Thứ Hai, 18/12/2017
RSS tai facebook | Tìm kiếm

Liên kết website

Sử dụng phương pháp thí nghiệm trong dạy học môn Hóa học ở trường THCS

Gửi vào: 13:28 26/06/2017

  Mạc Thị Mai - Giảng viên khoa Tự nhiên

Để dạy học theo hướng phát triển năng lực phải chú trọng các đặc trưng của dạy học tích cực, HS tự khám phá, giáo viên đóng vai trò là người tổ chức và hướng dẫn HS tự  khám phá, rèn cho HS năng lực xử lí thông tin, rèn luyện các thao tác tư duy, vận dụng sáng tạo cho HS.

Có rất nhiều phương pháp dạy học tích cực, nhưng đối với bộ môn Hóa học thì một phương pháp rất hiệu quả và tích cực không thể không nhắc đến là sử dụng phương pháp trực quan. Trong đó sử dụng thí nghiệm là một trong các phương tiện trực quan quan trọng với môn Hóa học.

Hóa học là môn khoa học thực nghiệm, vì vậy sử dụng phương pháp thí nghiệm vào bài học để nâng cao chất lượng dạy và học, giúp HS làm quen với các tính chất, các hiện tượng thí nghiệm xảy ra với mối quan hệ và quy luật của nó. Giúp HS khả năng vận dụng những quá trình đó vào trong cuộc sống. Có ba phương pháp sử dụng thí nghiệm là: Sử dụng theo phương pháp nghiên cứu, sử dụng thí nghiệm theo phương pháp kiểm chứng, sử dụng theo phương pháp phát hiện và giải quyết vấn đề.

+ Sử dụng theo phương pháp nghiên cứu: Được sử dụng khi hình thành kiến thức mới cho HS, HS không có khả năng suy luận chắc chắn theo các lí thuyết chung đã học, được tiến hành nghiên cứu do GV thực hiện hoặc HS hay nhóm HS thực hiện phương pháp này được đánh giá có mức độ tích cực cao.

+ Sử dụng thí nghiệm theo phương pháp kiểm chứng: Có tác dụng củng cố, đồng thời dạy cho HS phương pháp suy diễn, hoặc có những TN có hiện tượng khác so với kiến thức đã học , HS có thể vận dụng những kiến thức đã có để dự đoán. PP này có thể dùng để đặt vấn đề tạo hứng thú học tập cho HS.

+ Sử dụng theo phương pháp phát hiện và giải quyết vấn đề: Dưới sự hướng dẫn của GV, HS tham gia tích cực vào quá trình giải quyết vấn đề (bằng cách trả lời các câu hỏi của GV), qua đó rút ra kiến thức cần lĩnh hội.

Việc sử dụng thí nghiệm trong dạy học hóa học khi nghiên cứu bài mới có thể theo 3 phương pháp khác nhau:

Các phương pháp

Tiến trình dạy học

Hướng dẫn

1. Sử dụng theo phương pháp nghiên cứu

Nêu vấn đề nghiên cứu.

- Nêu các giả thuyết đề xuất cách giải quyết (làm TN)

- Tiến hành thí nghiệm (hặc xem video TN, TN mô phỏng, TN ảo, tranh vẽ mô tả TN).

- Phân tích và giải thích hiện tượng từ đó xác nhận giả thuyết đúng.

- Kết luận và vận dụng.

Theo phương pháp nghiên cứu thì TN hóa học được dùng là nguồn kiến thức để HS nghiên cứu tìm tòi, là phương tiện xác định tính đúng đắn của các giả thuyết khoa học đưa ra. Sử dụng TN theo phương pháp này khôn những dạy HS cách tư duy độc lập, sáng tạo và có kĩ năng nghiên cứu tìm tòi mà còn giúp HS hiểu kiến thức vững chắc, sâu sắc và phon phú cả về lí thuyết và thực tế. Tuy nhiên, thực tế phương pháp này thường được tiến hành giản lược cho đỡ mất thời gian: GV nêu vấn đề nghiên cứu sau đó làm TN, HS quan sát mô tả các hiện tượng TN, phân tích hiện tượng giải thích rồi rút ra kết luận.

