Luận văn Sử dụng phương pháp dạy học phức hợp hướng dẫn học sinh giải bài tập phần hoá hữu cơ lớp 11 – chương trình cơ bản

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP.HCM ------------------------- Phan Thị Mộng Tuyền SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC PHỨC HỢP HƯỚNG DẪN HỌC SINH GIẢI BÀI TẬP PHẦN HOÁ HỮU CƠ LỚP 11 – CHƯƠNG TRÌNH CƠ BẢN LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC Thành phố Hồ Chí Minh – 2009 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP.HCM ------------------------- Phan Thị Mộng Tuyền SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC PHỨC HỢP HƯỚNG DẪN HỌC SINH GIẢI BÀI TẬP PHẦN HOÁ HỮU CƠ LỚP 11 – CHƯƠNG TRÌNH CƠ BẢN Chuyên ngành : Lí luận và phương pháp dạy học hóa học Mã số : 60 14 10 LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS. TS. TRẦN THỊ TỬU Thành phố Hồ Chí Minh – 2009 MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Trong những năm gần đây, cùng với việc thực hiện đổi mới giáo dục, phương pháp dạy học cũng đã được đổi mới: từ lối dạy học truyền thụ một chiều sang dạy học theo “phương pháp dạy học tích cực” nhằm phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo, phát triển tư duy học sinh, từ đó nâng cao chất lượng dạy học. Trong dạy học hoá học có thể nâng cao chất lượng dạy học và phát triển năng lực cho học sinh bằng nhiều phương pháp dạy học khác nhau, thông qua bài truyền thụ kiến thức mới, bài tập hoá học, thực hành thí nghiệm…Trong đó, bài tập hoá học có tác dụng rất tích cực đến việc giáo dục, rèn luyện và phát triển tư duy học sinh. Bài tập hoá học vừa là mục đích, vừa là nội dung lại vừa là phương pháp dạy học hiệu nghiệm; là thước đo thực chất sự nắm vững kiến thức và kỹ năng hoá học của học sinh. Nó cung cấp cho học sinh cả kiến thức, cả con đường giành lấy kiến thức và cả niềm vui sướng của sự phát hiện và tìm ra đáp số. Mặt khác, trong chương trình và SGK mới thời lượng giành cho tiết bài tập cũng được tăng lên so với chương trình cũ. Vì vậy, việc dạy bài tập hoá học sao cho hiệu quả là một nhiệm vụ quan trọng của người giáo viên. Trên thực tế, giáo viên thường tập trung đầu tư nhiều vào kiểu bài nghiên cứu tài liệu mới mà chưa chú ý đầu tư vào tiết bài tập. Điều này gây ảnh hưởng không nhỏ đến chất lượng học tập của học sinh. Thực tế cho thấy ở nhiều học sinh kĩ năng giải bài tập rất yếu, thậm chí khi đọc một bài tập các em không định được hướng giải, nhất là học sinh ở các lớp ban cơ bản. Mặt khác, việc kiểm tra, đánh giá kết quả học tập, kiểm tra, thi cử của học sinh đã được thực hiện bằng trắc nghiệm khách quan đòi hỏi học sinh không chỉ giải đúng mà còn phải giải bài tập một cách nhanh chóng nữa. Qua tham khảo các tài liệu về PPDH, chúng tôi nhận thấy PPDH phức hợp có hiệu quả khi sử dụng để dạy bài tập hoá học. PPDH phức hợp là sự tổ hợp các phương pháp dạy học, đã được đề cập đến nhiều trong các tài liệu về PPDH. Tuy nhiên việc áp dụng PPDH phức hợp để dạy bài tập của một phần cụ thể trong 2 chương trình hoá học THPT thì chưa được quan tâm nghiên cứu. Với những lý do trên, chúng tôi chọn đề tài “ Sử dụng phương pháp dạy học phức hợp hướng dẫn học sinh giải bài tập phần hoá hữu cơ lớp 11 - chương trình cơ bản” làm đề tài nghiên cứu với mong muốn tích luỹ kinh nghiệm giảng dạy cho bản thân và chia sẻ với các bạn đồng nghiệp. 2. Mục đích nghiên cứu Sử dụng PPDH phức hợp hướng dẫn học sinh giải bài tập phần hoá hữu cơ lớp 11 – chương trình cơ bản nhằm giúp học sinh giải bài tập tốt hơn, nhanh hơn, góp phần nâng cao chất lượng dạy và học bộ môn hóa học. 3. Ðối tượng và khách thể nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: Việc sử dụng PPDH phức hợp hướng dẫn học sinh giải bài tập phần hoá hữu cơ lớp 11 – chương trình cơ bản. Khách thể nghiên cứu: Quá trình dạy học hoá học ở trường trung học phổ thông. 4. Nhiệm vụ của đề tài - Nghiên cứu cơ sở lý luận của đề tài: + Bài tập hoá học và vai trò của nó trong dạy học hoá học. + PPDH, PPDH phức hợp, xu thế đổi mới và phát triển PPDH hiện nay. - Tìm hiểu thực trạng việc dạy và học bài tập hoá học ở trường THPT. - Nghiên cứu nội dung kiến thức, bài tập phần hoá hữu cơ lớp 11, phân loại bài tập. - Sử dụng PPDH phức hợp vào hướng dẫn học sinh giải các dạng bài tập phần này. - Thực nghiệm sư phạm xác định hiệu quả của đề tài. 5. Phạm vi nghiên cứu Sử dụng PPDH phức hợp hướng dẫn HS giải bài tập giới hạn trong phần hóa hữu cơ của lớp 11 – chương trình cơ bản. 6. Giả thuyết khoa học Nếu sử dụng PPDH phức hợp một cách linh hoạt, hợp lý để hướng dẫn học sinh giải bài tập phần hoá hữu cơ lớp 11 – chương trình cơ bản thì sẽ giúp HS giải bài 3 tập tốt hơn, phát triển tư duy học sinh, nâng cao chất lượng dạy và học bộ môn hóa học. 7. Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: đọc, phân tích tổng hợp lý thuyết về cơ sở lý luận của đề tài, truy cập thông tin trên internet. - Phương pháp nghiên cứu thực tiễn: điều tra thực trạng (sử dụng phiếu điều tra, phỏng vấn, dự giờ), phương pháp chuyên gia, thực nghiệm sư phạm. - Phương pháp thống kê toán học xử lý kết quả. 8. Những đóng góp mới của đề tài - Bước đầu áp dụng PPDH phức hợp vào hướng dẫn HS giải bài tập phần hóa hữu cơ lớp 11 – chương trình cơ bản. - Đề xuất qui trình sử dụng PPDH phức hợp để hướng dẫn HS giải bài tập, trong đó sử dụng phối hợp dạy học đặt và giải quyết vấn đề, grap và algorit dạy học; rút ra một số chú ý khi sử dụng PPDH phức hợp để hướng dẫn HS giải bài tập. - Xây dựng được hệ thống các bài tập tương tự phần hóa hữu cơ lớp 11 (gồm 119 bài, mỗi dạng từ 3 bài trở lên) để rèn kĩ năng giải bài tập cho HS. - Nội dung của luận án giúp giáo viên và học sinh THPT về phương pháp dạy học sinh giải bài tập và rèn kĩ năng giải bài tập, góp phần nâng cao chất lượng dạy và học bộ môn hóa học. 4 Chương 1. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1.1. Tổng quan về vấn đề nghiên cứu Các PPDH phức hợp cũng như BTHH đã được nghiên cứu, khai thác từ nhiều khía cạnh và vận dụng nhiều vào quá trình dạy học. Tuy nhiên, việc nghiên cứu sử dụng PPDH phức hợp vào hướng dẫn học sinh giải BTHH không nhiều. Chúng tôi xin giới thiệu những công trình có liên quan và gần với đề tài mà chúng tôi nghiên cứu. 1.1.1. Giáo trình “Lý luận dạy học hóa học tập 1” của tác giả Nguyễn Ngọc Quang, 1994 [35] Giáo trình chứa đựng nhiều vấn đề: Quá trình dạy học, phương pháp dạy học, bài toán hóa học, thí nghiệm…Trong đó các phương pháp dạy học nêu vấn đề, grap dạy học, algorit dạy học được trình bày kỹ ở chương VII. - Về PPDH nêu vấn đề: khái niệm, tình huống có vấn đề và cách thức xây dựng tình huống có vấn đề trong dạy học hóa học, ba mức độ của dạy học nêu vấn đề - Phương pháp Grap dạy học: tác giả đề cập đến các vấn đề + Sơ lược về khái niệm grap toán học, phương pháp luận, mô hình hóa cấu trúc hoạt động bằng phương pháp grap, hệ thống pert, phương pháp các tiềm năng, so sánh hai phương pháp pert và các tiềm năng, phương pháp đường găng, những ưu thế của phương pháp grap, phương pháp grap dạy học: tiếp cận mới, cách xây dựng grap nội dung dạy học. + Vận dụng phương pháp grap vào bài toán hóa học: lập grap đầu bài, grap giải, biến hóa nội dung bài toán hóa học theo tiếp cận môdun, qui luật chung và năm cách biến hóa nội dung bài toán hóa học. + Triển khai bài học hóa học bằng phương pháp grap. - Phương pháp algorit: khái niệm, hai kiểu algorit dạy học, ba khái niệm cơ bản tiếp cận algorit (có ví dụ về bản ghi algorit giải một bài toán), những nét đặc trưng cơ bản của algorit dạy học, tầm quan trọng đối với mục tiêu đào tạo của việc dạy cho học sinh phương pháp algorit. 5 Bài toán hóa học được đề cập trong giáo trình (tr 113 – 124) gồm các vấn đề: Khái niệm, cơ chế phép giải, quá trình giải bài toán, những tiếp cận lý luận đối với bài toán. Đây là một tài liệu quí, chứa đựng lượng thông tin lớn, có tính khoa học cao, bố cục chặt chẽ nhưng mang tính chất là những lí luận cơ bản của quá trình dạy học hóa học. 1.1.2. Tài liệu "Phương pháp dạy học hóa học ở trường phổ thông và đại học" của tác giả Nguyễn Cương, 2007 [18] Các phương pháp dạy học nêu vấn đề (dạy học đặt và giải quyết vấn đề), grap dạy học và algorit dạy học được đề cập trong tài liệu này về cơ bản không khác nhiều so với tài liệu trên. Một số điểm khác là: - Dạy học đặt và giải quyết vấn đề: khi đề cập đến các cách xây dựng tình huống có vấn đề tác giả đồng thời đưa ra các bước thực hiện cho mỗi cách kèm theo ví dụ. Tác giả cũng đưa ra năm bước của quá trình dạy học sinh giải quyết vấn đề học tập là: làm cho HS hiểu rõ vấn đề; xác định phương hướng giải quyết, nêu giả thuyết; kiểm tra sự đúng đắn của các giả thuyết, xác nhận một giả thuyết đúng; GV chỉnh lí, bổ sung giả thuyết đúng và chỉ ra kiến thức mới cần lĩnh hội; kiểm tra lại và ứng dụng kiến thức vừa thu được. - Phương pháp grap dạy học: tác giả chỉ đề cập đến cách xây dựng grap nội dung dạy học, không đề cập đến việc vận dụng phương pháp grap vào bài tập hóa học. - Phương pháp algorit dạy học: đã có đề cập đến việc áp dụng phương pháp algorit trong thực tế dạy học hóa học ở trường phổ thông, và ưu điểm của nó, trong đó tác giả đưa ra bốn bước dạy học sinh giải bài tập theo phương pháp algorit là: tìm hiểu điều kiện bài toán; lập kế hoạch giải bài toán; thực hiện việc giải, kiểm tra sự đúng đắn của việc giải. - Về bài tập hóa học tác giả trình bày các vấn đề: tác dụng của bài tập, phân loại, qui trình giải một bài toán hóa học, chọn chữa bài tập hóa học và xây dựng bài tập hóa học mới và một số chú ý khi chữa bài tập hóa học 6 Nhìn chung, nội dung đề cập trong hai tài liệu trên mang tính chất là những lý luận làm nền tảng để tiếp tục nghiên cứu vận dụng vào một nội dung dạy học cụ thể. Các PPDH phức hợp trình bày hướng nhiều vào tiết nghiên cứu tài liệu mới, chưa đề cập nhiều đến việc vận dụng vào tiết bài tập, vào quá trình dạy HS giải bài tập. 1.1.3. Tài liệu “Phương pháp dạy học hóa học ở trường phổ thông” của tác giả Nguyễn Xuân Trường, 2006 [48] Tài liệu trình bày một số nội dung về lí luận dạy học hóa học, phương pháp dạy học hóa học, nhưng không đề cập nhiều đến PPDH phức hợp. Tác giả đặc biệt trình bày kỹ nhiều vấn đề về bài tập hóa học (tr 82 – 123) như: Ý nghĩa, tác dụng của BTHH; một số phương pháp giải BTHH; phân loại, lựa chọn và sử dụng BTHH trong dạy học hóa học; phương pháp xây dựng BTHH mới. Trong đó, tác giả đặc biệt chú ý trình bày kỹ các phương pháp giải bài tập hay có thể dùng để giải nhanh các BTHH. Tuy nhiên, tài liệu cũng chưa đề cập đến phương pháp dạy HS giải bài tập. 1.1.4. Luận án phó tiến sĩ sư phạm tâm lý “Hình thành kĩ năng giải bài tập hóa học ở trường trung học cơ sở” của tác giả Cao Thị Thặng, Viện khoa học giáo dục Hà Nội, 1995 [41] Trong luận án, tác giả đã xây dựng nội dung và phương pháp hình thành kỹ năng giải bài tập cho học sinh THCS, bao gồm: - Hệ thống kỹ năng giải bài tập; - Hệ thống các bài tập, - Xây dựng sơ đồ định hướng giải; - Hướng dẫn HS hoạt động tìm kiếm lời giải BTHH