Nâng cao chất lượng sử dụng thí nghiệm trong
dạy học hóa học phần vô cơ lớp 11
chương trình cơ bản– trung học phổ thông
Improving quality of using chemical experiment in
teaching inorganie chemistry grade 11- elementary programme at high school
NXB H. : ĐHGD, 2012 Số trang 120 tr. + Ngô Quốc Triệu
Trường Đại học Quốc gia Hà Nội; Trường Đại học Giáo dục
Luận văn ThS ngành: Lý luận và phương pháp dạy học (bộ môn Hóa học);
Mã số: 60 14 10
Cán bộ hướng dẫn khoa học: TS. Nguyễn Thị Kim Thành
Năm bảo vệ: 2012 Abstract. Trình bày cơ sở lý luận và thực tiễn của vấn đề nâng cao chất lượng sử dụng thí
nghiệm trong dạy học. Nghiên cứu sử dụng hệ thống thí nghiệm trong dạy học hóa học
trong phần vô cơ lớp 11 chương trình cơ bản: đổi mới phương pháp dạy hóa học ở Việt
Nam; chất lượng dạy học; thí nghiệm hóa học trong dạy hóa học ở trường trung học phổ
thông. Thực nghiệm sư phạm.
Keywords: Giáo dục học; Phương pháp giảng dạy; Hóa học; Lớp 11; Thí nghiệm
Content.
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Trong chiến lược phát triển giáo dục và đào tạo của nước ta đã nhấn mạnh vai trò then chốt của
việc đổi mới phương pháp giảng dạy theo hướng lấy người học làm trung tâm, giúp tăng cường tính
tích cực, chủ động, sáng tạo của người học. Trong giảng dạy phải ưu tiên áp dụng linh hoạt, thường
4. Khách thể, đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
4.1. Khách thể nghiên cứu
Quá trình giảng dạy môn hóa học ở trường trung học phổ thông.
4.2. Đối tượng nghiên cứu
Các thí nghiệm thuộc phần vô cơ lớp 11 chương trình cơ bản và cách thức sử dụng các thí
nghiệm này theo hướng dạy học tích cực.
4.3. Phạm vi nghiên cứu
- Nội dung: Phần hóa học vô cơ lớp 11 chương trình cơ bản.
-Địa điểm: tại các trường THPT ở Mỹ Hào- Hưng Yên.
5. Giả thuyết khoa học
-Trong quá trình dạy học hoá học, biết sử dụng các thí nghiệm theo hướng như là nguồn kiến thức
giúp học sinh khai thác, tìm kiếm kiến thức hoặc để kiểm chứng, kiểm tra những dự đoán, suy luận lí
thuyết, hình thành khái niệm thì sẽ nâng cao chất lượng sử dụng thí nghiệm theo hướng dạy học tích
cực từ đó nâng cao được chất lượng dạy học. 6. Phƣơng pháp nghiên cứu
6.1 Nhóm phương pháp nghiên cứu lý luận
Nghiên cứu, tham khảo các tài liệu có liên quan: Các công trình nghiên cứu, sách, báo, tạp chí
chuyên ngành về các vấn đề liên quan từ đó hệ thống, khái quát hóa làm cơ sở lý luận cho đề tài.
6.2 Nhóm phương pháp nghiên cứu thực tiễn
- Phương pháp phỏng vấn, điều tra thực tiễn.
- Phương pháp thực nghiệm sư phạm.
6.3. Phương pháp thống kê toán học, ứng dụng khoa học sư phạm
Sử dụng các kiến thức và phương pháp của thống kê toán học, các phần mềm tin học để xử lí,
phân tích và đánh giá các kết quả thực nghiệm sư phạm.
7. Đóng góp mới của đề tài
- Đề xuất được 4 biện pháp sử dụng hệ thống thí nghiệm trong giảng dạy phần vô cơ lớp 11 chương
trình cơ bản.