2. Sử dụng theo phương pháp phát hiện và giải quyết vấn đề

- Nêu vấn đề

- Tạo mâu thuẫn nhận thức (có thể bằng thí nghiệm).

- Đề xuất hướng giải quyết, thực hiện kế hoạch giải quyết (có thể bằng thí nghiệm).

- Phân tích rút ra kết luận.

- Vận dụng.

Theo phương pháp đặt và giải quyết vấn đề, GV đặt ra cho HS một bài toán nhận thức, HS tiếp nhận mâu thuấn nhận thức đó và biến thành mâu thuẫn nội tại của bản thân, có nhu cầu muốn giải quyết mâu thuẫn đó, tạo động cơ suy nghĩ, học tập. Dưới sự hướng dẫn của GV, HS tham gia tích cực vào quá trình giải quyết vấn đề (bằng cách trả lời các câu hỏi của GV), qua đó rút ra kiến thức cần lĩnh hội. Như vậy, HS giống như tự mình tìm ra kiến thức mới cho bản thân, đồng thời dần hình thành kĩ năng nhận ra vấn đề và phương pháp suy nghĩ, thực hiện giải quyết vấn đề, đây là một trong những kĩ năng rất quan trọng không chỉ trong học tập ở phổ thông mà trong cả quá trình học tập, trong cuộc sống cũng như trong các hoạt động nghề nghiệp sau này. Quá trình tạo ra mâu thuẫn nhận thức cũng giúp HS thấy được rằng phép suy diễn hoặc suy lí không phải luôn luôn đúng, khi nghiên cứu một đối tượng cụ thể cần nghiên cứu chúng trong mối liên hệ qua lại với các thành phần khác.

3. Sử dụng theo phương pháp kiểm chứng

- Nêu vấn đề nghiên cứu.

- Cho HS dự đoán kiến thức mới, hiện tượng TN.

- Làm TN, nêu hiên tượng, so sánh với dự đoán ban đầu từ đó xác định dự đoán có đúng không.

- Kết luận.

- Vận dụng.

Theo phương pháp kiểm chứng HS có cơ hội củng cố, vận dụng kiến thức đã có, hiểu rõ, sâu và rộng hơn kiến thức lí thuyết đã học đồng thời cũng hình thành phương pháp hình thành kiến thức mới, đó là phương pháp suy diễn hoặc suy lí song cũng thấy được phép suy diễn hoặc suy lí đó cần được kiểm chứng bằng thực nghiệm mới có thể đưa ra các kết luận chính xác, đó là một trong các phương pháp học tập và nghiên cứu khoa học.

  Các bước lựa chọn phương pháp sử dụng thí nghiệm:

Bước 1: Xác định mục tiêu dạy học và nội dung thí nghiệm được sử dụng.

Dựa vào chuẩn kiến thức, kĩ năng để xác định mục tiêu dạy học. Mục tiêu dạy học  phải được diễn đạt bằng các động từ hành động có thể lượng hóa, đánh giá được mức độ lĩnh hội kiến thức, kĩ năng của HS, nghĩa là cần chỉ rõ các kiến thức, kĩ năng HS cần lĩnh hội ở các mức độ biết, hiểu, vận dụng...Mục tiêu được diễn đạt càng chi tiết, cụ thể sẽ định hướng các hoạt động dạy học rõ ràng.

Bước 2: Xác định được các kiến thức, kĩ năng liên quan mà HS đã có.

GV cần xác định ở các lớp trước, các bài trước HS đã được học kiến thức cần lĩnh hội chưa (có thể đã học nhưng chỉ ở mức độ biết hoặc được giới thiệu) hay đã được học các kiến thức tương tự chưa, cách tiến hành TN có tương tự TN nào mà HS đã biết không, hay đã được học lí thuyết chung nào liên quan đến kiến thức cần lĩnh hội...

