TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI 2
KHOA HÓA HỌC
**********
ĐÀM THỊ THÚY HỒNG
XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP
CHƢƠNG “PHẢN ỨNG OXI HÓA KHỬ.
HÓA HỌC VÀ DÒNG ĐIỆN” CỦA HỌC PHẦN
HÓA HỌC ĐẠI CƢƠNG 2 BẬC ĐẠI HỌC
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Chuyên ngành: Hóa học vô cơ
HÀ NỘI - 2018
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI 2
KHOA HÓA HỌC
**********
ĐÀM THỊ THÚY HỒNG
XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP
CHƢƠNG “PHẢN ỨNG OXI HÓA KHỬ.
HÓA HỌC VÀ DÒNG ĐIỆN” CỦA HỌC PHẦN
HÓA HỌC ĐẠI CƢƠNG 2 BẬC ĐẠI HỌC
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Chuyên ngành: Hóa học vô cơ
Ngƣời hƣớng dẫn khoa học:
Bài tập hóa học
Dd
Dung dịch
GV
Giảng viên
Sđđ
Suất điện động
SV
Sinh viên
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ....................................................................................................................1
1. Lí do chọn đề tài ....................................................................................................1
2. Mục đích nghiên cứu .............................................................................................2
3. Khách thể và đối tƣợng nghiên cứu.....................................................................2
4. Nhiệm vụ nghiên cứu ............................................................................................3
5. Phạm vi nghiên cứu ...............................................................................................3
6. Giả thuyết nghiên cứu ...........................................................................................3
7. Phƣơng pháp nghiên cứu......................................................................................3
8. Đóng góp mới của đề tài .......................................................................................3
CHƢƠNG 2 - XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP CHƢƠNG “PHẢN ỨNG
OXI HÓA KHỬ. HÓA HỌC VÀ DÒNG ĐIỆN” BẬC ĐẠI HỌC.....................19
2.1. Dạng 1: Bài tập về phản ứng oxi hóa - khử ...................................................19
2.1.1. Bài tập ở mức độ nhận biết ............................................................................19
2.1.2. Bài tập ở mức độ thông hiểu .........................................................................21
2.1.3. Bài tập ở mức độ vận dụng ............................................................................25
2.1.4. Bài tập ở mức độ vận dụng cao .....................................................................29
2.2. Dạng 2: Bài tập về cặp oxi hóa - khử. Thế oxi hóa - khử và chiều của phản
ứng oxi hóa - khử. ....................................................................................................32
2.2.1. Bài tập ở mức độ nhận biết ............................................................................32
2.2.2. Bài tập ở mức độ thông hiểu .........................................................................34
2.2.3. Bài tập ở mức độ vận dụng ............................................................................35
2.2.4. Bài tập ở mức độ vận dụng cao .....................................................................42
2.3. Dạng 3: Bài tập về các loại điện cực và pin ...................................................45
2.3.1. Bài tập ở mức độ nhận biết ............................................................................45
2.3.2. Bài tập ở mức độ thông hiểu .........................................................................49
2.3.3. Bài tập ở mức độ vận dụng ............................................................................50
2.3.4. Bài tập ở mức độ vận dụng cao .....................................................................59
2.4. Dạng 4: Bài tập về sự điện phân .....................................................................61
2.4.1. Bài tập ở mức độ nhận biết ............................................................................61
2.4.2. Bài tập ở mức độ thông hiểu .........................................................................64
2.4.3. Bài tập ở mức độ vận dụng ............................................................................66
2.4.4. Bài tập ở mức độ vận dụng cao .....................................................................69
ĐÁP SỐ VÀ GỢI Ý TRẢ LỜI PHẦN BÀI TẬP TỰ GIẢI ................................74
KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ .........................................................................79
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO ...............................................................80
1
học một trạng thái hưng phấn, hứng thú nhận thức. Đây là một yếu tố tâm lý quan
trọng của quá trình nhận thức đang được chúng ta quan tâm. [14]
Chương trình dạy học theo định hướng phát triển năng lực được xây dựng
trên cơ sở chuẩn năng lực của môn học, trong đó năng lực chủ yếu hình thành qua
hoạt động học của người học. Hệ thống bài tập xây dựng theo định hướng phát triển
năng lực chính là công cụ để người học luyện tập nhằm hình thành năng lực và là
công cụ để GV và các cán bộ quản lý giáo dục kiểm tra, đánh giá năng lực của
người học và biết được mức độ đạt chuẩn của quá trình dạy học.