- Soạn được 4 giáo án giảng dạy theo hướng nâng cao chất lượng sử dụng các thí nghiệm theo
1.2.2. Chất lượng dạy học ( CLDH)
1.2.3. Một số định hướng đổi mới để nâng cao CLDH
1.2.3.1. Những định hướng đổi mới và phát triển trong xây dựng chương trình chuẩn môn Hóa học
THPT
1.2.3.2. Những quan điểm, định hướng cơ bản về đổi mới SGK
1.2.3.3. Định hướng cơ bản về đổi mới KTĐG
1.3. Thí nghiệm hóa học trong dạy học hóa học ở trƣờng THPT
1.3.1 Vai trò của thí nghiệm hoá học trong dạy học hoá học
1.3.2. Phân loại thí nghiệm trong dạy học hoá học
1.3.3.Những yêu cầu sư phạm của việc sử dụng thí nghiệm trong dạy học hóa học
1.3.3.1.Những yêu cầu sư phạm thí nghiệm biểu diễn của giáo viên
1.3.3.2-Những yêu cầu sư phạm đối với thí nghiệm thực hành
1.3.4.Thực trạng sử dụng thí nghiệm hoá học trong một số trường THPT ở Hưng Yên
1.3.5. Phương pháp sử dụng thí nghiệm hoá học theo hướng dạy học tích cực
1.3.5.1. Sử dụng thí nghiệm theo phương pháp nghiên cứu
1.3.5.2. Sử dụng thí nghiệm đối chứng
1.3.5.3. Sử dụng thí nghiệm nêu vấn đề
1.3.5.4. Sử dụng thí nghiệm hoá học tổ chức cho học sinh nghiên cứu tính chất các chất
1.3.6. Ứng dụng công nghệ thông tin trong việc sử dụng thí nghiệm hóa học
Kết luận chƣơng 1
CHƢƠNG 2
SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC HOÁ HỌC
PHẦN VÔ CƠ LỚP 11 CHƢƠNG TRÌNH CƠ BẢN
2.1. Đặc điểm của phần hóa học vô cơ lớp 11 chƣơng trình cơ bản
2.1.1. Đặc điểm vị trí
2.1.2. Nội dung kiến thức
2.2. Hệ thống thí nghiệm trong phần vô cơ lớp 11 chƣơng trình cơ bản
2.2.1. Hệ thống các thí nghiệm
2.2.2. Một số hình ảnh về dụng cụ thí nghiệm
2.2.3. Kĩ năng sử dụng đúng, hiệu quả các dụng cụ và hóa chất thí nghiệm
4
Cl và đun nóng thì có khí không màu thoát ra là N
2
.
PTHH: NH
4
Cl + NaNO
2
o
t
N
2
↑ + NaCl + 2 H
2
O
- Khí N
2
theo ống dẫn khí đi vào ống nghiệm úp ngược chứa đầy nước, do khí N
2
tan ít trong nước
nên đã dần chiếm chỗ của nước trong ống nghiệm, đẩy nước ra ngoài chậu thủy tinh.
* Chú ý:- Có thể thay thế bình cầu 2 cổ bằng bình Wurzt.
- Có thể thực hiện thí nghiệm điều chế một lượng nhỏ N
2
bằng cách đun nóng nhẹ dung dịch
bão hòa NH
4
NO
3
đậm đặc và lọ đựng dung dịch HCl đậm đặc.
*Cách tiến hànhTN
- Để 2 lọ hóa chất ở cạnh nhau đồng thời mở lắp đậy của 2 lọ *Hiện tượng và giải thích Hình 2.30. Khí NH
3
tác dụng với khí HCl
Hình 2.29. Thí nghiệm về tính tan nhiều của NH
3
trong nước
- Có “khói” trắng bay lên ở phía trên của 2 lọ hóa chất, do khí HCl và NH
3
cho vào ống nghiệm thứ nhất, trộn đều, đậy ống
nghiệm bằng nút cao su có ống dẫn khí xuyên qua rồi nắp nằm ngang lên giá, miệng hơi hướng
xuống dưới.
-Dùng ống nghiệm thứ hai nút bông, nắp lên giá, úp xuống nối với ống dẫn khí từ ống nghiệm thứ
nhất để thu khí NH
3.
.
-Dùng đèn cồn đun nóng ống nghiệm thứ nhất.