Bước 3: Lựa chọn phương pháp sử dụng thí nghiệm phù hợp

Trên cơ sở xác định mục tiêu, nội dụng TN và kiến thức, kĩ năng đã có của HS, so với bản chất, nét đặc trưng của mỗi phương pháp sử dụng TN ở trên mà GV có sự lựa chọn phù hợp, có thể để TN biểu diễn của GV hoặc TN học sinh tự tiến hành. Từ đó giúp HS phát triển năng lực một cách toàn diện.

Ví dụ

a. Sử dụng thí nghiệm theo phương pháp nghiên cứu

* Ví dụ: Sử dụng thí nghiệm trong bài:  “Tính chất hóa học của kim loại“ (lớp 9): Thí nghiệm phản ứng của kim loại với dung dịch muối

+ Thí nghiệm phản ứng của kẽm tác dụng với dung dịch đồng (II) sunfat

Mục đích của thí nghiệm: nghiên cứu tìm hiểu tính chất hóa học của kim loại

Hoạt động của GV

Hoạt động của HS

- GV chuẩn bị và giới thiệu dụng cụ hóa chất cho thí nghiệm: một dây kẽm (hoặc đinh sắt), dung dịch đồng (II) sunfat.

- Yêu cầu HS đọc cách tiến hành thí nghiệm: Cho một dây kẽm (hoặc đinh sắt) vào dung dịch đồng (II) sunfat.

- GV hướng dẫn HS:

+ Cách tiến hành thí nghiệm.

+ Cách quan sát hiện tượng xẩy ra trên  dây kẽm (hoặc đinh sắt), mầu sắc của dung dịch đồng (II) sunfat.

+ Tổ chức cho HS làm thí nghiệm theo nhóm.

+ Tổ chức cho HS báo cáo, trình bày kết quả, mô tả lại hiện tượng đã quan sát.

- GV dẫn dắt HS trả lời các câu hỏi giải thích hiện tượng:

+ Chất màu đỏ bám ngoài dây kẽm (hoặc đinh sắt) dự đoán là gì?

+ Tại sao dây kẽm (hoặc đinh sắt) lại tan dần?

+ Tại sao mầu xanh của dung dịch đồng (II) sunfat lại bị nhạt dần?

+ Yêu cầu HS viết phương trình hóa học của phản ứng xẩy ra

? So sánh độ hoạt động hóa học của kẽm (hoặc sắt) so với đồng.

- Vận dụng: HS viết PT phản ứng của kim loại Mg, Al, Zn... với dung dịch CuSO4 hay AgNO3.

Nhận xét về độ hoạt động hóa học của

kim loại Mg, Al, Zn so với Cu, Ag

+ Yêu cầu HS rút ra kết luận về phản ứng của kim loại với dung dịch muối.

- GV thông báo: đối với các KL mạnh như Ca, Na, K khi tác dụng với dung dịch muối của KL kém hoạt động hơn sẽ không cho SP muối mới và kim loại mới, vì khi vào dung dịch chúng sẽ phản ứng ngay với nước vậy không thực hiện làm TN với các KL này sẽ gây nguy hiểm.

* HS làm thí nghiệm, quan sát, nhận xét hiện tượng xẩy ra:

- HS làm TN: Cho một dây kẽm (hoặc đinh sắt) vào dung dịch đồng (II) sunfat.

- HS theo dõi, quan sát hiện tượng  rút ra nhận xét:

+ Có chất mầu đỏ bám ngoài dây dây kẽm (hoặc đinh sắt).

+ Dây kẽm (hoặc đinh sắt) tan dần.

+ Mầu xanh của dung dịch đồng (II) sunfat nhạt dần.

* Học sinh giải thích hiện tượng:

- Chất mầu đỏ bám ngoài dây dây kẽm (hoặc đinh sắt) là kim loại Cu.