để hình thành kỹ năng giải bài tập. Đây là một công trình nghiên cứu công phu, xây dựng được sơ đồ định hướng giải cho một hệ thống bài tập. Sơ đồ định hướng giải ở đây là các bước thực hiện để giải một bài tập cụ thể, gần như một algorit giải, được tác giả sử dụng để hướng dẫn HS hoạt động tìm kiếm lời giải. Tuy nhiên quá trình hướng dẫn HS hoạt 7 động như thế nào, sử dụng những PPDH nào và trong quá trình đó HS hoạt động như thế nào thì tác giả chưa đề cập đến. Sơ đồ định hướng giải tác giả xây dựng cho từng bài tập cụ thể, chưa khái quát thành qui trình giải chung và chưa có hệ thống bài tập tương tự cho HS luyện tập. 1.1.5. Luận án tiến sĩ “Sử dụng dạy học nêu vấn đề ơrixtic để nâng cao hiệu quả dạy học chương trình hóa đại cương và hóa vô cơ ở trường THPT” của tác giả Lê Văn Năm, ĐHSP Hà Nội, 2001 [30] Trong luận án, tác giả đã xây dựng các qui trình dạy HS giải quyết vấn đề: trong các bài học về khái niệm, định luật và học thuyết hóa học cơ bản; khi nghiên cứu các nguyên tố và chất hóa học; khi nghiên cứu các bài sản xuất hóa học; qui trình dạy HS giải quyết vấn đề khi giải BTHH. Qui trình dạy HS giải quyết vấn đề khi giải BTHH mà tác giả đưa ra gồm 8 bước: - Đọc bài tập, hình dung ra vấn đề; - Ôn lại những điều đã học liên quan với vấn đề cần giải quyết trong bài toán; - Chọn tiêu chuẩn để giải quyết vấn đề. Xác định phương hướng để giải quyết; - Đọc lại các dữ liệu, mục đích bài toán, rà soát lại để củng cố, bổ sung hoặc đơn giản bớt; - Tiến hành giải theo kế hoạch; - Đánh giá việc thực hiện kế hoạch giải; - Kết luận về lời giải. Vận dụng cách giải trên vào các bài tập tương tự hoặc vấn đề tương tự trong thực tiễn. Ở đây, tác giả chỉ sử dụng phương pháp dạy học nêu vấn đề, chưa đề cập đến grap giải, algorit giải và hệ thống bài tập tương tự để HS luyện tập. 8 1.1.6. Một số luận văn, luận án khác 1. Phạm Văn Tư (2004), Xây dựng grap nội dung dạy học hoá học lớp 8, 9, 10 phổ thông, Luận án tiến sĩ giáo dục học, Hà Nội [58]. 2. 1Phan Văn An (2002), Sử dụng các phương pháp dạy học phức hợp nhằm phát huy cao độ tính tích cực, tự lực của học sinh khi nghiên cứu tài liệu mới môn hóa học ở trường trung học phổ thông, Luận văn thạc sĩ khoa học giáo dục - Phương pháp giảng dạy hóa học, Trường Đại học sư phạm Huế [4]. 3. Đào Nguyên (2004), Sử dụng phương pháp graph kết hợp một số biện pháp nâng cao chất lượng giờ ôn tập tổng kết hóa học lớp 11 trung học phổ thông, Luận văn thạc sĩ khoa học giáo dục - Phương pháp giảng dạy hóa học, Trường Đại học sư phạm Huế [32]. 4. Trần Thị Thu Trâm (2008), Sử dụng phương pháp dạy học phức hợp có ứng dụng công nghệ thông tin để thiết kế bài giảng điện tử bộ môn hóa học ở trường THCS, Luận văn thạc sĩ giáo dục học, ĐHSP TP. HCM [43]. Nhìn chung các đề tài trên chủ yếu nghiên cứu sử dụng phương pháp dạy học phức hợp vào tiết nghiên cứu tài liệu mới, tiết ôn tập; chưa chú ý nghiên cứu sử dụng khi dạy bài tập hóa học. Nhận xét chung: các tài liệu đã nêu ở trên là những tư liệu quí giá, có giá trị cả về lí luận lẫn thực tiễn từ đó chúng tôi có thể rút ra nhiều điều bổ ích và những gợi ý quan trọng trong quá trình thực hiện đề tài của mình. 1.2. Phương pháp dạy học 1.2.1. Khái niệm Nhiều tác giả đưa ra khái niệm về phương pháp dạy học khác nhau: Phương pháp dạy học là cách thức hoạt động của thầy trong việc tổ chức, chỉ đạo các hoạt động nhận thức của trò nhằm giúp trò chủ động đạt các mục tiêu dạy học. Phương pháp dạy học bao gồm phương pháp dạy và phương pháp học [47, tr 65]. 9 Theo Meyer. H. 1987: Phương pháp dạy học là những hình thức và cách thức, thông qua đó và bằng cách đó giáo viên và học sinh lĩnh hội những hiện thực tự nhiên và xã hội xung quanh trong những điều kiện học tập cụ thể [29, tr 23]. Nhiều tác giả coi phương pháp dạy học là “tổ hợp các cách thức hoạt động” của thầy và trò trong quá trình dạy học được tiến hành dưới vai trò chủ đạo của thầy, nhằm thực hiện tốt các nhiệm vụ dạy học [31, tr 230]. Để đi sâu vào bản chất của phương pháp dạy học và để nêu rõ quan hệ biện chứng giữa hoạt động dạy của thầy và hoạt động học của trò, Nguyễn Ngọc Quang đã đề nghị định nghĩa: Phương pháp dạy học là cách thức làm việc của thầy và của trò trong sự phối hợp thống nhất dưới sự chỉ đạo của thầy nhằm làm cho trò tự giác, tích cực, tự lực đạt tới mục đích học tập [35, tr 69]. Hiện nay chưa có một định nghĩa thống nhất về phương pháp dạy học trong các tài liệu về giáo dục học và lí luận dạy học bộ môn. 1.2.2. Phân loại Các phương pháp dạy học rất phong phú, đa dạng có tới hàng trăm PPDH đã được mô tả. Do đó việc phân loại các PPDH có nhiều cách khác nhau. Việc phân loại các PPDH là một đề tài lí luận trung tâm của lí luận dạy học. Cho tới nay vẫn chưa xây dựng được một sự phân loại chung thống nhất được mọi người thừa nhận. Chúng tôi tổng hợp một số cách phân loại tiêu biểu sau đây [18], [31], [34], [47], [8]: a) Dựa vào mục đích lí luận dạy học, chia các PPDH thành các nhóm: Nhóm PPDH khi nghiên cứu tài liệu mới; nhóm PPDH khi củng cố, hoàn thiện, vận dụng kiến thức, kĩ năng, kĩ xảo; nhóm PPDH khi kiểm tra, đánh giá, và uốn nắn kiến thức, kĩ năng, kĩ xảo. Cách phân loại này tuy nêu được một dấu hiệu quan trọng của PPDH, nhưng chưa đầy đủ, vì đây chỉ là một dấu hiệu dễ nhận biết của cấu trúc bên ngoài của PPDH. Do đó, cách phân loại này ít được nhắc tới. b) Dựa vào phương tiện truyền thông tin, chia PPDH thành 3 nhóm lớn: Phương pháp dùng lời; phương pháp trực quan; phương pháp thực hành. Cách phân 10 loại này đơn giản, dễ sử dụng nhưng không cho biết cách tổ chức bên trong của PPDH. c) Dựa vào đặc trưng hoạt động nhận thức của học sinh, chia PPDH thành 5 nhóm: Giải thích – minh họa; tái hiện; trình bày nêu vấn đề; tìm tòi từng phần; nghiên cứu. Cách phân loại này đã dựa vào cấu trúc bên trong của PPDH, nói được cách tổ chức logic của dạy học, nhưng chưa nhất quán. d) Dựa vào đồng thời cả 3 cơ sở: mục đích lí luận dạy học của các khâu của quá trình dạy học; nguồn cung cấp kiến thức cho HS; và tính chất hoạt động trí lực của HS. Dựa vào mục đích lí luận dạy học, các PPDH được chia thành 3 tập hợp lớn (PPDH khi nghiên cứu tài liệu mới; PPDH khi củng cố, hoàn thiện, vận dụng kiến thức, kĩ năng, kĩ xảo; PPDH khi kiểm tra, đánh giá, và uốn nắn kiến thức, kĩ năng, kĩ xảo). Mỗi tập hợp trên lại được phân thành 3 nhóm (phương pháp dùng lời; phương pháp trực quan; phương pháp thực hành). Mỗi nhóm PPDH gồm nhiều phương pháp mang tên gọi là tên của việc làm cụ thể của hoạt động dạy học (thuyết trình, đàm thoại, biểu diễn thí nghiệm…). Mỗi PPDH cụ thể có thể được tổ chức theo 3 kiểu cơ bản tùy theo kiểu nội dung và cách tổ chức logic lĩnh hội của HS ( kiểu dạy học thông báo – tái hiện; làm mẫu – bắt chước; nêu vấn đề ơrixtic). e) Những phương pháp dạy học cơ bản (PPDH truyền thống) và những phương pháp dạy học phức hợp (PPDH không truyền thống) Các phương pháp dạy học cơ bản: Là những PPDH sơ đẳng (chưa biến hóa), ổn định, được dùng phổ biến và rộng rãi, có thể dùng làm cơ sở liên kết thành những biến dạng khác nhau và các PPDH phức hợp. Đó là các phương pháp: thuyết trình, đàm thoại, phương pháp nghiên cứu, phương pháp thí nghiệm… Các phương pháp dạy học phức hợp là sự phối hợp của một số phương pháp và phương tiện dạy học, trong đó có một yếu tố giữ vai trò nòng cốt trung tâm, liên kết các yếu tố khác còn lại thành một hệ thống nhất về phương pháp, nhằm tạo ra hiệu ứng tích hợp và cộng hưởng về phương pháp của toàn hệ, nâng cao chất lượng lĩnh hội lên nhiều lần. Một số PPDH phức hợp quan trọng là : dạy học nêu 11 vấn đề - ơrixtic (dạy học đặt và giải quyết vấn đề), dạy học chương trình hóa, phương pháp grap dạy học, phương pháp algorit dạy học, dạy học với công cụ máy tính điện tử. 1.2.3. Phương pháp dạy học phức hợp Ở đây chúng tôi chỉ xin đề cặp đến các PPDH phức hợp liên quan đến đề tài 1.2.3.1. Dạy học đặt và giải quyết vấn đề (Dạy học nêu vấn đề - ơrixtic) a) Bản chất của dạy học đặt và giải quyết vấn đề Dạy học đặt và giải quyết vấn đề dựa trên cơ sở lí thuyết nhận thức. Dạy học đặt và giải quyết vấn đề là một quan điểm dạy học nhằm phát triển năng lực tư duy sáng tạo, năng lực giải quyết vấn đề của HS. Học sinh được đặt trong một tình huống có vấn đề, thông qua việc giải quyết vấn đề giúp HS lĩnh hội tri thức, kỹ năng và phương pháp nhận thức [29, tr 34]. Dạy học đặt và giải quyết vấn đề không phải là một PPDH cụ thể, đơn nhất mà là một tập hợp nhiều PPDH liên kết chặt chẽ với nhau và tương tác với nhau, trong đó phương pháp xây dựng tình huống có vấn đề và dạy học sinh giải quyết vấn đề giữ vai trò trung tâm, gắn bó các PPDH khác trong tập hợp. Dạy học đặt và giải quyết vấn đề không chỉ hạn chế ở phạm trù PPDH mà, việc áp dụng tiếp cận này đòi hỏi phải cải tạo cả nội dung cả cách tổ chức dạy học trong mối liên hệ thống nhất. Trong phạm vi PPDH, nó có khả năng thâm nhập vào hầu hết các PPDH khác và làm cho tính chất của chúng trở nên tích cực hơn. Ví dụ: phương pháp thuyết trình, đàm thoại..nếu quán triệt tiếp cận này thì sẽ trở thành thuyết trình nêu vấn đề, đàm thoại nêu vấn đề…[17], [35], [26]. Dạy học đặt và giải quyết vấn đề có 3 đặc trưng cơ bản sau [18]: - Giáo viên đặt ra trước HS một loạt những bài toán nhận thức có chứa đựng mâu thuẩn giữa cái đã biết và cái phải tìm, nhưng chúng được cấu trúc lại một cách sư phạm gọi là những bài toán nêu vấn đề ơixtic. - HS tiếp nhận mâu thuẫn của bài toán ơrixtic như mâu thuẩn của nội tâm mình và được đặt vào tình huống có vấn đề, tức là trạng thái có nhu cầu bên trong muốn giải quyết bài toán đó. 12 - Trong và bằng cách tổ chức giải bài toán ơrixtic mà HS lĩnh hội một cách tự giác và tích cực cả kiến thức, cả cách giải và do đó có được niềm vui sướng của sự nhận thức sáng tạo. Như vậy, khác với dạy học kiểu thông báo cổ truyền, HS chỉ nhằm mục đích là giải được bài toán và ghi nhớ kiến thức đã học được, trong dạy học đặt và giải quyết vấn đề thì bài toán nhận thức (vấn đề nhận thức) là mục đích quan trọng hơn cả. Chính bài toán nhận thức đã gây ra nhu cầu và động cơ nhận thức, thúc đẩy sự tìm tòi, sáng tạo của HS. b) Tình huống có vấn đề * Định nghĩa - Tình huống có vấn đề là trạng thái mà khi đó mâu thuẩn khách quan của bài toán nhận thức được HS chấp nhận như một vấn đề học tập mà họ cần giải quyết và có thể giải quyết được, kết quả là họ nắm được tri thức mới [38]. - Theo M. I. Macmutop: Tình huống có vấn đề là trở ngại về trí tuệ của con người, xuất hiện khi họ chưa biết cách giải thích hiện tượng, sự kiện, quá trình của thực tế khi chưa có thể đạt tới mục đích bằng cách thức hành động quen thuộc. Tình huống này đòi hỏi con người phải tìm cách giải thích hay hành động mới [31]. - Tình huống có vấn đề xuất hiện khi một cá nhân đứng trước một mục đích muốn đạt tới, nhận biết một nhiệm vụ cần giải quyết nhưng chưa biết bằng cách nào, chưa đủ phương tiện (tri thức, kỹ năng…) để giải quyết [30]. Hình 1.1. Mô phỏng tình huống có vấn đề Như vậy, mặc dù xuất phát từ các quan điểm khác