Hình 2.31.Điều chế khí amoniac trong phòng thí nghiệm
* Hiện tượng và giải thích
- Khi đun thì thấy có khí thoát ra từ ống nghiệm thứ nhất theo ống dẫn khí vào ống nghiệm thứ hai,
khí NH
3
thu được nhẹ hơn không khí nên được thu vào ống nghiệm thứ hai bằng phương pháp đẩy
không khí.
PTHH: 2NH
4
Cl + Ca(OH)
2
o
t
CaCl
2
+ 2 NH
3
↑ + 2 H
2
- Sau khi đun một thời gian thì thấy ở phía dưới tấm kính xuất hiện các tinh thể mầu trắng do khi đun
nóng NH
4
Cl bị phân hủy:
PTHH:
NH
4
Cl
(R)
o
t
NH
3(K)
+ HCl
(K)
Khí NH
3
và HCl bay lên miệng ống nghiệm gặp nhiệt độ thấp hơn đã kết hợp với nhau tạo tinh thể
NH
4
Cl màu trắng
* Chú ý:
- Thí nghiệm này cũng chứng minh hiện tượng thăng hoa hóa học của NH
4
Cl
Thí nghiệm 10: Axit nitric tác dụng với đồng
* Dụng cụ và hóa chất
-Dụng cụ: Bình tam giác, pipet,
3 3 2 2 2
Cu 4HNO (®Æc) Cu(NO ) 2N O 2H O
* Chú ý:
-Khí NO
2
độc hại và thoát ra rất mạnh nên thí nghiệm cần thực hiện trong tủ hốt có hệ thống hút và
xử lí khí NO
2
.
- Nếu không có buồng kính thì nên sử dụng mẩu đồng thật nhỏ và dùng nút bông có tẩm dung dịch
kiềm đặc làm nút bình tam giác để ngăn không cho NO
2
thoát ra ngoài môi trường.
- Sau khi kết thúc thí nghiệm nên ngâm bình đựng hóa chất vào chậu đựng nước vôi để trung hòa hết
axit trong bình.
Thí nghiệm 13 : Điều chế axit nitric trong phòng thí nghiệm
* Dụng cụ và hóa chất
-Dụng cụ: Một bình cầu thủy tinh cổ cao, một bình cầu thủy tinh có cổ cong nhỏ, ống hút nhỏ giọt,
thìa lấy hóa chất, chậu thuỷ tinh, giá đỡ, đèn cồn, diêm.
-Hóa chất: NaNO
3
(r), axit H
2
SO
4
đặc, nước đá.
*Cách tiến hànhTN
đặc tạo ra khí HNO
3
thoát sang bình cầu
cổ cao, ở đó có nhiệt độ thấp nên HNO
3
bị ngưng tụ tạo dung dịch HNO
3
không màu.
PTHH: NaNO
3
(r) + H
2
SO
4
(®Æc)
o
t
HNO
3
↑ + NaHSO
4
* Chú ý:
- Có thể dùng bông tẩm dung dịch kiềm đặc để nút phần miệng bình cầu cổ cao bị hở lại để khí
HNO
3
không bị thoát ra ngoài
- Nếu không có bình cầu cổ cong thì có thể dùng bình cầu có 2 cổ trong đó một cổ có nút thông
thường còn một cổ có nút cao su có ống dẫn khí xuyên qua và dẫn vào bình cầu cổ cao.
O
5
điphotpho trioxit
Dư oxi: 4 P + 5 O
2
o
t
2 P
2
O
5
điphotpho pentaoxit
Các thí nghiệm còn lại (xin vui lòng xem phần phụ lục)
2.2.5. Một số nhận xét và đề xuất
2.2.5.1. Về cách thực hiện và kết quả thực hiện thí nghiệm
2.2.5.2. Bổ sung thêm một số thí nghiệm so với sách giáo khoa đề xuất
2.2.5.3. Điều chế, bảo quản và sử dụng hoá chất
2.2.5.4. Cải tiến thực hiện thí nghiệm
2.2.5.5. Về tổ chức thực hiện TN trong giờ học
2.3. Phƣơng pháp sử dụng thí nghiệm trong dạy học phần vô cơ lớp 11
2.3.1. Sử dụng thí nghiệm giáo viên theo phương pháp nghiên cứu, kiểm chứng trong dạy bài mới
- Sử dụng thí nghiệm giáo viên theo phương pháp nghiên cứu
- Ví dụ : Thí nghiệm khí NH
3
tác dụng với HCl
Hoạt động của GV
Hoạt động của HS
phản ứng với
dung dịch HCl, dung dịch muối AlCl
3
.