BTHH là một thành phần quan trọng trong quá trình học tập, được sử dụng
trong nhiều giai đoạn của quá trình dạy học. Giải quyết các tình huống có vấn đề do
BTHH đặt ra thể hiện khả năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn, giúp người học
hiểu sâu hơn những quy luật Hóa học và các hiện tượng Hóa học, biết phân tích
chúng vào các những vấn đề thực tiễn. Trong nhiều trường hợp, dù GV có cố gắng
trình bày vấn đề mạch lạc, lôgic, phát biểu định nghĩa, định luật chính xác đến đâu
thì đó mới là điều kiện cần chứ chưa đủ để sinh viên (SV) khắc sâu kiến thức, chỉ có
thông qua các BTHH phân hóa SV mới có thể tự đánh giá để từ đó xây dựng
phương pháp học tập phù hợp cho bản thân. Vì vậy, trong quá trình dạy học, người
GV cần biết xây dựng các BTHH định hướng phát triển năng lực.
Trên quan điểm đó cùng với sự mong muốn xây dựng được hệ thống BTHH
có chất lượng tốt, góp phần nâng cao chất lượng dạy và học ở bậc đại học, phù hợp
với việc đổi mới phương pháp dạy học, em đã chọn đề tài: Xây dựng hệ thống bài
tập chương “Phản ứng oxi hoá khử. Hoá học và dòng điện” của học phần Hóa
học đại cương 2 bậc đại học.
2. Mục đích nghiên cứu
Xây dựng hệ thống bài tập chương “Phản ứng oxi hóa khử. Hóa học và dòng
điện” của học phần Hóa học đại cương 2 bậc đại học theo định hướng phát triển
năng lực.
8. Đóng góp mới của đề tài
- Tổng quan một cách hệ thống các cơ sở lí luận có liên quan đến BTHH.
- Xây dựng hệ thống bài tập chương “Phản ứng oxi hóa khử. Hóa học và
dòng điện” của được sắp xếp theo các mức độ nhận thức và tư duy.
3
- Các câu hỏi và bài tập cung cấp cho SV kiến thức và giúp SV nhiều hơn
trong làm quen với việc tự lực tìm tòi và mở rộng tri thức.
9. Cấu trúc khóa luận
Ngoài phần mở đầu, kết luận và khuyến nghị, khóa luận gồm 2 chương:
Chương 1: Tổng quan
Chương 2: Xây dựng hệ thống bài tập chương “Phản ứng oxi hóa khử. Hóa
học và dòng điện” của học phần Hóa học đại cương 2 bậc Đại học.
4
NỘI DUNG
CHƢƠNG 1 - TỔNG QUAN
1.1. Khái niệm về bài tập hóa học
BTHH là một dạng bài tập gồm những dạng toán, những câu hỏi hay đồng
thời cả bài toán và câu hỏi, mà trong quá trình hoàn thành chúng, SV nắm được một
tri thức hay kĩ năng cụ thể hoặc hoàn thiện chúng. Câu hỏi là những bài tập mà khi
hoàn thành, SV phải tiến hành một hoạt động tái hiện các tri thức khoa học đã biết
hay kèm theo thực hành hoặc xác minh bằng thực nghiệm. BTHH là bài toán mà khi
hoàn thiện chúng SV phải tiến hành một hoạt động tự lực, sáng tạo, bát luận hình
thức trả lời bài toán là miệng hay viết, thực hành hay thí nghiệm, bất cứ BTHH nào
cũng được sắp xếp vào hai nhóm bài tập định lượng (có chứa phép tính) và bài tập
giảng dạy và môi trường học tập cũng khác xa bậc học phổ thông. Vì vậy, SV cần
có được phương pháp học tập thích hợp để có thể tiếp thu hết khối kiến thức đồ sộ
đó. Sử dụng bài tập nhằm mục đích luyện tập kết hợp với việc nghiên cứu tài liệu
giúp SV có kĩ năng tự kiểm tra, đánh giá hoạt động tự học của bản thân, từ đó có
các biện pháp phù hợp nhằm nâng cao năng lực lĩnh hội kiến thức của cá nhân.