nhau nhưng các định nghĩa trên đều có đặc điểm chung: tình huống có vấn đề chứa đựng mâu thuẩn nhận thức và có tác dụng kích thích hoạt động học tập của HS. Trạng thái xuất phát Vật Cản Trạng thái đích 13 * Các yếu tố của tình huống có vấn đề Tình huống có vấn đề chỉ xuất hiện và tồn tại trong ý thức của HS chừng nào đang diễn ra sự chuyển hóa của mâu thuẩn khách quan bên ngoài của bài toán nhận thức thành mâu thuẩn chủ quan bên trong của HS. Yếu tố chủ yếu của tình huống có vấn đề là điều chưa biết, là điều phải được khám phá để hoàn thành đúng nhiệm vụ đặt ra. Điều chưa biết trong tình huống có vấn đề luôn được đặc trưng bởi một sự khái quát hóa ở mức độ nhất định. Tuy nhiên điều chưa biết đó không được quá dễ hoặc quá khó đối với HS. Như vậy có thể nêu ra ba yếu tố (điều kiện) của một tình huống có vấn đề trong dạy học là: - Có mâu thuẩn nhận thức giữa cái đã biết và cái phải tìm; - Gây ra nhu cầu muốn biết kiến thức mới; - Phù hợp với khả năng của HS. * Xây dựng tình huống có vấn đề [48, [18], [35], [47] Nguyên tắc chung: Dựa vào sự không phù hợp giữa kiến thức đã có của HS với yêu cầu đặc ra cho họ khi giải quyết nhiệm vụ mới. - Cách 1: Tạo tình huống có vấn đề khi kiến thức HS đã có không phù hợp với đòi hỏi của nhiệm vụ học tập hoặc với thực nghiệm (tình huống nghịch lý), theo các bước sau: + Tái hiện kiến thức cũ có liên quan bằng cách cho HS nêu lại một kết luận, một qui tắc đã học; + Đưa ra hiện tượng mâu thuẩn hoặc trái hẳn với kết luận vừa được nhắc lại, điều đó sẽ gây ra sự ngạc nhiên; + Phát biểu vấn đề: đi tìm nguyên nhân của mâu thuẩn hoặc giải thích hiện tượng lạ đó. - Cách 2: Tạo tình huống có vấn đề khi HS lựa chọn trong những con đường có thể có một con đường duy nhất bảo đảm việc giải quyết được nhiệm vụ đặt ra (tình huống bác bỏ), theo các bước: + Tái hiện kiến thức cũ, nêu nhiệm vụ mới cần giải quyết; 14 + Làm xuất hiện mâu thuẩn, nêu các giả thuyết; + Phát biểu vấn đề: Giả thuyết nào là đúng, các giả thuyết khác vì sao không đúng? - Cách 3: Tạo tình huống có vấn đề khi HS phải tìm đường ứng dụng kiến thức trong học tập, trong thực tiễn hoặc tìm lời giải đáp cho câu hỏi “tại sao” (tình huống vận dụng kiến thức hoặc tình huống tại sao), theo các bước: + Nêu ra những kiến thức đã học có liên quan đến một vấn đề cần khắc sâu; + Đưa ra hiện tượng có chứa mâu thuẩn với kiến thức cũ gây lúng túng, bế tắc khi giải quyết vấn đề trong học tập hay trong thực tiễn; + Tìm nguyên nhân của bế tắc và tìm những con đường khác nhằm vận dụng kiến thức đã học để có thể giải quyết được nhiệm vụ đặt ra. Hóa học là một khoa học thực nghiệm có lập luận, có tính toán. Vì vậy, chương trình hóa học ở trường THPT chứa đựng vô vàn những tình huống có vấn đề hoặc những tư liệu có thể chuyển hóa thành những bài toán nêu vấn đề ơrixtic và áp dụng dạy dọc nêu vấn đề ơrixtic. c) Dạy học sinh cách giải quyết vấn đề Đây là khâu chủ yếu, có tầm quan trọng hàng đầu trong dạy học giải quyết vấn đề. Tập luyện cho HS biết giải quyết các vấn đề từ đơn giản đến phức tạp trong học tập chính là chuẩn bị cho các em có khả năng sáng tạo giải quyết các vấn đề trong thực tiễn cuộc sống. Ở đây phải tổ chức quá trình giải quyết các vấn đề học tập như thế nào để ở một mức độ nhất định nó giống như quá trình nghiên cứu khoa học. Ở mức độ nào đó HS phải là “nhà nghiên cứu” đang tìm cách giải quyết các vấn đề học tập nảy sinh. Trong quá trình giải quyết vấn đề học tập, giáo viên đóng vai trò người dẫn đường và tổ chức hoạt động tìm tòi của HS, giúp các em nhận ra vấn đề, xác định phương hướng giải quyết, đánh giá các giả thuyết, giảm nhẹ khó khăn để HS giải quyết được nhanh chóng. 15 * Qui trình dạy HS giải quyết vấn đề có thể gồm 8 bước sau [30], [38]. 1- Đặt vấn đề, làm cho HS hiểu rõ vấn đề. 2- Phát biểu vấn đề, cụ thể hóa các ý cần giải quyết. 3- Xác định phương hướng giải quyết, đề xuất giả thuyết. 4- Lập kế hoạch giải theo giả thuyết. 5- Thực hiện kế hoạch giải. 6- Đánh giá việc thực hiện kế hoạch giải. Nếu xác nhận giả thuyết đúng thì chuyển sang bước 7. Nếu giả thuyết sai thì quay trở lại bước 3, chọn giả thuyết khác. 7- Kết luận về lời giải. Giáo viên chỉnh lí, bổ sung và chỉ ra kiến thức cần lĩnh hội. 8- Kiểm tra lại và ứng dụng kiến thức vừa thu được * Cũng có tác giả đưa ra các bước giải quyết vấn đề như sau [48], [26]: 1- Đặt vấn đề, xây dựng bài toán nhận thức. + Tạo tình huống có vấn đề, + Phát hiện, nhận dạng vấn đề nảy sinh, + Phát biểu vấn đề cần giải quyết. 2- Giải quyết vấn đề đặt ra. + Đề xuất cách giải quyết, + Lập kế hoạch giải quyết, + Thực hiện kế hoạch. 3-Kết luận. + Thảo luận kết quả và đánh giá, + Khẳng định hay bác bỏ giả thuyết nêu ra, + Đề xuất vấn đề mới, * Theo R. Légendre, quá trìmh giải quyết vấn đề chung cho dạy học và nghiên cứu khoa học như sau [36, tr 15] 16 Hình 1.2. Quá trình giải quyết vấn đề chung theo R. Légendre Qui trình giải quyết vấn đề phụ thuộc vào nhiều yếu tố và tính phức tạp của vấn đề nghiên cứu, trình độ kiến thức và năng lực của HS,…Do đó trong quá trình vận dụng ta không cứng nhắc theo một qui trình mà có thể thay đổi cho phù hợp (đơn giản hơn hoặc phức tạp hơn). d) Các mức độ của việc áp dụng dạy học giải quyết vấn đề Mức độ HS tham gia đề xuất và giải quyết vấn đề học tập ít hay nhiều sẽ xác định mức độ thấp hay cao của việc áp dụng dạy học giải quyết vấn đề trong dạy học. - Mức độ thứ nhất. Giáo viên thực hiện cả ba khâu: đặt vấn đề, phát biểu vấn đề và giải quyết vấn đề. Đó chính là phương pháp thuyết trình có nêu vấn đề. - Mức độ thứ hai. GV đặt vấn đề và phát biểu vấn đề, HS giải quyết vấn đề. - Mức độ thức ba. GV đặt vấn đề, HS phát biểu và giải quyết vấn đề. - Mức độ thứ tư. GV tổ chức, kiểm tra và khéo hướng dẫn HS tự đặt vấn đề, phát biểu và giải quyết vấn đề. Mức độ này tương đương với phương pháp nghiên cứu trong dạy học. Việc xác định các mức độ của dạy học đặt và giải quyết vấn đề tùy thuộc vào mức độ tham gia của học sinh vào việc giải quyết vấn đề, nghĩa là mức độ học (6) (2) (3) (5) (1) XÁC ĐỊNH VẤN ĐỀ THU THẬP VÀ PHÂN TÍCH – TỔNG HỢP THÔNG TIN ĐÁNH GIÁ SỰ CAN THIỆP ÁP DỤNG KẾ HOẠCH HÀNH ĐỘNG TÌM GIẢI PHÁP XÂY DỰNG MỘT KẾ HOẠCH HÀNH ĐỘNG (4) 17 sinh tham gia xây dựng và giải quyết vấn đề học tập. Do vậy, tùy từng vấn đề và từng đối tượng học sinh cụ thể mà ta chọn mức độ áp dụng cho phù hợp và có hiệu quả. 1.2.3.2. Phương pháp grap dạy học [14], [38],[18], [58], [35] Từ năm 1970 Giáo sư Nguyễn Ngọc Quang đã cùng với cộng tác viên triển khai nghiên cứu thực hiên vận dụng lí thuyết grap của toán học, chuyển hóa nó thành PPDH. Grap nội dung dạy học là sơ đồ phản ánh trực quan tập hợp những kiến thức chốt (cơ bản, cần và đủ) của một nội dung dạy học và cả logic phát triển bên trong của nó. a) Cách xây dựng grap nội dung dạy học * Nguyên tắc cơ bản: Dựa vào nội dung dạy học (khái niệm, định luật, học thuyết, bài học…), chọn những kiến thức chốt (kiến thức cơ bản cần và đủ), đặt chúng vào đỉnh của grap. Nối các đỉnh với nhau bằng những cung theo logic dẫn xuất, tức là theo sự phát triển bên trong của nội dung đó. Nguyên tắc này cho ta thấy cách thiết lập grap nội dung dạy học tương tự như phương pháp các tiềm năng: - Đỉnh diễn tả kiến thức chốt của nội dung. - Cung diễn tả mối liên hệ dẫn xuất giữa các kiến thức chốt, cho thấy logic phát triển của nội dung. * Khi xây dựng một Grap, cần chú ý đến các yêu cầu sau: - Grap phải đảm bảo tính chính xác Nội dung trình bày trong Grap phải là nội dung chính xác để đảm bảo độ tin cậy về tri thức. Tuy nhiên độ rộng của tri thức phụ thuộc vào đối tượng tiếp nhận tri thức đó. - Grap phải đảm bảo tính khoa học Tính khoa học được thể hiện ở sự sắp xếp các đỉnh và cung sao cho có hệ thống, dễ hiểu, dễ trình bày. 18 - Grap phải đảm bảo tính sư phạm Nguyên tắc này phản ánh mối quan hệ giữa dạy và học. Sơ đồ được xây dựng phải giúp tổ chức được hoạt động đồng thời dễ nhớ, dễ hiểu. - Grap phải đảm bảo tính phù hợp Nguyên tắc này thể hiện ở độ phức tạp và độ rộng có sự phù hợp với lứa tuổi. - Grap phải đảm bảo tính thẩm mỹ Thể hiện ở sự cân đối và hợp lí. Có thể sử dụng màu sắc, hình ảnh động thay thế chữ viết sao cho vừa phải, đẹp mắt, giúp người học tập trung sự chú ý. * Algorit của việc lập grap nội dung dạy học Bước 1. Tổ chức các đỉnh: gồm các công việc chính sau - Chọn kiến thức chốt tối thiểu cần và đủ; - Mã hóa chúng cho thật súc tích, có thể dùng kí hiệu qui ước; - Đặt chúng vào các đỉnh trên mặt phẳng. Bước 2. Thiết lập các cung Thực chất là nối các đỉnh với nhau bằng các mũi tên để diễn tả mối liên hệ phụ thuộc giữa nội dung các đỉnh với nhau, làm sao phản ánh được logic phát triển của nội dung. Bước 3. Hoàn thiện grap Làm cho grap trung thành với nội dung được mô hình hóa về cấu trúc logic, nhưng lại giúp cho học sinh lĩnh hội dễ dàng nội dung đó và nó phải đảm bào mỹ thuật về mặt trình bày. Thí dụ: Grap hóa định nghĩa của khái niệm phenol Hình 1.3. Grap hóa định nghĩa khái niệm phenol Phenol HCHC: có chứa C,H,O Có chứa nhóm OH Nhóm OH gắn trực tiếp vào vòng benzen 19 b) Vận dụng phương pháp Grap vào bài toán hóa học Phương pháp grap có ưu thế rõ rệt trong việc mô hình hóa cấu trúc của nội dung bài toán hóa học (cả đầu bài lẫn phép giải). * Lập grap của đầu bài toán Grap đầu bài toán là sơ đồ trực quan diễn tả cấu trúc logic của: những điều kiện bài toán (cái cho); những yêu cầu (cái tìm) của đầu bài toán; những mối liên hệ tương tác giữa chúng. Cách lập grap đầu bài toán - Xác định nội dung của các đỉnh grap: tất cả các dữ kiện nằm trong đầu bài, kể cả “cái cho” và “cái tìm”; - Mã hóa chúng theo một qui ước nhất quán (dùng kí hiệu); - Dựng đỉnh: đặt các số liệu cho và tìm của đầu bài toán vào vị trí các đỉnh, dữ kiện cho nằm phía trái, cái tìm nằm phía phải; - Lập cung: Nối các đại lượng lại với nhau tùy mối quan hệ tay đôi giữa chúng với nhau bằng những mũi tên. Grap thô và grap đủ đầu bài toán Thông thường trong đầu bài toán người ta chỉ cho những điều kiện tối thiểu cần thiết, được ghi thành lời văn của bài toán. Muốn giải bài toán người giải còn phải biết phát hiện ra những điều kiện tiềm ẩn không ghi vào lời văn của bài toán, bổ sung chúng vào đầu bài và phát biểu lại bài toán ban đầu. Do đó khi lập grap của đầu bài toán, ta sẽ có hai loại grap: - Grap thô chỉ chứa những dữ kiện tường minh được ghi trong lời văn của bài toán ban đầu. - Grap đủ chứa tất cả những dữ kiện tường minh và ẩn, cần và đủ để giải bài toán. Ví dụ: Cho lượng của hợp chất AxBy, Tính mA của nguyên tố A chứa trong đó? 20 Grap thô AxBy m mA Grap đủ Hình 1.4. Grap thô và grap đủ của bài toán tìm mA trong hợp chất AxBy * Lập grap giải của bài toán hóa học Grap giải của bài toán: Là sơ đồ trực quan diễn tả chương trình giải bài toán, vạch ra những mối liên hệ logic giữa các yếu tố điều kiện và yêu cầu của bài toán, những phép biến đổi của bài toán để đi tới đáp số. Mỗi bài toán thường có nhiều cách giải, do đó nó có thể có nhiều grap giải tương ứng. Cách lập grap giải của bài toán: Qui trình gồm các bước