*HS nhận xét hiện tượng xảy ra :
-HS theo dõi, quan sát và rút ra nhận xét.
- Khi chưa nhúng 2 đũa thủy tinh vào các dung
dịch mà để cạnh nhau thì không có hiện tượng gì
xảy ra.
-HS theo dõi, quan sát và rút ra nhận xét.
- Khi nhúng 2 đũa thủy tinh vào các dung dịch mà
để cạnh nhau thì có một làn khói trắng xuất hiện ở
giữa 2 đũa.
* HS giải thích hiện tượng :
+ Do NH
3
, HCl trong dung dịch
đặc, bay hơi dễ
dàng nên chúng phản ứng với nhau tạo thành khói
màu trắng.
+ Khói màu trắng là các tinh thể rất nhỏ của
NH
4
Cl
+ Phương trình hóa học
* HS dự đoán hiện tượng xảy ra.
-GV tiến hành TN, yêu cầu HS quan sát hiện
tượng và kiểm định dự đoán.
-GV yêu cầu HS giải thích hiện tượng dựa trên hệ
thống câu hỏi:
- Dung dịch NH
3
có chứa anion nào? Tại sao?
Giải thích
- Dung dịch AlCl
3
có chứa cation nào? Giải
thích?
- Kết tủa dạng keo trắng là chất gì?
- Viết phương trình phân tử, phương trình ion rút
gọn của phản ứng? *HS nhận xét hiện tượng quan sát được.
+ Có kết tủa dạng keo trắng
+ Cho dư NH
3
thì kết tủa không tan.
* HS giải thích :
4
Cl
PT ion rút gọn:
Al
3+
+ 3 NH
3
+ 3 H
2
O →
Al(OH)
3
↓ + 3 NH
4
+
2.3.2. Sử dụng thí nghiệm học sinh theo phương pháp nghiên cứu, kiểm chứng khi dạy bài mới
Ví dụ : Thí nghiệm muối amoni tác dụng với dung dịch kiềm (sử dụng theo phương pháp nghiên
cứu)
Hoạt động của GV
Hoạt động của HS
- GV đặt vấn đề: muối amoni tác
dụng với dung dịch kiềm như thế
nào?
- GV yêu cầu HS giới thiệu về
mục đích, dụng cụ, hóa chất thực
hiện thí nghiệm.
o
t
Na
2
SO
4
+ 2 NH
3
↑ + 2 H
2
O
PT ion rút gọn:
gọn.
NH
4
+
+ OH
-
o
t
NH
3
↑ + H
2
O
I. NỘI DUNG THÍ NGHIỆM
1. Thí nghiệm 1
Tính oxi hóa của HNO
3
đặc và loãng
a. Chuẩn bị tiến hành thí nghiệm
Thực hiện như Sgk.
Lưu ý: HS lấy lượng nhỏ hóa chất vì trong sản phẩm
phản ứng có khí NO và NO
2
rất độc.
b. Hiện tượng và giải thích
- Cho mảnh Cu vào ống nghiệm chứa HNO
3
đặc có
khí NO
2
màu nâu bay ra vì HNO
3
đặc bị khử đến
NO
2
. Mảnh đồng tan dần, dung dịch chuyển sang
màu xanh do Cu bị oxi hóa tạo ra Cu
2+
Cu + 4H
+
+ NO
3
* Hoạt động 5
- GV yêu cầu HS thu dọn, vệ sinh dụng cụ hóa
chất, phòng thực hành.