1.2.2. Cung cấp thêm những kiến thức mới và mở rộng sự hiểu biết mà không
làm nặng nề khối lượng kiến thức của sinh viên
Ngoài tác dụng củng cố kiến thức, giải BTHH còn đào sâu, mở rộng các kiến
thức đã học, cung cấp thêm cho SV những kiến thức khoa học có liên quan và mở
rộng tầm hiểu biết của SV mà không làm nặng nề khối lượng kiến thức của SV.
Trong quá trình giải quyết các tình huống cụ thể do BTHH đề ra, SV có nhu
cầu tìm kiếm các vấn đề liên quan, đảm bảo lĩnh hội kiến thức một cách sâu sắc,
biết cách phân tích kiến thức, ứng dụng chúng vào vấn đề thực tiễn, biến kiến thức
sách vở thành vốn riêng của SV. Các BTHH được sử dụng khéo léo có thể dẫn SV
đến những suy nghĩ về một hiện tượng mới, hoặc xây dựng những khái niệm, công
thức mới để giải thích tình huống do bài tập đề ra.
1.2.3. Hệ thống hóa các kiến thức đã học
Mọi sự vật, hiện tượng, quá trình trong thế giới khách quan không tồn tại biệt
lập mà tồn tại trong một hệ thống, trong những mối quan hệ mật thiết với nhau.
Việc xây dựng hệ thống BTHH cần vận dụng quan điểm hệ thống - cấu trúc.
Thông qua việc giải BTHH mà việc ôn tập, hệ thống hóa kiến thức một cách
tích cực nhất. Trong các tiết ôn tập SV cảm thấy thích thú hơn khi hoàn thiện các
6
BTHH thay vì chỉ nhắc lại các kiến thức đã học. Trong quá trình giải quyết các tình
huống do bài tập đặt ra, SV phải nhớ lại kiến thức đã học, đào sâu khía cạnh nào đó
của kiến thức hoặc phải tổng hợp các kiến thức liên quan khác nhau để giải quyết
được vấn đề đặt ra.
Mỗi BTHH đều hướng vào một kỹ năng cơ bản xác định. Việc diễn tả câu trả
lời cho mỗi bài tập đòi hỏi SV phải tư duy ở các mức độ phù hợp với yêu cầu bài
toán (khả năng phân tích, tổng hợp, so sánh), từ đó phát triển các kĩ năng (so sánh,
quy nạp, diễn dịch, phân tích, tổng hợp, loại suy, khái quát hóa…). Giải BTHH
không những kiểm tra được mức độ chính xác của kiến thức mà còn nâng cao năng
lực làm việc độc lập của SV.
Năng lực khái quát là khả năng SV phát hiện những nét chung bản chất nhất
của nhiều vấn đề, nhiều đối tượng … để đưa vấn đề về một kiểu, dạng cụ thể. Trong
giải BTHH, năng lực khái quát hóa thể hiện khả năng SV biết nhận dạng BTHH,
tìm ra phương pháp giải chung cho từng dạng BTHH.