sau - Xác định nội dung các đỉnh: Đó là các số liệu nằm trong thành phần của những điều kiện tường minh và ẩn tàng được bổ sung, là các thao tác biến hóa (phương tiện giải hay các phép tính toán) để biến bài toán ban đầu thành những bài toán trung gian; - Mã hóa chúng: - Dựng đỉnh; - Lập cung. Ví dụ - Grap giải đầy đủ (của bài toán ví dụ ở trên) Hình 1.5. Grap giải của bài toán tìm mA trong hợp chất AxBy AxBy B A m mA A AxBy B pB pA M m m M p AA  mA 21 - Grap giải đơn giản hóa * Algorit giải Khi đã lập được grap giải của bài toán, ta có thể dễ dàng biên soạn được qui trình các bước giải, ở mỗi bước giải phải thực hiện những phép biến đổi nào để đi tới đáp số. Đó là algorit của chương trình giải. Grap giải và algorit giải bài toán gắn bó hữu cơ với nhau, grap là cơ sở khách quan để xác định algorit tương ứng của nó. Như vậy, grap dạy học vừa khái quát – trừu tượng, vừa cụ thể - trực quan. Nó khái quát vì nó chỉ thâu tóm những yếu tố cơ bản chủ yếu của nội dung. Nó trực quan và cụ thể vì nó được trình bày dưới dạng một mô hình hình học, các mối quan hệ phức tạp, ẩn tàng các yếu tố đều nổi lên cụ thể rõ ràng trong grap. Đỉnh và cung của grap là cái cụ thể, nhưng chứa đựng bên trong của chúng một nội dung phức tạp, phong phú và trừu tượng. Dạy học bằng grap là một phương pháp mới chuyên biệt và có thể áp dụng tốt ở các kiểu bài lên lớp (nghiên cứu tài liệu mới; ôn tâp, luyện tập và thực hành hóa học). Đặc biệt có thể áp dụng tốt vào bài tập hóa học. Phương pháp giải bài toán hóa học theo phương pháp grap có thể chỉ ra cho HS: biết được việc giải bài tập phải qua những bước nào, giai đoạn nào; biết được mối liên hệ giữa các dữ kiện, giữa các định luật với kết quả cần tìm; grap đầu bài và grap giải thể hiện một cách trực quan và khái quát hóa vấn đề, giúp HS định hướng rõ ràng, tránh tâm trạng phân tán, giúp HS tái hiện kiến thức rõ ràng hơn và ứng dụng có hiệu quả. Dạy học là một hoạt động rất phức tạp. Lí thuyết grap có thể giúp GV quy hoạch được quá trình dạy học trong toàn bộ, cũng như từng mặt của nó. Bằng cách đó ta có thể tiến dần tới chỗ công nghệ hóa một cách hiện đại quá trình dạy học vốn quen với phong cách triển khai bằng trực giác và kinh nghiệm pA pB M mA 22 1.2.3.3. Phương pháp algorit dạy học [14], [17], [35] Nếu grap cho phép mô tả cấu trúc của hoạt động thì algorit cung cấp phương tiện điều khiển hoạt động đó, và tự điều khiển bản thân trong quá trình hoạt động. a) Khái niệm algorit * Khái niệm: Algorit thường được hiểu là bản ghi chính xác, tường minh tập hợp những thao tác sơ đẳng, đơn trị theo một trình tự nhất định (tùy mỗi trường hợp cụ thể) để giải quyết bất kì vấn đề nào thuộc cùng một loại hay kiểu. Định nghĩa này không mang tính chính xác khoa học nhưng nêu lên khá rõ bản chất của khái niệm. Ví dụ: Trong các chất sau, chất nào là ancol: A. CH2=CH – CH2 – OH B. C6H5 – OH C. CH2=CH – OH D. Tất cả đều đúng Chọn đáp án đúng Căn cứ vào grap nội dung của khái niệm ancol, ta có thể biên soạn được algorit nhận biết ancol theo hai dạng sau: - Algorit giải (dạng dùng lời) : Thao tác 1: có phải hợp chất hữu cơ không? có : chuyển qua (2) không: không phải ancol Thao tác 2: Phân tử có nhóm OH không? có: chuyển qua (3) không: không phải ancol Thao tác 3: nhóm OH có gắn vào C no không? Có: kết luận là ancol Không: Không phải ancol. 23 - Algorit giải (dạng sơ đồ) Hình 1.6. Sơ đồ - bloc của algorit nhận biết ancol * Hai kiểu algorit dạy học - Algorit nhận biết: Đó là algorit dẫn tới kết quả là sự phán đoán kiểu x thuộc A. (A - một loại nào đó ; x – đối tượng nhận biết) - Algorit biến đổi: Tất cả những algorit không phải là algorit nhận biết thì đều thuộc algorit biến đổi.Trong một algorit biến đổi có thể chứa đựng những thao tác (thậm chí cả algorit) nhận biết. Ngược lại, một algorit nhận biết có thể bao gồm những thao tác (hoặc algorit biến đổi). b) Ba khái niệm cơ bản của tiếp cận algorit * Mô tả algorit Đối với một hoạt động dạy học mà ta muốn algorit hóa, trước hết cần phải phát hiện ra cấu trúc của hoạt động đó và mô hình hóa cấu trúc đó. Chẳng hạn giải bài toán quen thuộc: “ Cho lượng m của hợp chất AxBy. Tính lượng mA của nguyên rố A chứa trong đó. Ta có thể mô tả algorit giải bài toán bằng grap Hình 1.7. Mô tả algorit giải bài toán bằng grap AxBy pB pA M m m M p AA  mA (I) (II) (III) (IV) KhôngCó 1) có phải hợp chất hữu cơ không? KhôngCó 2) phân tử có nhóm OH không? Không Có 3) nhóm OH gắn trực tiếp trên C no không ? Đó không phải là ancol Đó là ancol 24 Mô tả algorit là mô hình hóa cấu trúc của hoạt động, là bước đầu tiên của việc algorit hóa hoạt động. Bản thân algorit không giải quyết được bất cứ bài toán nào nhưng nó lại là cơ sở xuất phát của quá trình algorit hóa. * Bản ghi algorit Bản ghi algorit chính là tập hợp những mệnh lệnh thao tác sơ đẳng, đơn trị theo một trình tự nhất định. Ví dụ: Ở bài toán trên, từ sơ đồ mô tả algorit ta có thể đưa ra các bước giải như sau: Bước 1: Tính pA và pB. Bước 2: Tính M. Bước 3: Lập tỉ lệ thức. Bước 4: Tính mA. Nếu sự mô tả algorit chỉ chốt lại cấu trúc của phép giải bài toán, thì bản ghi algorit lại có một chức năng điều khiển: điều khiển quá trình giải bài toán. Bản ghi algorit mách bảo cho ta biết phải hành động như thế nào, theo logic nào, bắt đầu từ đâu, qua những bước gì và đi đến đâu. Bản ghi algorit còn là công cụ điều khiển cho chủ thể khi chấp hành những mệnh lệnh được chốt lại trong đó, tức là tự điều khiển tư duy, thao tác,… * Quá trình algorit của hoạt động Dựa trên sự hướng dẫn khách quan của bản ghi algorit, người giải bài toán chỉ việc chấp hành chính xác những mệnh lệnh trong bản đó, và đi tới đáp số một cách chắc chắn. Đó chính là algorit của quá trình hoạt động, hay quá trình hoạt động theo algorit. c) Những nét đặc trưng cơ bản của algorit dạy học Algorit có ba đặc trưng cơ bản chủ yếu sau đây * Tính xác định Những mệnh lệnh thực hiện, những thao tác ghi trong algorit phải đơn trị, nghĩa là hoàn toàn xác định (có hay không, đúng hay sai…) phải loại trừ mọi ngẫu nhiên, tùy tiện, mơ hồ. Nội dung càng ngắn gọn càng tốt, nhưng nhất thiết phải dễ 25 hiểu, ai cũng rõ nghĩa của mệnh lệnh. Ngoài ra mệnh lệnh phải tương ứng với thao tác dạy học sơ đẳng, ai cũng thực hiện đúng và dễ dàng như nhau. * Tính đại trà Người ta chỉ algorit hóa những hoạt động lặp đi lặp lại nhiều lần, mang tính đại trà, phổ biến, thuộc cùng một thể loại nào đó như giải bài toán, thí nghiệm, lắp ráp dụng cụ hóa học,…Không ai hoài công lập algorit cho một hoạt động riêng biệt chỉ diễn ra vài lần. * Tính hiệu quả Tính chất algorit là đối cực với tính chất ơrixtic. Nếu sử dụng phương pháp algorit chắc chắn sẽ chỉ dẫn đến thành công, xác xuất đạt kết quả của nó về lí thuyết là p = 12. Đó là vì algorit là mô hình cấu trúc đã biết của hoạt động, là bản ghi các mệnh lệnh thao tác để thực hiện, là quá trình triển khai chính xác những mệnh lệnh đó. d) Áp dụng phương pháp algorit dạy học trong thực tế dạy học ở trường phổ thông Trong quá trình dạy học hóa học ở trường phổ thông, sử dụng bài tập hoá học là việc làm hiệu quả và không thể thiếu để nâng cao khả năng tư duy, suy luận logic của học sinh, đồng thời cũng giúp học sinh nắm vững lý thuyết, vận dụng một cách thành thạo, áp dụng lý thuyết trong hoàn cảnh cụ thể của thực tiễn. Việc giải bài tập phổ thông không phải bao giờ cũng dễ dàng đối với mọi đối tượng học sinh. Ngay cả với những học sinh khá, giỏi cũng cần phải được rèn luyện một cách có kế hoạch về phương pháp giải và tất nhiên với học sinh trung bình và yếu thì yêu cầu đó lại càng trở nên bức thiết. Một trong những cách để cung cấp, hướng dẫn học sinh giải các dạng BTHH phổ thông là dùng phương pháp algorit. Với ý nghĩa là một bảng ghi tường minh, chính xác, trình bày các bước giải đơn trị và chắc chắn đi đến kết quả đúng, phương pháp dạy học algorit có ý nghĩa tích cực quan trọng đối với học sinh có khả năng tư duy kém và có chức năng định hướng cho các học sinh khá và giỏi. 26 * Ba bước cần thực hiện khi dạy cho HS phương pháp algorit Muốn dạy cho HS phương pháp algorit ta phải thực hiện ba bước, phản ánh nội dung của ba khái niệm cơ bản của tiếp cận hiện đại này. Đó là - Mô hình hóa, hay mô tả cấu trúc logic của hoạt động bằng phương pháp grap (grap hóa cấu trúc của hoạt động). - Chốt lại qui trình các thao tác của hoạt động bằng cách lập bản ghi algorit dưới dạng thành văn hoặc sơ đồ blốc. - Giúp cho HS triển khai quá trình hoạt động dựa theo algorit. Giúp HS kiểm tra sự đúng đắn của việc giải. Một khi HS đã có kĩ năng sử dụng algorit để giải quyết những bài toán cụ thể, các em sẽ có thói quen tư duy và hành động theo kiểu algorit. * Trong thực tế dạy học ở trường phổ thông, phương pháp algorit thường được dùng trong việc giải các bài tập định tính và giải các bài toán hóa học kết hợp với phương pháp grap. Việc dạy HS giải bài toán hóa học theo phương pháp algorit thường được tiến hành theo bốn bước sau: - Tìm hiểu điều kiện bài toán; - Lập kế hoạch giải bài toán; - Thực hiện việc giải; - Kiểm tra sự đúng đắn của việc giải. Hình1.8. Sơ đồ mối liên quan giữa các bước giải Như vậy: Algorit dạy học có tác dụng rất lớn đối với việc dạy BTHH nói riêng và giảng dạy môn Hoá nói chung. Đặc biệt, với học sinh có học lực trung bình và yếu thì dạy BTHH theo algorit rất hiệu quả. - Cung cấp hướng giải đúng, tránh tình trạng mò mẫm, không có định hướng trước. Tìm hiểu Lập kế hoạch Thực hiện Kiểm tra 27 - Từ một bài tập hay một ví dụ của giáo viên, học sinh có thể vận dụng cho nhiều dạng bài tương tự nhau. - Giúp học sinh làm việc có hệ thống, biết cách sử dụng hình ảnh trực quan để làm cho bài toán trở nên trong sáng, dễ hiểu, tránh nhầm lẫn khi giải. - Giúp học sinh biết khai thác, sử dụng dữ kiện đề bài một cách hợp lý. Tuy nhiên, algorit không phải công cụ vạn năng, không được áp dụng rập khuôn algorit vào mọi bài toán mà bỏ qua đặc điểm riêng của bài toán. Algorit dù hay đến đâu thì cũng không thể áp dụng cho mọi trường trường hợp. Algorit dạy học bao gồm các thao tác cụ thể, khoa học, theo trình tự nhất định, hỗ trợ học sinh tư duy, nhưng bản thân nó cũng có tính hai mặt và sẽ bộc lộ nhược điểm nếu như giáo viên sử dụng không đúng. e) Lợi ích của phương pháp algorit và việc dạy cho học sinh phương pháp algorit * Lợi ích đầu tiên mà phương pháp algorit mang lại là giúp học sinh hình thành 3 bước giải quyết vấn đề theo phương pháp algorit - Mô hình hoá bằng phương pháp Grap - Lập bảng ghi algorit - Triển khai quá trình hoạt động dựa theo algorit * Theo ý kiến chủ quan của chúng tôi, phương pháp algorit cũng giúp phát huy tính tích cực, tư duy có định hướng của học sinh Có ý kiến cho rằng, các algorit có sẵn rập khuôn như vậy sẽ không phát huy tính tích cực của học sinh. Thực ra, trong phần các đặc trưng của algorit cho ta biết, algorit được lập ra không phải để giải một bài toán riêng biệt mà là cho một dạng toán, nó bao gồm các bước đi mà người giải toán phải tiến hành để đi đến kết quả. Những bản ghi đó chỉ có