- Kẽm (sắt) đã đẩy Cu ra khỏi dung dịch đồng (II) sunfat để tạo ZnSO4 (FeSO4) nên kẽm (sắt) đã bị tan dần, Cu bị đẩy khỏi dịch đồng (II) sunfat đã bám vào dây kẽm (hoặc đinh sắt)

- Dung dịch tạo thành là ZnSO4 (FeSO4) nên mầu xanh ban đầu của đồng (II) sunfat đã bị nhạt dần

* HS So sánh độ hoạt động hóa học của kẽm (hoặc sắt) so với đồng.

+ Kẽm (sắt) hoạt động hóa học mạnh hơn Cu.

* Vận dụng: HS viết PT phản ứng của kim loại Mg, Al, Zn... với dung dịch CuSO4 hay AgNO3.

Mg + CuSO4 à MgSO4 + Cu

Fe + AgNO3 à Fe(NO3)2 + Ag

* HS kết luận: kim loại hoạt động hóa học mạnh hơn có thể đẩy kim loại hoạt động hóa học yếu hơn ra khỏi dung dịch muối, tạo thành muối mới và kim loại mới


b. Sử dụng thí nghiệm theo phương pháp kiểm chứng

 * Ví dụ: Tính chất hóa học của axit (Bài 3_Hóa học 9)

Mục đích của thí nghiệm: Kiểm tra tính chất hóa học chung của axit:

Hoạt động của GV

Hoạt động của HS

- GV cho HS đọc SGK và nêu các tính chất hóa học chung của axit.

- Trong điều kiện thí nghiệm GV đã chuẩn bị được:

+ Hóa chất: dung dịch HCl, Fe, H2SO4loãng , Al, Cu(OH)2, Fe2O3; CaCO3;  giấy quỳ tím.

+ Dụng cụ: ống nghiệm

Yêu cầu HS đề xuất các thí nghiệm để kiểm chứng tính chất hóa học chung của axit.

- GV yêu cầu HS dự đoán hiện tượng và viết các các phương trình phản ứng xẩy ra.

- GV tổ chức cho HS làm thí nghiệm theo nhóm yêu cầu HS quan sát,

- Từ các thí nghiệm trên kết luận lại tính chất hóa học của axit.

- HS nêu các tính chất hóa học chung của axit.

+ Làm đổi mầu chất chỉ thị

+ Tác dụng với kim loại

+ Tác dụng với bazơ

+ Tác dụng với oxit bazơ

+ Tác dụng với muối.

- HS đề xuất các thí nghiệm để kiểm chứng tính chất hóa học chung của axit.

+ Axit HCl làm đổi mầu quỳ tím.

+ Axit HCl, H2SO4loãng tác dụng với Fe, Al.

+ Axit H2SO4loãng tác dụng với Cu(OH)2

+ Axit HCl tác dụng với Fe2O3

+ Axit HCl tác dụng với CaCO3

- HS dự đoán hiện tượng và viết các các phương trình phản ứng xẩy ra.

- HS tiến hành làm TN, quan sát hóa chất trước và sau phản ứng, so sánh với dự đoán, giải thích hiện tượng xảy ra.

+ Kết luận về tính chất hóa học của axit.

c. Sử dụng thí nghiệm theo phương pháp phát hiện và giải quyết vấn đề

 * Ví dụ: Tính chất hóa học của saccarozo (Bài 51_Hóa học 9)

Mục đích của thí nghiệm: Tìm hiểu tính chất hóa học của saccarozo.

Hoạt động của GV

Hoạt động của HS

- Nêu vấn đề:

+ Viết công thức phân tử của Glucozơ và saccarozo.

+ Nhận xét về thành phần, số lượng các nguyên tử trong phân tử.

+ Cho biết điểm giống nhau về tính chất hóa học giữa hai chất này.

- Tạo mâu thuẫn bằng nhắc lại kiến thức đã học, làm xuất hiện mâu thuẫn:

“ Cả 2 chất trong thành phần đều có các nguyên tố như nhau, đều có nhóm OH trong phân tử, chỉ khác nhau về số lượng các nguyên tố và số lượng nhóm OH, vậy tính chất hóa học của chúng có hoàn toàn giống nhau không?„

- Trong điều kiện thí nghiệm có Glucozơ,  saccarozo; AgNO3; dd NH3 làm thế nào để kiểm tra dự đoán trên?