1.2.6. Giáo dục tư tưởng đạo đức
Để có được nền khoa học Hóa học ngày nay, lịch sử hóa học đã trải qua biết
bao cuộc thăng trầm, đấu tranh quyết liệt chống lại tư tưởng bảo thủ, lạc hậu. Nhờ
dạy học về BTHH, GV có thể giới thiệu cho SV biết được sự xuất hiện những tư
tưởng và quan điểm tiên tiến hiện đại, các phát minh làm thay đổi thế giới của các
nhà Hóa học. Tiếp xúc với các hiện tượng trong đời sống thực tế hàng ngày thông
qua các bài tập giúp SV nhìn thấy khoa học Hóa học tồn tại xung quanh mình, qua
đó kích thích đam mê, hứng thú đối với bộ môn. Giải BTHH góp phần xây dựng
một thế giới quan duy vật biện chứng, làm cho SV hiểu rõ thế giới tự nhiên là vật
chất, vật chất luôn ở trạng thái vận động, con người tin vào sức mạnh của mình, muốn
đem tài năng và trí tuệ của mình để cải tạo thế giới. Thường xuyên giải BTHH giúp SV
rèn luyện đức tính chính xác, kiên nhẫn, trung thực và lòng say mê khoa học Hóa học.
Ngoài ra, BTHH thực nghiệm còn có tác dụng rèn luyện văn hóa lao động (lao động có
tổ chức, có kế hoạch, gọn gàng, ngăn nắp, sạch sẽ nơi làm việc) [7].
1.2.7. Giáo dục kĩ năng tổng hợp
BTHH tạo điều kiện tốt nhất cho GV làm nhiệm vụ giáo dục kĩ thuật tổng
hợp cho SV, là phương tiện thuận lợi để liên hệ lí thuyết với thực hành, học tập với
8
9
- Bài tập gắn với thực tiễn: là dạng bài tập mà nội dung chứa đựng những
điều kiện, yêu cầu xuất phát từ thực tiễn đời sống. Giải bài tập này không chỉ giúp
SV giải quyết các vấn đề do thực tiễn đặt ra mà còn giúp SV vận dụng kiến thức đã
học vào đời sống và sản xuất.
1.3.2. Phân loại theo hình thức
- Bài tập tự luận: là loại bài tập khi làm bài, SV phải tự viết câu trả lời, phải
tự trình bày, lí giải, chứng minh bằng ngôn ngữ của mình [13].
- Bài tập trắc nghiệm khách quan (thường quen gọi là bài tập trắc nghiệm):
là loại bài tập mà khi làm bài SV chỉ chọn một phương án trong số các phương án
đã được cung cấp. Khi làm bài tập SV phải lựa chọn một câu trả lời đúng, hoặc điền
khuyết những cụm từ, những câu trả lời ngắn hay ghép đôi các ý kiến.
1.3.3. Phân loại theo mức độ nhận thức và tư duy
Có thể phân loại bài tập Hóa học ở các mức độ : Nhận biết - Thông hiểu Vận dụng - Vận dụng cao.
- Mức độ nhận biết: BTHH ở mức độ này chỉ yêu cầu nhận biết, tái hiện lại
kiến thức đã học một cách máy móc. SV sử dụng các kiến thức đã học trả lời dễ
dàng các BTHH này thông qua các thao tác tư duy cụ thể, bắt chước theo mẫu.
- Mức độ thông hiểu: BTHH ở mức độ này yêu cầu phản ánh đúng bản chất,
ý nghĩa kiến thức đã học (giải thích được nội dung kiến thức, diễn đạt khái niệm
theo sự hiểu biết mới của mình). SV chỉ cần nhớ lại các kiến thức đã học, thông qua các
thao tác tư duy đơn giản để trả lời một cách sáng tạo, không còn bắt chước máy móc.
- Mức độ vận dụng: BTHH ở mức độ này yêu cầu khả năng sử dụng thông
tin và biến đổi kiến thức từ dạng này sang dạng khác, vận dụng kiến thức trong tình
huống tương tự. SV phải áp dụng được các kiến thức đã học để giải quyết các vấn
đề tương tự trong cùng phạm vi nhưng đã bị thay đổi, biến đổi một phần bằng cách
phối hợp các thao tác tư duy sao cho phù hợp.