tính định hướng giải một dạng toán chứ không phải là một bài giải cụ thể, giúp người giải không cảm thấy khó khăn khi đứng trước bài toán, mà muốn giải nó, người giải cũng phải tư duy, suy luận áp dụng cho bài toán cụ thể, và cứ như vậy tư duy học sinh sẽ phát triển sau mỗi lần giải một bài cụ thể. Nghĩa là các phương pháp giải những bài toán hóa học được cụ thể hóa bằng các 28 algorit mang lại lợi ích thiết thực cụ thể nhất, đó là đi đến kết quả bài toán chính xác, nhanh chóng, tránh mò mẫm mất nhiều thời gian. Điều này sẽ giúp động viên về mặt tinh thần đối với từng đối tượng học sinh khác nhau: - Học sinh khá giỏi: có được kết quả nhanh, chính xác đỡ mất thời gian, từ đó có thể suy nghĩ đến những phương pháp giải khác. - Học sinh yếu kém: bản thân các em sẽ có được niềm tin trong học tập hơn, các em sẽ được động viên, khích lệ, từ đó sẽ hình thành ý thức học tập tốt hơn. * Hình thành phương pháp chung, phổ biến của tư duy khoa học và hoạt động có mục đích. Từ đó giúp học sinh làm quen với phương pháp làm việc mà trong đó quy định rõ các việc cần tiến hành theo trình tự chặt chẽ. Bản ghi algorit và là công cụ điều khiển hoạt động vừa là công cụ tự điều khiển cho người dùng algorit triển khai hoạt động. Nói một cách khác, ban đầu algorit được lập ra là để điều khiển hoạt động của người giải theo bản ghi các thao tác có sẵn có tính chất rập khuôn máy móc. Nếu chỉ hiểu đến khía cạnh này thì phương pháp algorit dạy học không thể nào phát huy được tính tích cực của học sinh mà còn làm cho học sinh thụ động hơn. Vậy có nghĩa là phương pháp algorit dạy học không phải là phương pháp hiệu quả, do vậy không nên sử dụng chăng? Đó chỉ là tác dụng ban đầu của algorit, thực tế chính từ những thói quen làm việc luôn có mục đích, có kế hoạch đặc biệt là tư duy logic khoa học được phát triển. Từ đó sẽ giúp cho học sinh phát triển năng lực tự học. Trong quá trình tự học, các em sẽ hình thành nên những algorit ơrixtic kiến thức (algorit của quá trình tìm kiếm) khác sáng tạo hơn, hiệu quả hơn để giải quyết vấn đề trong các tình huống có vấn đề do giáo viên hoặc do cuộc sống, sản xuất đặt ra mà không hề rập khuôn máy móc. Mặt khác, các thói quen làm việc theo các quy tắc chặc chẽ sẽ giúp hình thành nhân cách toàn diện cho học sinh, hình thành nên thế giới quan duy vật biện chứng cho các em: khi làm việc luôn biết tôn trọng các quy định có sẵn (các quy 29 luật khách quan của tự nhiên và xã hội) thì các công việc sẽ có kết quả như mong muốn. Trước đây và hiện nay có nhiều ý kiến trái ngược nhau khi đánh giá về dạy học theo algorit. Có ý kiến cho rằng algorit sẽ giết chết khả năng tư duy, sáng tạo của học sinh, nó hình thành lối suy nghĩ tiêu cực, ỷ lại, rập khuôn. Lại có ý kiến cho rằng algorit là một phương tiện hiệu quả để học sinh giải tốt các bài tập nói riêng và kiến thức hoá học nói chung. Quan điểm của chúng tôi là bất kì phương pháp dạy học nào cũng có ưu khuyết điểm riêng, do vậy mà người giáo viên phải thật sự khéo léo trong việc sử dụng nó. Chính sự vận dụng các phương pháp dạy học vào thực tế của các giáo viên khác nhau thì không giống nhau đã làm nên phong cách riêng của giáo viên mà người khác không thể sao chép được. Phương pháp algorit cũng không phải là phương pháp vạn năng, nhưng theo chúng tôi giáo viên có thể sử dụng nó cho mọi đối tượng học sinh có trình độ khác nhau, có điều với mỗi đối tượng thì mức độ sử dụng, thời gian, thời điểm sử dụng phải khác nhau, có như vậy mới phát huy hết tác dụng của phương pháp algorit, hạn chế được mặt yếu của nó. Mặt khác, phương pháp algorit cần được phối hợp nhuần nhuyễn, biện chứng với các phương pháp dạy học khác thì mới có thể tạo ra hiệu quả thực sự. 1.2.4. Sử dụng phương pháp dạy học phức hợp – một xu hướng đổi mới PPDH 1.2.4.1. Yêu cầu về đổi mới phương pháp dạy học [14] Đổi mới PPDH là dạy học sinh cách tự học, rèn luyện các kĩ năng tư duy logic và sáng tạo, kĩ năng giải quyết vấn đề, kĩ năng phân loại, khái quát hóa chứ không chỉ chú trọng vào việc truyền thụ kiến thức. Đổi mới PPDH hướng tới dạy các em kĩ năng sống như biết cách làm việc độc lập nhưng cũng phải biết cách làm việc tập thể… Để rèn luyện được các kĩ năng thì phải dành một thời gian để các em tự mình rèn luyện chứ không phải nêu ra các kĩ năng để các em ghi nhớ. Do vậy phải tạo điều kiện để các em chủ động tham gia quá trình đào tạo, cùng khám phá, chiếm 30 lĩnh kiến thức hơn là cho các em kiến thức để ghi nhớ. Vì thế phải áp dụng nguyên tắc học thông qua hành ở mọi nơi mọi chỗ có thể được, phải tạo cho HS sự hứng thú trong học tập thông qua bài giảng. Đổi mới PPDH cũng cần phải đổi mới cách kiểm tra, đánh giá. Không thể kiểm tra khả năng tư duy logic và sáng tạo của học sinh bằng các câu hỏi tái hiện kiến thức. 1.2.4.2. Những xu hướng đổi mới phương pháp dạy học [17], [38], [18], [35], [47] a) Hoàn thiện chất lượng các PPDH hiện có và sử dụng tổng hợp các PPDH - Tổ chức cho người học được học tập trong hoạt động và bằng hoạt động tự giác, tích cực, sáng tạo. Học sinh phải trở thành chủ thể hoạt động, khơi dậy tính tìm tòi sáng tạo, tiềm năng trí tuệ và nhân cách của học sinh thích ứng năng động với thực tiễn luôn đổi mới. - PPDH hóa học phải thể hiện được phương pháp nhận thức khoa học đặc trưng của bộ môn hóa học là thực nghiệm hóa học: tăng cường sử dụng thí nghiệm, các phương tiên trực quan và tăng dần việc sử dụng phương pháp nghiên cứu trong dạy học hóa học. - Tăng cường năng lực vận dụng tri thức đã học vào cuộc sống và sản xuất luôn biến đổi, chú ý hình thành năng lực giải quyết vấn đề cho HS và có biện pháp hình thành từng bước năng lực giải quyết vấn đề từ thấp đến cao cho HS. - Đổi mới hoạt động học tập của HS và tăng thời gian dành cho hoạt động của HS trong giờ học. - Từng bước đổi mới phương pháp kiểm tra, đánh giá. b) Sáng tạo ra những PPDH mới - Liên kết nhiều phương pháp dạy học riêng rẽ thành những PPDH phức hợp có hiệu quả cao hơn ( ví dụ dạy học nêu vấn đề ơrixtc – dạy học đặt và giải quyết vấn đề) 31 - Liên kết PPDH với phương tiện kĩ thuật dạy học hiện đại (phương tiện nghe nhìn, máy chiếu bản trong, băng đĩa hình, máy vi tính…) tạo ra các PHDH phức hợp có dùng kĩ thuật đảm bảo thu và xử lí các tín hiệu ngược bên ngoài kịp thời, chính xác. - Chuyển hóa các phương pháp khoa học thành PPDH đặc thù bộ môn như phương pháp grap dạy học, phương pháp dự án… 1.2.4.3. Sử dụng phương pháp dạy học phức hợp – một xu hướng đổi mới PPDH a) Dạy học đặt và giải quyết vấn đề là một tổ hợp PPDH có tác dụng hoạt động hóa nhận thức và hình thành năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh [30]. Áp dụng dạy học đặt và giải quyết vấn đề là một trong những hướng đổi mới và phối hợp các PPDH. Dạy học đặt và giải quyết vấn đề đã đặt HS vào vị trí nhà nghiên cứu. Chính sự lôi cuốn của “vấn đề học tập nghiên cứu” đã làm hoạt động hóa nhận thức của HS, rèn luyện ý chí và khả năng hoạt động cho HS. Như vậy, dạy học đặt và giải quyết vấn đề đã đáp ứng được nguyên tắc tự giác và tích cực trong dạy học và đồng thời cũng biểu hiện sự thống nhất giữa giáo dục và giáo dưỡng (tức là sự kết hợp giữa truyền thụ kiến thức và rèn luyện phẩm chất đạo đức cho HS). b) Các PPDH hiện đại được phát sinh từ những tiếp cận khoa học hiện đại như: tiếp cận hệ thống, tiếp cận modun, phương pháp grap…Đây là những phương pháp giúp điều hành và quản lý kinh tế - xã hội rất hiệu nghiệm ở qui mô hoạt động rộng lớn và phức tạp. Từ những phương pháp đó đã xuất hiện những tổ hợp PPDH phức hợp như: algorit dạy học, grap dạy học, modun dạy học…Những tổ hợp phương pháp phức hợp này rất thích hợp với những hệ dạy học mới của nhà trường trong cơ chế thị trường hiện đại, và chỉ có chúng mới cho phép người giáo viên sử dụng phối hợp có hiệu quả với những hệ thống đa kênh, kể cả kĩ thuật vi tính, điều mà các PPDH truyền thống không có khả năng thực hiện. - Grap cho phép mô tả cấu trúc hoạt động. Dạy học bằng grap góp phần phát triển tư duy logic và phương pháp tự học trong học sinh, nâng cao hiệu quả dạy 32 học. Dạy học bằng grap là một phương pháp mới chuyên biệt chẳng những áp dụng tốt ở những bài ôn tâp, luyên tập mà ngay ở bài nghiên cứu tài liệu mới và thực hành hóa học cũng rất có hiệu quả [58]. - Algorit dạy học giúp HS tư duy khái quát hợp lí. Có kế hoạch cho HS làm quen với các phương pháp có tính chất algorit (phương pháp suy nghĩ, phương pháp làm việc trong đó có qui định rõ các việc cần tiến hành theo một trình tự chặt chẽ để hoàn thành công việc) có ý nghĩa rất lớn giúp HS đi vào cuộc sống và sản xuất một cách thuận lợi về mặt kiến thức, kĩ năng cũng như về mặt tư duy và nhân cách. Như vậy, việc dạy cho HS chiếm lĩnh được tiếp cận algorit trong việc học tập môn Hóa chính là góp phần đắc lực cho việc thực hiện mục tiêu đào tạo nhân cách phát triển toàn diện. 1.3. Bài tập hóa học 1.3.1. Khái niệm về bài tập và bài toán hóa học Trong thực tiễn dạy học cũng như trong các tài liệu giảng dạy, thuật ngữ “bài tập”, “bài tập hóa học” được sử dụng cùng các thuật ngữ “bài toán”, “bài toán hóa học”. Theo từ điển tiếng Việt [62, tr 27] “bài tập” và “bài toán” được giải nghĩa khác hẳn nhau: bài tập là bài ra cho HS làm để tập vận dụng những điều đã học; bài toán là vấn đề cần giải quyết bằng phương pháp khoa học. Trong một số tài liệu về lí luận dạy học [17], [18], [35], [47], [48], [50], thuật ngữ “bài toán hóa học” được dùng để chỉ những bài tập định lượng (có tính toán) trong đó HS phải thực hiện những phép toán nhất định. Theo đó, “bài toán hóa học” được định nghĩa “là hệ thông tin xác định, bao gồm những điều kiện và những yêu cầu luôn luôn không phù hợp (mâu thuẩn) với nhau, dẫn tới nhu cầu phải khắc phục bằng cách biến đổi chúng” [35, tr 114] ; các tài liệu trên không đưa ra định nghĩa về bài tập hóa học. Theo Zueva M. V, “bài tập là một dạng bài làm gồm những bài toán, những câu hỏi hay đồng thời cả bài toán và câu hỏi, mà trong khi hoàn thành chúng học 33 sinh nắm được một tri thức hay kĩ năng nhất định hoặc hoàn thiện chúng” [61, tr 19]. Với cách dùng tên sách “ bài tập hóa học 10”, “ bài tập hóa học 11”…như hiện nay thì thuật ngữ “bài tập” cũng được xem tương đồng với quan niệm trên. Theo chúng tôi thuật ngữ “bài tập hóa học” chung hơn khái niệm “bài toán hóa học” và bao hàm cả khái niệm bài toán hóa học. Và có thể coi bài tập hóa học là một vấn đề học tập được giải quyết nhờ những suy luận logic, những phép toán và thí nghiệm hóa học, trên cơ sở các khái niệm, định luật, học thuyết và phương pháp hóa học. 1.3.2. Phân loại bài tập hóa học [17], [35], [41], [50], [61] Trong nhiều tài liệu về phương pháp giảng dạy hóa học, các tác giả phân loại BTHH theo những cách khác nhau dựa trên những cơ sở khác nhau. Vì vậy cần có cách nhìn tổng quát về các dạng bài tập dựa vào việc nắm chắc các cơ sở phân loại. - Dựa vào hình thái hoạt động của HS khi giải bài tập, chia bài tập thành bài tập lí thuyết và bài tập thực nghiệm. - Dựa vào tính chất của bài tập, chia bài tập thành bài