình huống quen thuộc. Bậc bốn là trình độ biến hoá tức là biết vận dụng kiến thức vào thực tiễn trong những đối tƣợng quen thuộc đã bị biến đổi hoặc chƣa quen biết.

Bốn cấp độ của năng lực tƣ duy : Tƣ duy cụ thể là suy luận từ thực thể cụ thể này đến thực thể cụ thể khác, tƣ duy logic là suy luận theo một chuỗi có logic khoa học có phê phán có nhận xét có sự diễn đạt các quá trình giải quyết vấn đề theo một logic chặt chẽ, Tƣ duy hệ thống là suy luận một cách có hệ thống có cách nhìn bao quát hơn khái quát hơn, tƣ duy trừu tƣợng là biết suy luận vấn đề một cách sáng tạo ngoài khuôn khổ định sẵn. Với bộ môn hoá học thì nét đặc thù là bộ môn khoa học tự nhiên, lại là môn khoa học lý thuyết gắn liền với thực nghiệm. Quá trình nhận thức của học sinh trong bộ môn hoá học đƣợc thể hiện qua việc quan sát, mô tả, giải thích các hiện tƣợng, các quá 8 trình biến đổi của chất, tƣ duy hoá học đƣợc hiểu là kĩ năng quan sát hiện tƣợng hoá học, phân tích một hiện tƣợng phức tạp thành những bộ phận thành phần, xác lập mối liên hệ định lƣợng và định tính của các hiện tƣợng, đoán trƣớc hệ quả lí thuyết và áp dụng kiến thức của mình. Những nhiệm vụ phát triển năng lực nhận thức của học sinh Dạy học và phát triển nhận thức cho học sinh là hai quá trình liên quan mật thiết với nhau.

Thực hiện mục tiêu phát triển đòi hỏi phải xác định đƣợc các nhiệm vụ tƣơng ứng của nó. Nhiệm vụ phát triển năng lực nhận thức của học sinh đƣợc giải quyết cùng với nhiệm vụ trí dục và đức dục. Trong dạy học hoá học nhiệm vụ phát triển năng lực nhận thức cho học sinh đƣợc thực hiện thông qua các nhiệm vụ cụ thể sau : Phát triển trí nhớ và tƣ duy : Nhƣ ta đã biết, dạy học tiến hành hiệu quả hơn khi có sự định hƣớng trƣớc của học sinh. Đặc biệt quan trọng là sự phát triển trí nhớ và tƣ duy của học sinh vì thiếu nó thì không nắm đƣợc các cơ sở lí thuyết hiện đại của hoá học.

Sự tích luỹ vốn kiến thức và lựa chọn thao tác trí tuệ là quá trình tâm lý tích cực, trong đó có sự tham gia của trí nhớ và tƣ duy. Sự phát triển trí nhớ và tƣ duy đƣợc thực hiện một cách có hiệu quả nhất thông qua quá trình hoạt động nhận thức tích cực của học sinh ở từng khâu, từng hoạt động của quá trình dạy học hoá học. R n luyện toàn diện trong từng giai đoạn phát triển các kĩ năng khái quát trí tuệ và thực nghiệm hoá học : Hoạt động nhận thức hoá học bao gồm nhiều hoạt động học tập để nắm vững kiến thức hoá học. Ví dụ nhƣ tiến hành thí nghiệm hoá học, phân tích tổng hợp các chất, mô tả bằng kí hiệu và biểu đồ, sử dụng khả năng dự đoán của hệ thống tuần hoàn, giải bài tập hoá học.

Kĩ năng là kết quả của sự nắm vững kiến thức. Thực nghiệm hoá học là biện pháp quan trọng để tiếp thu hoá học một cách hiệu quả cùng với các kĩ năng trí tuệ nhƣ: các thao tác so sánh, phân tích, tổng hợp, suy diễn, qui nạp loại suy. các kĩ năng này đƣợc hình thành trong quá trình dạy học hoá học, đƣợc phát triển và khái quát ở dạng chung nhất và dễ dàng đƣợc chuyển thành năng lực học tập. Sự rèn luyện toàn diện, từng giai đoạn các kĩ năng khái quát trí tuệ và thực nghiệm hoá học là nhiệm vụ quan trọng của việc phát triển học sinh.

9 Tích cực hoá tất cả các dạng hoạt động nhận thức của học sinh : trong quá trình dạy học hoá học học sinh cần phát triển cả hoạt động nhận thức tái hiện, sao chép và hoạt động tích cực, chủ động bằng sự kết hợp hợp lý phƣơng tiện và phƣơng pháp dạy học. Sự kết hợp hai yếu tố này gi p ngƣời giáo viên tích cực hoá đƣợc các dạng nhận thức hoá học cho học sinh từ đơn giản đến phức tạp. Thực tế đã xác nhận rằng sự dạy học hoá học tiến hành theo phƣơng pháp dạy học nêu vấn đề sẽ làm tăng tính tích cực nhận thức của học sinh vì trong các bƣớc đi của dạy học nêu vấn đề - ơrixtic, học sinh tích cực bắt tay vào hoạt động độc lập tìm kiếm kiến thức một cách sáng tạo. Thƣờng xuyên phát triển hứng thú nhận thức của học sinh : Trong lí luận dạy học chỉ ra rằng hứng th nhận thức là nguyên nhân - động cơ đầu tiên của hoạt động nhận thức trong học sinh.

Lí thuyết về giáo dục học và cả các nghiên cứu về phƣơng pháp dạy học chỉ ra rằng nếu không phát triển hứng th của học sinh với hoá học thì năng lực nhận thức của học sinh sẽ giảm đột ngột, đặc biệt là ở học kì một lớp 10, khi nghiên cứu hoá học hoàn toàn bằng kiến thức lí thuyết trừu tƣợng. Giáo viên phải làm cho học sinh hiểu rõ mục đích, ý nghĩa các hoạt động của mình từ đó mới hình thành đƣợc động cơ học tập. Việc kích thích hứng th nhận thức của học sinh đƣợc thực hiện bằng cách nghiên cứu các kiến thức lí thuyết xen kẽ với thí nghiệm, tăng cƣờng mối liên hệ lí thuyết với thực tế, sử dụng tích cực thí nghiệm với các tƣ liệu lịch sử hoá học, tính hấp dẫn của các tình huống và tính chất các nguyên tố, tăng cƣờng mối liên hệ liên môn. Tăng dần mức độ phức tạp của hoạt động nhận thức học tập : Quy luật tâm lý học về sự thống nhất hoạt động và nhận thức đã tạo ra các điều kiện để nâng cao tính tích cực và tự giác của học sinh trong q a trính giảng dạy.

Trƣớc hết là thƣờng xuyên đƣa ra ý nghĩa và khả năng hoạt động, đặt ra mục đích học tập rõ ràng và đƣa học sinh vào hoạt động nhận thức. Yếu tố quan trọng để kích thích hoạt động nhận thức của học sinh là đƣa ch ng tham gia vào giải quyết hệ thống phức tạp của các dạng bài tập nhận thức hoá học và dần dần nâng cao tính độc lập của học sinh trong học tập. BÀI TẬP HÓA HỌC VỚI VIỆC PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC NHẬN THỨC CỦA HỌC SINH[19],[36],[37],[43]. Khái niệm về bài tập hóa học Trong thực tiễn dạy học cũng nhƣ trong tài liệu giảng dạy, các thuật ngữ “bài tập”, “bài tập hoá học” đƣợc sử dụng cùng các thuật ngữ “bài toán”, “bài toán hoá học”.