- Mức độ vận dụng cao: BTHH ở mức độ này yêu cầu sử dụng các kiến thức
đã có, nghiên cứu có hệ thống và bao quát một tình huống bằng những tiêu chí
dụng kiến thức đòi hỏi phải có khả năng phân tích, tổng hợp những kiến thức đã có
để tìm ra những thông tin phù hợp để giải quyết vấn đề.
- Vận dụng kiến thức để giải BTHH góp phần phát triển tư duy.
11
SV sẽ nắm chắc kiến thức hóa học khi họ hình thành được các kĩ năng, kĩ
xảo vận dụng và chiếm lĩnh kiến thức qua nhiều hình thức luyện tập khác nhau.
BTHH được sử dụng nhằm mục đích luyện tập hỗ trợ SV vận dụng kiến thức giải
BTHH dưới nhiều hình thức khác nhau làm kiến thức được củng cố vững chắc hơn.
1.5. Xu hƣớng phát triển của bài tập hóa học hiện nay
Trong những năm gần đây bộ Giáo dục và Đào tạo đã có những cải cách lớn
trong toàn ngành giáo dục nói chung và đặc biệt là trong việc nâng cao chất lượng
dạy và học một cách toàn diện. Nội dung dạy học được thay đổi một cách hợp lý
vừa đảm bảo cung cấp đầy đủ các kiến thức trọng tâm, vừa được sắp xếp một cách
có hệ thống tạo điều kiện thuận lợi để phát triển năng lực SV, đặc biệt là năng lực
nhận thức và tư duy. Chương trình được xây dựng vừa đảm bảo tính khoa học (cơ
bản, hiện đại), vừa kế thừa và phát triển nội dung các môn học ở cấp dưới theo cấu
trúc đồng tâm kết hợp cấu trúc tuyến tính nhằm mở rộng và nâng cao kiến thức, kĩ
năng cho SV. Chương trình môn học vận dụng các phương pháp giáo dục tích cực
hoá hoạt động của SV, nhằm khơi gợi hứng thú, phát huy tính tích cực, chủ động,
sáng tạo của SV, tăng cường các hoạt động trải nghiệm, rèn luyện kĩ năng cho SV.
Cách đánh giá kết quả giáo dục cũng được đổi mới để hỗ trợ việc phát triển phẩm
chất và năng lực cho SV. Điểm mới quan trọng nhất trong Chương trình môn Hoá
học là định hướng tăng cường bản chất hoá học của đối tượng; giảm bớt và hạn chế
các nội dung phải ghi nhớ máy móc cũng như phải tính toán theo kiểu “toán học
hoá” ít đi vào bản chất hoá học và gắn với thực tiễn [15]. Định hướng đổi mới giúp
SV hình thành thái độ học tập đúng đắn, phương pháp học tập chủ động, tích cực,
sáng tạo, lòng ham học, ham hiểu biết, năng lực tự học, năng lực vận dụng kiến thức
DẠNG
NĂNG LỰC NHẬN THỨC
NĂNG LỰC TƢ DUY
BÀI
I
Nhận biết là năng lực nhớ lại các thông tin, Tư duy cụ thể (suy luận từ
Nhận
sự kiện mà không nhất thiết phải hiểu thông tin cụ thể này đến
biết
chúng. Nhận biết được thể hiện thông qua thông tin cụ thể khác).
các hoạt động: nhận dạng, đối chiếu hoặc
chỉ ra các khái niệm, nội dung, vấn đề đã
học khi được yêu cầu.