tập định tính và bài tập định lượng. - Dựa vào nội dung của bài tập có thể chia thành: + Bài tập hóa đại cương: Bài tập về dung dịch, bài tập về điện phân … + Bài tập hóa vô cơ: Bài tập về các kim loại, phi kim, các loại hợp chất oxit, axit, bazơ, muối… + Bài tập hóa hữu cơ: Bài tập về hiđrocacbon, về ancol, anđehit… - Dựa vào khối lượng kiến thức hay mức độ đơn giản hoặc phức tạp có thể chia thành bài tập cơ bản và bài tập tổng hợp. - Dựa vào kiểu bài hoặc dạng bài có thể chia thành: Bài tập xác định CTPT của hợp chất, tính thành phần phần trăm của hỗn hợp, nhận biết, tách các chất ra khỏi hỗn hợp, điều chế… 34 - Dựa vào chức năng của bài tập có thể chia thành: bài tập kiểm tra sự hiểu và nhớ, bài tập rèn luyện tư duy khoa học… - Dựa vào mục đích dạy học, chia bài tập thành: bài tập để hình thành kiến thức mới; bài tập để rèn luyện, củng cố kĩ năng kĩ xảo; bài tập kiểm tra đánh giá. - Dựa vào hoạt động nhận thức của HS trong quá trình tìm kiếm lời giải, có thể phân loại BTHH thành bài tập cơ bản và bài tập phức hợp. - Dựa vào phương pháp hình thành kĩ năng giải bài tập có thể phân chia BTHH thành: bài tập mẫu, bài tập tương tự xuôi ngược, bài tập có biến đổi và bài tập tổng hợp [41]. Giữa các cách phân loại không có ranh giới rõ rệt vì trong bất kì loại bài tập nào của cách phân loại này cũng chứa đựng một vài yếu tố của một hay nhiều bài tập của cách phân loại khác. Mỗi cách phân loại bài tập ở trên đều có những mặt mạnh và mặt yếu của nó; mỗi cách phân loại đều nhằm phục vụ cho những mục đích nhất định và cho đến nay vẫn chưa có sự thống nhất về tiêu chuẩn phân loại BTHH. Khi phân loại chi tiết BTHH ở trường phổ thông, tác giả Nguyễn Xuân Trường đã đưa ra cách phân loại sau [50]: 35 Hình 1.9. Phân loại chi tiết BTHH Cách phân loại này đơn giản và phù hợp trong phạm vi đề tài nghiên cứu của chúng tôi; vì vậy chúng tôi sử dụng cách phân loại này trong quá trình thực hiện đề tài. 1.3.3. Tác dụng của bài tập hóa học [50], [41], [38] Bài tập hóa học là phương tiện cơ bản để dạy HS tập vận dụng các kiến thức hóa học vào thực tế đời sống, sản xuất và tập nghiên cứu khoa học. Kiến thức HS tiếp thu được chỉ có ích khi được sử dụng nó. Phương pháp luyện tập thông qua việc sử dụng BTHH là một trong các phương pháp quan trọng nhất để nâng cao chất BÀI TẬP HÓA HỌC BÀI TẬP THỰC NGHIỆM BÀI TẬP THỰC NGHIỆM ĐỊNH TÍNH BÀI TẬP THỰC NGHIỆM ĐỊNH LƯỢNG BT viết ptpư biểu diễn dãy biến hóa các chất Xác định CTPT của hợp chất Tính % về khối lượng hoặc thể tích của hỗn hợp Lắp dụng cụ thí nghiệm Nhận biết các chất Xác định thành phần % của hỗn hợp Xác định độ tan của các chất … … … Xác định thành phần % của hỗn hợp … BÀI TẬP LÍ THUYẾT ĐỊNH LƯỢNG BÀI TẬP LÍ THUYẾT ĐỊNH TÍNH BÀI TẬP LÍ THUYẾT 36 lượng học tập bộ môn. Đối với HS, giải bài tập là một phương pháp học tập tích cực. BTHH có tác dụng: a) Rèn luyện cho HS khả năng vận dụng được các kiến thức đã học, biến những kiến thức tiếp thu được qua các bài giảng của thầy thành kiến thức của chính mình. Khi vận dụng được một kiến thức nào đó, kiến thức đó sẽ được nhớ lâu. b) BTHH là một trong những nguồn để hình thành kiến thức, kĩ năng mới cho HS, đào sâu và mở rộng kiến thức đã học một cách sinh động, phong phú, hấp dẫn. Chỉ có vận dụng kiến thức vào việc giải bài tập, HS mới nắm vững kiến thức một cách sâu sắc. Ví dụ, sau khi học về tính chất của nhôm, các hợp chất của nhôm, các em sẽ nhớ rất lâu khi vận dụng kiến thức đó để giải các bài tập như: Giải thích hiện tượng thực tế tại sao không dùng chậu nhôm để đựng vôi? Tại sao phèn chua lại đánh trong được nước?… c) Ôn tập, củng cố và hệ thống hóa kiến thức một cách thuận lợi nhất. Trong khi ôn tập nếu chỉ đơn thuần nhắc lại kiến thức, HS sẽ chán vì không có gì mới, hấp dẫn. Thực tế HS khá giỏi chỉ thích giải bài tập trong giờ ôn tập. d) Rèn luyện được những kĩ năng cần thiết về hóa học như kĩ năng cân bằng phương trình phản ứng, kĩ năng tính toán theo công thức hóa học và phương trình hóa học; kĩ năng thực hành,…góp phần vào việc giáo dục kĩ thuật tổng hợp; rèn luyện kĩ năng sử dụng ngôn ngữ hóa học và các thao tác tư duy cho HS. e) Phát triển năng lực nhận thức, tư duy và trí thông minh cho HS. Trong quá trình giải BTHH, học sinh phải thực hiện các thao tác tư duy để tái hiện kiến thức cũ, tìm ra mối liên hệ bản chất giữa các sự vật và hiện tượng. HS phải phân tích, tổng hợp, phán đoán suy luận để tìm ra lời giải. Nhờ vậy tư duy của HS được phát triển và năng lực làm việc độc lập của HS được nâng cao. Một số bài tập ngoài cách giải thông thường còn có cách giải độc đáo, thông minh, rất ngắn gọn mà lại chính xác. Đưa ra một bài tập có nhiều cách giải, yêu cầu HS giải bằng nhiều cách, tìm những cách giải ngắn nhất, hay nhất là một cách rèn luyện trí thông minh cho các em. 37 f) Giáo dục tư tưởng, đạo đức như rèn luyện tính kiên nhẫn, trung thực, sáng tạo, chính xác, khoa học. 1.3.4. Giải bài tập hóa học 1.3.4.1. Giải BTHH là gì? [35] Giải BTHH thực chất là quá trình tìm cách khắc phục sự không phù hợp hoặc mâu thuẫn giữa các điều kiện và các yêu cầu của bài tập, biến đổi chúng để cuối cùng đưa chúng tới sự thống nhất. Cơ chế của phép giải thực chất là quá trình biến đổi bài toán ban đầu thành một chuỗi liên tiếp các bài toán trung gian sơ đẳng hơn, cơ bản hơn cho đến khi khắc phục được mâu thuẩn giữa điều kiện và yêu cầu của bài. 1.3.4.2. Quá trình giải BTHH BTHH có thể được xem là một vấn đề học tập, do đó quá trình giải BTHH tương tự với quá trình giải quyết vấn đề chung (trong dạy học đặt và giải quyết vấn đề đã nêu ở trên), đồng thời cũng mang những nét đặc trưng riêng của BTHH. Quá trình giải BTHH thường gồm 4 giai đoạn cơ bản sau [18], [35], [21]: a) Nghiên cứu đầu bài - Đọc kĩ đầu bài. - Phân tích các điều kiện và yêu cầu của đề bài, ghi tóm tắt các dữ kiện cho và hỏi. - Viết tất cả các phương trình phản ứng có thể xảy ra (nếu BTHH được tính toán dựa trên cơ sở của phương trình phản ứng hóa học). - Đổi các giả thuyết không cơ bản sang giả thuyết cơ bản. b) Xây dựng tiến trình luận giải, tìm các hướng giải Đây là giai đoạn quan trọng nhất trong quá trình giải bài tập. Thực chất của giai đoạn này là tìm con đường đi ngược từ cái cần tìm đến cái đã cho (suy luận ngược), bằng cách xét một loạt các bài toán phụ liên quan. Tính logic của bài giải có chặt chẽ hay không là ở giai đoạn này. Nếu GV biết rèn luyện cho HS tự xây dựng được một tiến trình luận giải tốt, tức là GV đã dạy học sinh bằng giải toán, thông qua đó HS không chỉ nắm vững kiến thức, biết cách giải mà còn có được một 38 cách thức suy luận, lập luận để giải quyết một bài toán bất kì nào khác (một vấn đề). Điều này được thể hiện thông qua một số dạng câu hỏi (GV gơi ý sau đó tập dần cho HS tự đặt câu hỏi) như sau: - Để có được điều này (cái cần tìm) cần đi từ dữ kiện nào? Thông qua công thức nào? Hay thông qua phương trình phản ứng nào? - Đây là bài toán cơ bản đầu tiên trong dãy bài toán phụ liên quan. - Dữ kiện cần tìm đó đã có chưa? Đề bài đã cho trực tiếp chưa? Hay gián tiếp thông qua một dữ kiện khác? - Đây là bài toán cơ bản thứ hai. - Nếu dữ kiện này chưa có thì có thể tìm nó từ những dữ kiện nào? Thông qua công thức hay những phương trình phản ứng nào? - Bài toán cơ bản thứ ba. Cứ lập luận tương tự như thế (lý luận giật lùi), cuối cùng HS sẽ xây dựng được một tiến trình luận giải ngược từ cái cần tìm đến cái đã cho. Như vậy, trong quá trình luận giải ta thấy ngay trong bước suy luận đầu tiên, yêu cầu trước hết là HS phải nắm công thức tính cơ bản và phải viết được các phương trình phản ứng xảy ra giữa các chất cho trong đầu bài. c) Thực hiện tiến trình giải Quá trình này ngược với quá trình luận giải, mà thực chất là trình bày lời giải một cách tường minh từ giả thuyết cho đến cái cần tìm (có thể bằng tính toán hoặc lập luận). Với các bài tập định lượng phần lớn là đặt ẩn số, dựa vào mối tương quan giữa các ẩn số để lập các phương trình. Giải phương trình hay hệ phương trình và biện luận kết quả (nếu cần). d) Kiểm tra đánh giá việc giải Bằng cách khảo sát lời giải đã tìm được, kiểm tra lại kết quả và toàn bộ quá trình giải. Có thể đi đến kết quả một cách khác không? Tối ưu hơn không? Tính đặc biệt của bài toán là gì?... Trên thực tế, ngay cả với những HS giỏi, sau khi tìm ra cách giải và trình bày lập luận của mình là xem như việc giải đã kết thúc. Như vậy họ đã bỏ mất một giai đoạn quan trọng và rất bổ ích là nhìn lại cách giải, khảo sát, phân tích kết quả 39 và con đường đã đi để có thể củng cố kiến thức và phát triển khả năng giải toán của họ. Ngưới GV phải hiểu và làm cho HS hiểu rằng không có một bài toán nào hoàn toàn kết thúc, bao giờ cũng còn lại một cái gì để suy nghĩ. Nếu kiên nhẫn và chịu khó suy nghĩ thì có thể hoàn thiện cách giải trong mọi trường hợp và hiểu được cách giải sâu sắc hơn. Tuy nhiên, việc vận dụng các giai đoạn trên vào hướng dẫn HS giải một BTHH sao cho hiệu quả còn phụ thuộc nhiều vào sự khéo léo, linh hoạt của người GV. Việc đặt những câu hỏi như thế nào, sử dụng những PPDH nào và tổ chức các hoạt động của HS như thế nào để HS thực hiện tốt quá trình giải (đặc biệt là giai đoạn luận giải), đồng thời nắm chắc cách giải của bài tập để có thể vận dụng vào các bài tập tiếp theo thì chưa được đề cập. 1.3.4.3. Kĩ năng giải BTHH a) Khái niệm * Kĩ năng - Theo từ điển tiếng Việt – định nghĩa kỹ năng là “ khả năng vận dụng những kiến thức thu nhận được vào thực tế” [62, tr 520]. - “Kĩ năng là hệ thống phức tạp các thao tác hợp lý, có hiệu quả được hình thành qua quá trình rèn luyện” [10]. * “Kĩ năng giải BTHH là khả năng của HS biết sử dụng có mục đích và sáng tạo những kiến thức của mình để giải những BTHH” [41]. b) Thế nào là có kĩ năng giải bài tập? Theo khái niệm “kĩ năng” và “kĩ năng giải BTHH” ở trên, chúng tôi cho rằng một HS có kĩ năng giải một BTHH là biết phân tích đầu bài, liên hệ được những kiến thức đã có của mình với dữ kiện và yêu cầu của đề để xác định hướng giải đúng và trình bày lời giải một cách logic, chính xác trong một thời gian xác định, đồng thời có thể áp dụng giải các bài tập khác tương tự. 1.3.5. Xây dựng hệ thống bài tập Ngoài vấn đề triệt để sử dụng các bài tập có sẵn trong SGK, sách bài tập hoặc các tài liệu tham khảo khác, trong quá trình dạy học, người GV hóa học cần 40 biết cách xây dựng một số đề bài tập mới phù hợp với đối tượng HS, và quan trọng hơn cả là phù hợp với trình độ nhận thức của họ. Thực tế dạy học ở trường phổ thông hiện nay đã chỉ rõ rằng phần lớn HS rất lúng túng và chưa biết cách giải các BTHH. Một trong những nguyên nhân là do HS mới được làm quen và giải được một dạng bài tập còn chưa thạo đã phải chuyển sang nghiên cứu những dạng bài tập khác, không hoặc rất ít được luyện tập với các bài tập tương tự, cùng dạng. * Dựa trên cách giải, thông thường có 3 mức độ xây dựng BTHH [38] - Mức độ 1: BTHH tái hiện là dạng bài có nội dung giống dạng BTHH mà HS đã biết algorit giải, do vậy HS chỉ cần áp dụng các bước giải có sẳn là ra đáp số. - Mức