- GV nhận xét, đánh giá về buổi thực hành.
chuyển sang màu xanh do Cu bị oxi hóa tạo ra Cu
2+
Cu + 8H
+
+ 2NO
3
-
→ Cu
2+
+ 2NO + 4H
2
O
2. Thí nghiệm 2
Tính oxi hóa của KNO
3
nóng chảy
a. Chuẩn bị tiến hành thí nghiệm:
Phân biệt một số loại phân bón hóa học.
a. Chuẩn bị tiến hành thí nghiệm
Thực hiện như SGK.
b. Quan sát hiện tượng và giải thích
- Các mẫu phân đều tan trong nước cho các dung
dịch tương ứng.
-Lấy mỗi dd 1 ml cho sang ống nghiệm khác, đánh
dấu tương ứng để làm mẫu thử.
* Xác định phân amoni sunfat
- Nhỏ dd NaOH lần lượt vào các mẫu thử, nếu
trường hợp nào có khí mùi khai bay lên thì đó là mẫu
thử (NH
4
)
2
SO
4
. Hai mẫu thử còn lại không có khí
bay lên.
PTHH: (NH
4
)
2
SO
4
+ 2NaOH →
Na
trường hợp nào có kết tủa trắng (AgCl) là ống
nghiệm ban đầu đựng dung dịch KCl. Trường hợp
không có kết tủa trắng là ống đựng dung dịch
Ca(H
2
PO
4
)
2
.
PTHH: KCl + AgNO
3
→ AgCl ↓ + KNO
3
PT ion rút gọn: Cl
─
+ Ag
+
→ AgCl ↓
2.3.4.Dùng TN để xây dựng bài tập thực nghiệm
2.3.5. Sử dụng thí nghiệm trong kiểm tra, đánh giá
2.4. Một số giáo án minh họa
Kết luận chƣơng 2
CHƢƠNG 3
THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM
3.1. Mục đích và nhiệm vụ của thực nghiệm sƣ phạm
3.1.1.Mục đích của thực nghiệm
3.1.2.Nhiệm vụ của thực nghiệm
48
11A
8
49
3.2.1.2.Chọn bài dạy và xây dựng giáo án
3.2.2. Tiến hành
3.2.2.1. Tiến hành các giờ dạy theo kế hoạch
3.2.2.2. Phương tiện kĩ thuật
3.2.2.3. Tiến hành kiểm tra
3.2.3. Kết quả thực nghiệm
3.2.4. Xử lí kết quả thực nghiệm
3.2.4.1. Lập bảng phân phối : tần suất, tần suất luỹ tích
3.2.4.2. Vẽ đồ thị đường luỹ tích theo bảng phân phối tần suất luỹ tích
3.2.4.3. Vẽ biểu đồ biểu diễn trình độ học sinh
3.2.4.4. Tính các tham số đặc trưng thống kê
Bảng 5 : Giá trị của các tham số đặc trưng
Bài KT
Đối tượng
n
X
± m
S
2
2
TN
95
7.21±0.17
2.78
1.67
23.15
3.03
ĐC
95
6.44±0.19
3.36
1.83
28.44
3
TN
95
7.34±0.16
2.31
1.52
20.71
3.25
ĐC
95
6.51±0.20
3.87
1.97
6.19±0.18
3.03
1.74
28.11
3.2.5. Phân tích kết quả thực nghiệm
3.2.5.1. Phân tích kết quả định tính
3.2.5.2. Phân tích kết quả định lượng
Kết luận chƣơng 3
KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ
1. Kết luận
Căn cứ vào mục đích, nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài, với sự giúp đỡ tận tình của cô giáo hướng dẫn,
các bạn đồng nghiệp, các em học sinh và sự nỗ lực của bản thân, tôi đã cơ bản hoàn thành đề tài
nghiên cứu của mình và đã thu được những kết quả như sau:
1. Hệ thống được những cơ sở lý luận về việc nâng cao chất lượng sử dụng TNHH trong dạy học
theo hướng dạy học tích cực. Đây là một trong những định hướng quan trọng của việc đổi mới PPDH
hoá học ở trường phổ thông. Với cơ sở lí luận này chúng tôi đã định hướng cho việc nghiên cứu của
đề tài.
2. Từ sự nghiên cứu chương trình hoá học phần vô cơ lớp 11 chương trình cơ bản chúng tôi đã xây
dựng được hệ thống gồm 27 TN cần được tiến hành trong giảng dạy và đề xuất phương pháp tiến
hành các TN đó có trú trọng đến các yếu tố đảm bảo TN thành công, an toàn, sử dụng thuận tiện
trong giờ học.