II
Thông hiểu là năng lực hiểu ý nghĩa của Tư duy logic (phân tích, so
13
Thông thông tin và giải thích các thông tin được sánh): suy luận theo một
Vận
tin lại với nhau tạo ra ý tưởng mới, khái quát hợp, tổng hợp nhiều kiến
dụng
hóa các thông tin suy ra các hệ quả; đưa ra thức, kĩ năng).
cao
nhận định, phán quyết về giá trị thông tin,
vấn đề, sự vật, hiện tượng theo một mục
đích cụ thể. Vận dụng cao thể hiện thông
qua khả năng sử dụng các kiến thức đã học
để giải quyết một vấn đề mới hoặc không
quen thuộc chưa từng được học hoặc trải
nghiệm trước đây, nhưng có thể giải quyết
bằng các kỹ năng và kiến thức đã được dạy
ở mức độ tương đương).
14
1.7. Các dạng bài tập hóa học chƣơng “Phản ứng oxi hoá khử. Hoá học và
dòng điện” của học phần Hóa học đại cƣơng 2 bậc đại học
1.7.1. Dạng 1: Bài tập về phản ứng oxi hóa - khử
1.7.1.1. Bài tập ở mức độ nhận biết
- Trình bày khái niệm số oxi hóa, quy tắc xác định số oxi hóa.
- Trình bày khái niệm chất khử, chất oxi hóa, quá trình khử, quá trình oxi
1.7.2.3. Bài tập ở mức độ vận dụng
- Áp dụng phương trình Nernst tính thế điện cực của các cặp oxi hóa - khử.
- Tính nồng độ của các ion trong dung dịch (dd) theo phương trình Nernst.
- Xác định chiều của phản ứng oxi hóa - khử dựa vào dãy thế điện cực.
- Tính hằng số cân bằng của phản ứng oxi hóa - khử, tích số tan của chất ít
tan, hằng số bền của phức chất từ nồng độ chất oxi hóa (khử).
1.7.2.4. Bài tập ở mức độ vận dụng cao
- Giải thích chiều diễn biến của phản ứng oxi hóa - khử bằng cách tính biến
thiên thế đẳng áp - đẳng nhiệt của phản ứng oxi hóa - khử.
- Áp dụng để giải các bài tập tổng hợp, bài tập thực tiễn, bài tập nhiều kiến
thức liên quan…
1.7.3. Dạng 3: Bài tập về các loại điện cực và pin
1.7.3.1. Bài tập ở mức độ nhận biết
- Liệt kê các loại điện cực thông dụng và trình bày cấu tạo của chúng.
- Trình bày khái niệm chung, cấu tạo của một số pin thông dụng.
- Trình bày công thức tính suất điện động của pin.
- Mô tả bản chất các phản ứng xảy ra trên các điện cực của pin điện.
- Trình bày cách xác định thế điện cực và thế điện cực chuẩn.
1.7.3.2. Bài tập ở mức độ thông hiểu
- Làm rõ sự phụ thuộc của chiều diễn biến của phản ứng oxi hóa - khử vào
suất điện động (sđđ) của pin điện.
- Mở rộng dạng tổng quát của phương trình Nernst về thế điện cực để xác
định dạng tổng quát của phương trình Nernst về sđđ, biểu thức tính hằng số cân
bằng của phản ứng oxi hóa - khử xảy ra trong pin.
1.7.3.3. Bài tập ở mức độ vận dụng
- Xác định sơ đồ pin điện, chỉ rõ anot và catot, phản ứng xảy ra trên các điện
cực, phản ứng hóa học xảy ra khi pin làm việc, chiều dòng điện ở mạch ngoài.
16
17
bình điện phân, thời gian điện phân các chất, khối lượng mol chất được giải phóng,
điện lượng đi qua bình điện phân.
1.7.4.4. Bài tập ở mức độ vận dụng cao
- Thiết lập điều kiện tách chất ít tan từ dd điện phân.
- Dự đoán hiện tượng xảy ra trong bình điện phân chứa hỗn hợp các ion.
- Đánh giá khả năng tách của các ion ra khỏi dd.
- Áp dụng để giải các bài tập tổng hợp, bài tập thực tiễn, bài tập nhiều kiến
thức liên quan…
18