độ 2: BTHH tái hiện – sáng tạo là dạng bài có một phần nào đó ít hay nhiều giống với dạng bài mà HS đã biết algorit giải nhưng lại có phần HS phải tự nghĩ ra cách giải. - Mức độ 3: BTHH sáng tạo là dạng bài mà HS phải vận dụng kiến thức đã học để tự mình nghĩ ra cách giải, thường là nghĩ cách biến đổi các dữ liệu của bài để chuyển chúng về một trong số các dạng cơ bản đã biết. * Trên cơ sở hệ thống phân loại BTHH, dựa trên phương pháp grap và tiếp cận mođun, Nguyễn Ngọc Quang đã tìm ra năm cách biến hóa nội dung bài toán hóa học, phản ánh qui luật chung của sự biến hóa này. Từ qui luật biến hóa này giúp ta nắm được cơ chế biến hóa nội dung bài toán, nhờ đó mà biên soạn được những bài toán hóa học có mức độ phức tạp – khó khăn thay đổi (phân hóa, đa dạng hóa) và theo những mục đích dạy học cụ thể định trước [35]. Cách 1. Nghịch đảo: chuyển điều kiện thành yêu cầu và ngược lại. Ví dụ: Biết công thức phân tử của chất là AxBy ; ( %A, %B ) Nghịch đảo: Biết thành phần % của mỗi nguyên tố hợp thành chất, lập công thức đơn giản nhất của chất. Cách 2. Phức tạp hóa những điều kiện của bài toán Trong grap đầu bài của bài toán gốc, thay một điều kiện (dữ kiện cho) bằng hai hoặc nhiều dữ kiện khác là điều kiện để tìm ra chính nó. 41 Cách 3. Phức tạp hóa yêu cầu của bài toán Thay đại lượng tìm của bài toán gốc bằng đại lượng tìm mới, dẫn xuất trực tiếp từ đại lượng tìm cũ; rồi bổ sung vào bài toán mới những dữ kiện phụ cần thiết, giúp thực hiện được những phép tính trung gian đi từ yêu cầu cũ sang yêu cầu mới. Cách 4. Ghép nội dung nhiều bài toán lại với nhau Đây chính là ứng dụng cụ thể của tiếp cận môđun kết hợp với phương pháp grap. Có thể chọn hai hoặc nhiều bài toán gốc cùng kiểu hoặc khác kiểu, sau đó điều chỉnh các dữ kiện “cho” hoặc “tìm” cho thích hợp để bài toán có thể giải được. Cách 5. Phức tạp hóa đồng thời cả điều kiện lẫn yêu cầu của bài toán. Qui tắc của cách 5 là sự tích hợp của cách 2 lẫn cách 3. Trong thực tiễn dạy học, ta có thể sáng tạo ra các bài toán mới theo 5 cách cơ bản mô tả trên đây ngoài ra còn có thể phối hợp chúng theo nhiều cách khác nhau và ở mỗi cách đều có tính thuận nghịch. Trong tài liệu về lí luận và PPDH của tác giả Nguyễn Cương [18] có trình bày hai hình thức xây dựng đề bài tập mới là: - Xây dựng các bài tập tương tự với các bài tập hay trong SGK hoặc các sách khác. - Xây dựng các bài tập mới bằng cách phối hợp nhiều phần của các bài tập hay trong sách đã in hoặc của những bài tập học được của những người khác. * Khi xây dựng hệ thống bài tập cũng cần chú ý các yêu cầu sau [8]: - Lựa chọn các bài tập phải tiêu biểu, điển hình, biên soạn hệ thống bài tập đa cấp cho tiện sử dụng: + Sắp xếp theo từng dạng bài toán. + Xếp theo mức độ từ dễ đến khó. + Hệ thống bài tập phải bao quát hết các kiến thức cơ bản, cốt lõi nhất cần cung cấp cho HS, tránh bỏ sót, trùng lặp, phần thì qua loa phần thì quá kỹ. - Bài tập trong một học kì, một năm học phải kế thừa nhau, bổ sung lẫn nhau, bảm bảo tính phân hóa, tính vừa sức với ba loại trình độ HS. 42 - Đảm bảo sự cân đối về thời gian học lý thuyết và làm bài tập, không tham lam bắt HS làm bài tập quá nhiều ảnh hưởng đến các môn học khác. 1.3.6. Xu hướng phát triển của bài tập hóa học [13], [14], [47], [48] Như đã đề cập ở trên, bài tập hóa học là phương tiện cơ bản và hiệu nghiệm trong giảng dạy hóa học. Chính nhờ sự vận dụng kiến thức hóa học để giải quyết các bài tập mà kiến thức được củng cố, khắc sâu, chính xác hóa, mở rộng và nâng cao. Nhưng thực tế nhiều bài tập còn nặng nề về thuật toán, nghèo nàn về kiến thức hóa học và xa rời thực tế hoặc mô tả không đúng với các qui trình hóa học. Khi giải các bài tập này thường mất thời gian tính toán toán học, kiến thức hóa học lĩnh hội được không nhiều và hạn chế khả năng sáng tạo của HS. Các dạng bài tập này dễ tạo lối mòn trong suy nghĩ hoặc nhiều khi lại quá phức tạp, rối rắm với HS làm cho các em thiếu tự tin vào khả năng của bản thân dẫn đến chán học, học kém. Định hướng xây dựng chương trình sách giáo khoa THPT của Bộ Giáo dục và Đào tạo có chú trọng đến tính thực tiễn và đặc thù của hóa học ở các góc độ sau đây: - Nội dung kiến thức hóa học phải gắn liền với thực tiễn đời sống, xã hội, cộng đồng. - Nội dung kiến thức phải gắn với thực hành, thí nghiệm hóa học và tăng cường thí nghiệm hóa học trong nội dung học tập. - BTHH phải đa dạng, phải có nội dung hóa học thiết thực. Như vậy, bài tập trong giai đoạn hiện nay phải đảm bảo các yêu cầu - Nội dung bài tập phải ngắn gọn, súc tích, không quá nặng về tính toán, mà cần chú ý tập trung rèn luyện và phát triển các nămg lực nhận thức, tư duy hóa học và hành động cho HS. - BTHH cần chú ý đến việc mở rộng kiến thức hóa học và các ứng dụng của hóa học trong thực tiễn. Thông qua các dạng bài tập này làm cho HS thấy được việc học hóa học thực sự có ý nghĩa, những kiến thức hóa học rất gần gũi thiết thực với cuộc sống. Cần khai thác các nội dung về vai trò của hóa học với các vấn đề 43 kinh tế, xã hội, môi trường và các hiện tượng tự nhiên để xây dựng các BTHH làm cho BTHH thêm đa dạng, kích thích được sự đam mê, hứng thú học tập bộ môn. - BTHH định lượng được xây dựng trên quan điểm không phức tạp hóa bởi các thuật toán mà chú trọng đến nội dung hóa học và các phép tính được sử dụng nhiều trong tính toán hóa học. - Chú ý sử dụng bài tập trắc nghiệm khách quan, chuyển hóa một số dạng bài tập tự luận, tính toán định lượng sang dạng trắc nghiệm khách quan. Trên cơ sở đó, xu hướng phát triển của BTHH trong giai đoạn hiện nay là: - Loại bỏ những bài tập có nội dung hóa học nghèo nàn nhưng lại cần đến những thuật toán phức tạp để giải (hệ phương trình nhiều ẩn, bất phương trình, phương trình bậc hai, cấp số cộng, cấp số nhân…). - Loại bỏ những bài tập có nội dung lắt léo, giả định rắc rối, phức tạp, xa rời hoặc phi thực tiễn hóa học. - Tăng cường sử dụng bài tập thực nghiệm. - Tăng cường sử dụng bài tập trắc nghiêm khách quan. - Xây dựng bài tập mới về bảo vệ môi trường và phòng chống ma túy. - Xậy dựng bài tập mới để rèn luyện cho HS năng lực phát hiện vấn đề và giải quyết vấn đề. - Đa dạng hóa các loại hình bài tập như bài tập bằng hình vẽ, bài tập vẽ đồ thị, sơ đồ, bài tập lắp dụng cụ thí nghiệm… - Xây dựng những bài tập có nội dung hóa học phong phú, sâu sắc, phần tính toán đơn giản, nhẹ nhàng. - Xây dựng và tăng cường sử dụng bài tập thực nghiệm định lượng. 1.4. Thực trạng việc dạy bài tập hóa học ở trường THPT 1.4.1. Mục đích điều tra 1.4.1.1. Về phía học sinh - Tìm hiểu thái độ, tình cảm và nhận thức của HS về BTHH. - Tìm hiểu việc chuẩn bị cho tiết bài tập và giải bài tập của HS. - Tìm hiểu những vướng mắc của HS khi giải BTHH. 44 1.4.1.2. Về phía giáo viên - Tìm hiểu một cách khái quát về các phương pháp dạy học đang được giáo viên sử dụng khi dạy BTHH. - Tìm hiểu cách nhìn nhận, suy nghĩ của giáo viên về vai trò của BTHH trong dạy học hóa học. - Tìm hiểu tình hình dạy BTHH ở trường THPT: mức độ thành công, những khó khăn gặp phải khi dạy BTHH. - Tìm hiểu các biện pháp để nâng cao chất lượng giờ bài tập. 1.4.2. Đối tượng điều tra Đối tượng điều tra là GV hóa học THPT và học sinh THPT - Chúng tôi đã tiến hành điều tra bằng phiếu tham khảo ý kiến 42 GV hóa học ở các trường THPT ở tỉnh Bến Tre và 31 GV ở các tỉnh khác (học viên lớp cao học LL và PPGD hóa học K17, K18). - Chúng tôi cũng đã gởi phiếu điều tra đến 242 HS (6 lớp) ở các trường THPT khác nhau ở tỉnh Bến Tre. 1.4.3. Mô tả phiếu điều tra Với mục đích điều tra trên, chúng tôi sử dụng 2 phiếu điều tra: phiếu điều tra cho GV và phiếu điều tra cho HS. (phụ lục 1, 2) 1.4.3.1 Phiếu điều tra cho HS Gồm 9 câu hỏi xoay quanh 3 vấn đề: a) Thái độ, tình cảm và nhận thức của HS về BTHH (câu 1, câu 4, câu 9) b) Việc chuẩn bị cho tiết bài tập và giải bài tập của HS (câu 2, câu 3, câu 5, câu 6) c) Những vướng mắc của HS khi giải BTHH (câu 7, câu 8) 1.4.3.2. Phiếu điều tra cho GV Chúng tôi nêu lên 8 câu hỏi, xoay quanh các nội dung: a) Về PPDH sử dụng khi dạy BTHH (câu 2, câu 3) b) Về vai trò của BTHH (câu 1) c) Về mức độ thành công của GV khi dạy BTHH (câu 4, câu 5) 45 d) Về những khó khăn khi dạy BTHH (câu 7) e) Về biện pháp nâng cao chất lượng giờ BTHH (câu 6, câu 8) 1.4.4. Kết quả điều tra 1.4.4.1. Phiếu điều tra cho HS a) Thái độ, tình cảm và nhận thức của HS về BTHH Câu 1: Thái độ của HS đối với các giờ BTHH Thái độ Số ý kiến Tỉ lệ % Rất thích 21 9,0 Thích 87 37,4 Bình thường 114 48,9 Không thích 11 4,7 Nhận xét: Số HS thích và rất thích giờ bài tập chiếm 46,4 %. Như vậy, gần 1/2 số HS có thái độ tích cực đối với giờ bài tập. Số HS chưa nhận thức được tác dụng của giờ bài tập cũng khá cao ( bình thường : 48,9 % ; không thích : 4,7 %). Nguyên nhân mà HS chưa thích giờ bài tập sẽ được làm rõ hơn ở câu 9. Câu 9: HS chưa thích giờ bài tập ở những điểm: Về vấn đề này HS đã nêu nhiều ý kiến khác nhau. Chúng tôi tổng kết được một số ý kiến đáng lưu ý như sau: - Thời gian dành cho giờ bài tập ít, nhiều dạng bài tập nên không thể giải chi tiết hết các bài tập. - Ít có bài tập tương tự từ dễ đến khó. - Bài tập khó, không biết hướng giải, không biết liên hệ giữa dữ kiện và yêu cầu của bài toán dẫn đến chán nản. - GV chưa phân tích kỹ, giải sơ lược nên HS chưa nắm được các bước giải. Câu 4: Ứng xử của HS khi gặp một bài tập khó Phương án Số ý kiến Tỉ lệ % Mày mò tự tìm lời giải 24 10,4 Tham khảo lời giải trong sách bài tập 130 56,0 Chờ đến tiết học hỏi GV 51 22,0 Chán nản, không làm 27 11,6 46 Nhận xét: Có đến 56,0 % HS tham khảo lời giải trong sách bài tập khi gặp bài tập khó, như vậy HS có nhu cầu xem bài mẫu để định hướng giải cho bài tập. Chỉ có 10,4 % HS tích cực mày mò tìm lời giải và cũng có số lượng tương đương HS chán nản không làm ( 11,6 % ). Do đó, việc phân tích, giải kĩ một bài mẫu cho từng dạng bài tập, lập grap giải giúp HS có cơ sở để định hướng giải khi gặp các bài tập cùng dạng thiễn nghĩ là một trong những việc cần thiết khi dạy BTHH. b) Việc chuẩn bị cho tiết bài tập và giải bài tập của HS Câu 2: Thời gian HS dành để làm BTHH trước khi đến lớp Thời gian Số ý kiến Tỉ lệ % Không rõ (không cố định) 136 59,1 Khoảng 30 phút 30 13,1 Từ 30 đến 60 phút 49 21,3 Trên 60 phút 15 6,5 Nhận xét: Số HS dành 30 – 60 phút và trên 60 phút là 27,8 % (chưa đến 1/3). Như vậy, đa số HS chưa dành nhiều thời gian cho BTHH, việc giải bài tập ở nhà của HS còn tùy hứng (thời gian không rõ – không cố định) Câu 3: Chuẩn bị cho tiết bài tập Phương án Số ý kiến Tỉ lệ % Làm trước những bài tập về nhà 49 21,1 Đọc, tóm tắt, ghi nhận những chỗ chưa hiểu 56 24,1 Đọc lướt qua các bài tập 113 48,7 Không chuẩn bị gì cả 14 6,1 Nhận xét: Nhiều HS chưa chuẩn bị kỹ cho tiết bài tập, HS chỉ đọc lướt qua các bài tập (chiếm 48,7 %) và cũng có HS không chuẩn bị gì (6,1 %). Số HS chuẩn bị kỹ, làm trước bài tập về nhà chỉ 21,1 %. Vì vậy để HS chú ý chuẩn bị bài tập ở nhà tốt hơn cần phải có biện pháp kiểm tra song song với việc giúp HS nhận thức rõ hơn tác dụng của BTHH. Câu 5: Số lượng bài