3. Trong quá trình nghiên cứu chúng tôi đã đề xuất cải tiến một số dụng cụ thí nghiệm và cách tiến
hành TN, điều chế, bảo quản một số hoá chất cần thiết để đảm bảo thực hiện đầy đủ, thành công
trong điều kiện thực tế của trường phổ thông.
4. Đề xuất các phương hướng sử dụng các TNHH trong dạy học phần hoá vô cơ lớp 11 chương
trình cơ bản theo hướng dạy học tích cực. Các đề xuất của chúng tôi đều được minh hoạ bằng các ví
dụ cụ thể và đã soạn 4 giáo án thực nghiệm.
5. Tiến hành thực nghiệm sư phạm ở 190 HS lớp 11 thuộc trường THPT Mỹ Hào tỉnh Hưng Yên
với các bài dạy. Sau các giờ thực nghiệm đều có nhận xét, rút kinh nghiệm giờ dạy của tổ chuyên
7. Nguyễn Cƣơng. Sử dụng phối hợp các phương pháp dạy học hiện đại và
phương tiện kĩ thuật dạy học để nâng cao chất lượng dạy học hoá học. Bài giảng lớp tập huấn giảng
viên cao đẳng sư phạm.
8. Nguyễn Cƣơng- Nguyễn Xuân Trƣờng-Nguyễn Thị Sửu- Đặng Thị Oanh-Hoàng Văn Côi-
Trần Trung Ninh. Thí nghiệm thực hành phương pháp dạy học hoá học. Nxb Đại học sư phạm,
2005.
9. Nguyễn Cƣơng và các cộng sự (2005) . Thí nghiệm thực hành- Phương
pháp dạy học hóa học. Nxb Đại học Sư phạm.
10. Trần Thị Đà- Đặng Trần Phách. Cơ sở lí thuyết các phản ứng hoá học. Nxb Giáo dục, 2004.
11. Trần Quốc Đắc . Hoàn thiện hệ thống thí nghiệm hóa học để nâng cao chất lượng dạy học ở
THCS Việt Nam, Luận án phó tiến sĩ giáo dục học, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội.
12.Trần Quốc Đắc (2007) . Hướng dẫn thực hành hóa 10. Nxb Giáo dục.
13.Trần Quốc Đắc (2007). Hướng dẫn thực hành hóa 11. Nxb Giáo dục.
14. Nguyễn Tinh Dung. Hoá học phân tích-Phần II: Các phản ứng ion trong dung dịch nước. Nxb
Giáo dục, 2001.
15. Nguyễn Thị Hoa. Sử dụng thí nghiệm và các phương tiện kĩ thuật dạy học để nâng cao tính tích
cực, chủ động cho học sinh trong học tập hoá học 10,11.
16. Nguyễn Thị Hoa (2003) . Sử dụng thí nghiệm và các phương tiện kĩ thuật dạy học để nâng cao
tính tích cực, chủ động của học sinh trong học tập hóa học 10, 11 trường THPT ở Hà Nội. Luận văn
thạc sĩ giáo dục học, Trường ĐHSP Hà Nội.
17. Trần Bá Hoành. Lý luận cơ bản về dạy và học tích cực. Dự án đào tạo GV THCS - Hà nội
6/2003.
18. Lê Kim Huệ . Một số phương pháp nâng cao chất lượng dạy học môn hóa học trung học phổ
thông (Chương 2: Nitơ – Photpho sách giáo khoa hóa học 11). Luận văn thạc sĩ sư phạm hóa học,
2012.
19. Vũ Thị Loan (2004)- Hóa học đại cương 3- Thực hành trong phòng thí
nghiệm. Nxb Đại học Sư phạm.
20.Nghị quyết Đại hội đảng khoá IX; khoá X.
21. Phạm thị Mai. Sử dụng bài tập trắc nghiệm khách quan và tự luận trong kiểm tra- đánh giá
kiến thức hoá học của học sinh lớp 12 trường THPT . Luận văn thạc sĩ khoa học giáo dục,2003.