- Nếu phản ứng xẩy ra thì làm thế nào để nhận biết rằng đã có phản ứng xẩy ra?

- GV hướng dẫn HS tiến hành TN:

Cho Glucozơ và saccarozo lần lượt vào 2 ống nghiệm đựng dung dịch AgNO3 trong NH3, sau đó đun nóng nhẹ, quan sát hiện tượng trước và sau phản ứng, rút ra nhận xét.

- Kết luận về phản ứng dung dịch AgNO3 trong NH3

- Để phân biệt Glucozơ với  saccarozo, rượu etilic có thể dùng thuốc thử nào?

- GV: Cho dung dịch saccarozo vào ống nghiệm, thêm vài giọt dung dịch H2SO4, đun nóng 2-3 phút. Sau đó thêm dung dịch NaOH đề trung hòa. Cho dung dịch vừa thu được vào ống nghiệm chứa dung dịch AgNO3 trong NH3. quan sát hiện tượng xẩy ra.

- Giải thích: khi đun nóng dung dịch có axit làm xúc tác, saccarozo bị thủy phân  tạo ra glucozơ và fructozơ. Chính glucozơ đã tham gia phản ứng tráng gương nên có kết tủa Ag xuất hiện.

- GV hướng dẫn HS viết PT phản ứng xẩy ra.

- HS viết công thức phân tử của Glucozơ và saccarozo.

- Nhận xét: Cả 2 chất trong thành phần đều có các nguyên tố như nhau, đều có nhóm OH trong phân tử, chỉ khác nhau về số lượng các nguyên tố và số lượng nhóm OH vậy 2 chất này đều có tham gia phản ứng tráng gương .

- HS dự đoán: Cả Glucozơ,  saccarozo đều phản ứng hoặc chỉ có glucozơ phản ứng.

- Nhận biết phản ứng xẩy ra qua sản phẩm có kết tủa trắng bạc.

- HS tiến hành thí nghiệm.

- Nhận xét:

+ Ống đựng saccarozo không có phản ứng xẩy ra.

+ Ống đựng Glucozơ có kết tủa trắng bạc xuất hiện.

- Kết luận: saccarozo không có phản ứng tráng gương.

- Để phân biệt Glucozơ với  saccarozo, rượu etilic có thể dùng thuốc thử AgNO3 trong NH3

- HS thực hiện tiếp TN, quan sát thấy có kết tủa trắng bạc xuất hiện.

- Dự đoán:khi đun nóng  saccarozo có axit làm xúc tác, saccarozo bị thủy phân  tạo ra glucozơ.

- HS viết PT phản ứng xẩy ra.

C12H22O11 + H2O   axit. t0 à C6H12O6(glu co zơ)  + C6H12O6 (fructozơ)

 Như vậy, có thể thấy các phương pháp sử dụng thí nghiệm trên đều rất tích cực, song mỗi phương pháp đều có những đặc điểm và điểm mạnh nhất định. Vì vậy tùy vào mục tiêu, nội dung, vị trí bài dạy trong chương trình, tính phức tạp của dụng  cụ và độc hại của hóa chất, kĩ năng thí nghiệm đã có của HS và vị trí sử dụng TN mà GV nên lựa chọn phương pháp sử dụng cho hợp lí. Với các TN độc hại dễ gây cháy nổ thì cần được thực hiện bởi GV. Các TN của GV cần tăng cường theo phương pháp nghiên cứu, hạn chế việc sử dụng thí nghiệm theo phương pháp minh họa nhằm phát huy tính tích cực nhận thức, rèn luyện tính tự học và tư duy của HS. Với các thí nghiệm đơn giản, sử dụng hóa chất ít độc hại, khó gây nguy hiểm cho HS thì có thể cho HS thực hiện dưới sự hướng dẫn của GV.