tập HS làm được Ai% 12,5 37,5 62,5 87,5 Số ý kiến 35 110 66 19 12,5 35 37,5 110 62,5 66 87,5 19% 45% 230 A         47 Số bài tập mà HS làm được không cao, vào khoảng 45 % Câu 6: Việc giải bài tập tương tự của HS Mức độ Số ý kiến Tỉ lệ % Rất thường xuyên 10 4,3 Thường xuyên 46 19,9 Không thường xuyên 139 60,2 Không có 36 15,6 Nhận xét: Có đến 75,8 % HS không thường xuyên và không làm bài tập tương tự ở nhà (3/4). Như vậy, đa số HS chưa có thói quen làm bài tập tương tự ở nhà rèn kỹ năng giải bài tập; có thể do chưa có hệ thống bài tập tương tự cho HS hoặc HS chưa nắm rõ các bước giải của dạng bài tập đó (bài tập mẫu). Đây có thể là một nguyên nhân khiến số lượng bài tập mà HS làm được còn thấp (câu 5). c) Những vướng mắc của HS khi giải BTHH Câu 7: Khi giải bài tập hóa học, HS gặp khó khăn ở các bước Để có thể xếp thứ tự các bước theo mức độ khó khăn giảm dần, chúng tôi tính bằng cách lấy tổng của các tích (số phiếu x số hạng) chia cho tổng số phiếu, giá trị tính được gọi là điểm trung bình. Điểm trung bình càng nhỏ thì hạng càng cao (mức độ khó khăn càng cao). Ví du: Điểm trung bình của bước A là: 00,4 232 )5134()433()323()216()126(  Mức độ khó khăn Các bước 1 2 3 4 5 Điểm TB Xếp hạng A 26 16 23 33 134 4,00 5 B 14 17 17 46 137 4,19 6 C 22 36 47 61 65 3,48 3 D 102 35 46 30 21 2,27 1 E 81 48 51 29 21 2,39 2 F 24 31 52 49 73 3,51 4 Theo bảng, các khó khăn HS gặp phải khi giải BTHH xếp theo thứ tự giảm dần như sau: 1- Tìm mối liên hệ giữa dữ kiện và yêu cầu của bài tập 2- Rút ra cách giải chung 48 3- Viết các phương trình phản ứng 4- Áp dụng vào giải bài tập tương tự 5- Tóm tắt đề 6- Tính số mol Trong đó, 2 bước xếp thứ tự thứ nhất và thứ hai có sự cách biệt lớn so với các bước còn lại, cho phép ta có thể nghĩ rằng đây là 2 khó khăn chính khiến HS không giải được bài tập. Câu 8: Yếu tố giúp HS giải tốt bài tập Mức độ cần thiết Yếu tố 1 2 3 4 5 Điểm TB Xếp hạng A 177 18 12 8 16 1,56 1 B 61 70 42 29 28 2,53 3 C 52 59 53 37 29 2,88 5 D 74 47 32 45 34 2,65 4 E 93 41 22 33 39 2,12 2 Như vậy, những yếu tố giúp HS giải thành thạo một dạng bài tập xếp theo mức độ cần thiết giảm dần là: 1- GV giải kỹ một bài mẫu 2- HS làm các bài tập tương tự 3- HS xem lại bài tập đã giải 4- Rút ra các bước giải cho từng dạng bài tập 5- HS tự làm lại bài tập đã giải 1.4.4.2. Phiếu điều tra cho GV a) PPDH GV sử dụng khi dạy BTHH Câu 2: PPDH GV sử dụng khi dạy BTHH Mức độ thường xuyên PPDH 1 2 3 4 5 Điểm TB Xếp hạng A 19 34 13 4 0 2,03 2 B 46 18 5 0 0 1,41 1 C 11 35 16 6 0 2,25 3 D 6 21 22 7 13 3,00 4 E 6 12 21 17 15 3,28 5 49 Như vậy, các phương pháp mà GV sử dụng khi dạy bài tập hóa học xếp theo mức độ thường xuyên là: 1- Đàm thoại 2- Thuyết trình đề 3- Dạy học nêu vấn 4- Phương pháp grap dạy học 5- Algorit dạy học Nhận xét: PPDH chủ yếu được GV sử dụng dạy BTHH là đàm thoại và thuyết trình, các phương pháp: dạy học nêu vấn đề, grap dạy học và algorit dạy học chưa được sử dụng nhiều. Đáng lưu ý là có GV chưa biết đến phương pháp grap dạy học và algorit dạy học. Câu 3: Hoạt động của GV và HS trong tiết bài tập Mức độ thường xuyên Phương án 1 2 3 4 Điểm TB Xếp hạng A 13 43 11 3 2,06 3 B 13 28 24 6 2,32 4 C 21 36 13 0 1,89 2 D 25 30 14 0 1,84 1 Các phương án GV sử dụng xếp theo mức độ thường xuyên là 1- Phân tích bài tập từng bước, hướng dẫn HS cùng giải 2- Hướng dẫn sơ lược sau đó gọi HS lên bảng giải 3- Gọi HS (đã giải ở nhà) lên bảng giải 4- Sửa bài tập lên bảng Tuy nhiên sự khác biệt giữa các phương án không nhiều. Ở mục cách khác có GV (2/70 phiếu) nêu thêm phương án: cho HS đưa ra phương pháp giải và lên bảng giải; phương án này sử dụng không thường xuyên, thường chỉ có thể áp dụng cho đối tượng HS giỏi. 50 b) Vai trò của BTHH Câu 1: Xếp mức độ quan trọng của những nội dung dạy học Mức độ quan trọng Nội dung 1 2 3 4 5 Điểm TB Xếp hạng A 57 7 2 3 1 1,34 1 B 35 26 3 4 3 1,79 2 C 19 26 18 6 0 2,16 3 D 13 20 22 15 0 2,56 4 Mức độ quan trọng của những nội dung dạy học xếp theo thứ tự mức độ quan trọng giảm dần là 1. Kiến thức hóa học mới 2. Bài tập hóa học 3. Thí nghiệm thực hành 4. Liên hệ giữa lí thuyết với thực tế Nhận xét: Bài tập hóa học được xếp ở vị trí thứ 2 chứng tỏ GV đã thấy được vai trò tác dụng của BTHH. c) Mức độ thành công của GV khi dạy BTHH Câu 4: Số bài tập GV dạy trong một tiết học Ai 1 bài 2 bài 3 bài 4 bài > 4 bài Số ý kiến 0 5 29 22 15 7,3 71 1552242935201 A Số bài tập được thực hiện trong một tiết học trung bình là 3,7 bài Câu 5: Số HS làm được bài tập (ở lớp) Ai% 12,5 37,5 62,5 87,5 Số ý kiến 5 23 39 3 12,5 5 37,5 23 62,5 39 87,5 3% 51,8% 70 A         Nhận xét: Với mỗi bài tập trên lớp, số HS làm được không cao 51 d) Những khó khăn khi dạy BTHH Câu 7: Những khó khăn GV gặp khi dạy BTHH Mức độ Khó khăn 1 2 3 4 5 Điểm TB Xếp hạng A 28 21 6 8 7 2,21 5 B 35 21 12 1 2 1,79 2 C 16 31 16 6 0 2,17 4 D 32 23 7 4 3 1,88 3 E 4 15 6 14 28 3,70 6 F 35 23 7 3 1 1,77 1 Các khó khăn xếp theo mức độ giảm dần là 1- Không đủ thời gian 2- HS không nắm được lý thuyết 3- HS không liên hệ được giữa dữ kiện và yêu cầu của đề 4- HS không định được hướng giải 5- Trình độ HS không đều 6- Không có hệ thống bài tập tương tự e) Biện pháp nâng cao chất lượng giờ bài tập Câu 6: Biện pháp giúp HS giải tốt bài tập Mức độ cần thiết Biện pháp 1 2 3 4 Điểm TB Xếp hạng A 19 36 14 2 1,99 5 B 28 42 0 0 1,60 1 C 22 47 0 0 1,68 3 D 16 53 1 0 1,79 4 E 26 42 2 0 1,66 2 F 0 19 49 1 2,74 6 Các biện pháp để HS giải tốt bài tập xếp theo mức độ cần thiết giảm dần là 1- Nhắc lại kiến thức trong tâm có liên quan 2- Cho HS làm các bài tập tương tự 3- Sửa kỹ bài tập trên lớp 4- Rút ra cho HS các bước giải 5- Kiểm tra bài tập thường xuyên 6- Giúp đỡ riêng 52 1.4.5. Những điều rút ra từ kết quả điều tra 1. Số HS thích giờ bài tập không cao, HS chưa chuẩn bị kĩ cho tiết bài tập. Nguyên nhân chủ yếu là do HS không biết hướng giải, không giải được bài tập dẫn đến chán nản. 2. Số lượng bài tập và số HS làm được bài tập không cao; HS chưa có thói quen rèn kỹ năng giải bài tập bằng cách giải các bài tập tương tự ở nhà 3. Tìm mối liên hệ giữa dữ kiện và yêu cầu của bài tập là khó khăn chính khiến HS không giải được bài tập. 4. HS có mong muốn GV giải kỹ một bài mẫu và cho các bài tập tương tự để các em giải thành thạo một dạng bài tập. 5. Hầu hết GV đều nhìn nhận vai trò quan trọng của BTHH trong dạy học hóa học. 6. Phương án GV sử dụng thường xuyên hướng dẫn HS giải bài tập trên lớp là phân tích bài tập từng bước và hướng dẫn HS cùng giải, với PPDH chủ yếu là đàm thoại và thuyết trình. 7. Khó khăn lớn nhất của GV khi dạy BTHH là không đủ thời gian, do đó số bài tập mà GV phải dạy trong một tiết học khá nhiều (3,7 bài). HS không nắm được lý thuyết và không liên hệ được giữa dữ kiện và yêu cầu của đề cũng là một khó khăn không nhỏ. 8. Các biện pháp được GV cho là cần thiết hơn để giúp HS giải tốt bài tập là: nhắc lại kiến thức trọng tâm có liên quan; sửa kỹ bài tập trên lớp; cho HS làm các bài tập tương tự. 53 Kết luận chương 1 Trong chương này chúng tôi đã trình bày những vấn đề cơ bản về cơ sở lý luận và thực tiễn của đề tài. - Phương pháp dạy học: khái niệm và phân loại PPDH. - PPDH phức hợp và khả năng vận dụng vào quá trình dạy học nói chung và dạy học hóa học nói riêng. - Xu hướng đổi mới PPDH. - Bài tập hóa học: khái niệm, phân loại, quá trình giải BTHH, việc dạy HS giải BTHH - một vấn đề quan trọng trong dạy học hóa học. Qua đó, chúng tôi nhận thấy: Sử dụng PPDH phức hợp là một xu hướng đổi mới đáp ứng các quan điểm về đổi mới PPDH. Phương pháp dạy học phức hợp không những sử dụng có hiệu quả trong tiết nghiên cứu tài liệu mới mà khi sử dụng để dạy HS giải BTHH cũng có ưu điểm, cho phép ta mong đợi một kết quả cao khi sử dụng nó. Kết quả điều tra thực trạng việc dạy BTHH ở trường THPT cho thấy việc đổi mới phương pháp khi dạy bài tập và đầu tư vào tiết bài tập của GV còn ít và chậm, do đó mà hiệu quả đạt chưa cao. 54 Chương 2. SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC PHỨC HỢP HƯỚNG DẪN HỌC SINH GIẢI BÀI TẬP PHẦN HOÁ HỮU CƠ LỚP 11 – CHƯƠNG TRÌNH CƠ BẢN 2.1. Hệ thống hóa, phân phân loại bài tập hóa hữu cơ lớp 11 Trong chương trình SGK lớp 11, bài tập phần hóa hữu cơ khá đa dạng, trong đó có nhiều dạng bài tập đặc trưng của hóa hữu được lặp đi lặp lại như: bài tập viết đồng phân, nhận biết chất, điều chế chất, tính thành phần % của hỗn hợp, lập CTPT…Đặc biệt nổi lên trong phần này là bài tập lập CTPT hợp chất hữu cơ. Đây là dạng bài tập cơ bản, thường gặp trong hóa hữu cơ. Dựa vào đặc điểm và phương pháp giải, chúng tôi chia bài tập lập CTPT chất hữu cơ (trong chương trình SGK lớp 11) thành các dạng cụ thể hơn như sau: - Lập CTPT trực tiếp theo thành phần nguyên tố (% khối lượng hoặc khối lượng các nguyên tố); - Lập CTPT thông qua công thức đơn giản nhất; - Lập CTPT dựa vào phương trình phản ứng cháy; - Lập CTPT theo phương pháp thể tích; - Tìm CTPT khi biết loại hợp chất; - Tìm CTPT dựa vào đặc điểm phản ứng; - Tìm CTPT của hai chất trong cùng dãy đồng đẳng; - Biện luận CTPT dựa vào OHCO nn 22 : Đây cũng là dạng bài tập mới mà HS chưa gặp ở lớp 10 và đầu lớp 11 khi học về hóa vô cơ ; do vậy mà chúng tôi có chú ý hơn khi hướng dẫn HS giải dạng bài tập này. 55 Hình 2.1. Phân loại bài tập hóa hữu cơ lớp 11 – cơ bản BÀI TẬP HÓA HỮU CƠ - 11 BÀI TẬP LÍ THUYẾT BÀI TẬP THỰC NGHIỆM BÀI TẬP LÍ THUYẾT ĐỊNH TÍNH BÀI TẬP LÍ THUYẾT ĐỊNH LƯỢNG Bài tập hình thành củng cố các khái niệm Bài tập về đồng đẳng, đồng phân BT khắc sâu t/c hh, xác lập mối quan hệ giữa các loại chất Bài tập rèn kĩ năng gọi tên các chất Bài tập nhận biết chất, tách chất Bài tập về ứng dụng và điều chế chất Bài tập về tính chất vật lý các chất Bài tập tìm % khối lượng các nguyên tố Bài tập tìm khối lượng mol phân tử Bài tập lập CTPT hợp chất hữu cơ Bài tập về thành phần % của hỗn hợp Bài tập về hiệu suất phản ứng BT về nồng độ, tính toán theo phương trình hóa học BTTN nghiên cứu tính chất hóa học của một chất BTTN điều chế một chất trong phòng thí nghiệm BTTN nhận biết chất BTTN phân tích định tính nguyên tố 56 2.2. Qui trình sử dụng PPDH phức hợp hướng dẫn HS giải BTHH BTHH có thể xem là một vấn đề học tập do đó quá trình giải BTHH tương tự với quá trình giải quyết một vấn đề chung nhưng đồng thời cũng có những nét đặc trưng riêng của BTHH. Trên cơ sở nghiên cứu qui trình dạy học sinh giải quyết một vấn đề chung đồng thời chú ý đến nét đặc trưng riêng của quá trình giải một BTHH, chúng tôi xây dựng qui trình sử dụng PPDH phức hợp để hướng dẫn HS giải BTHH, gồm các bước sau: Bước 1: Đọc đề bài, lập grap đầu bài để hình dung ra vấn đề. Bước 2: Phân tích đề, nhắc lại các kiến thức có liên quan, lập mối quan hệ giữa kiến thức đã biết với dữ kiện và yêu cầu của đề, tìm hướng giải quyết vấn đề. Bước 3: Lập kế hoạch giải (grap giải và algorit giải). Bước 4: Thực hiện việc giải. Bước 5: Kiểm tra việc giải, thử lại. Bước 6: Vận dụng vào giải các bài tập tương tự. Trong qui trình này, chúng tôi đã sử dụng phối hợp PPDH nêu vấn đề, grap dạy học và algorit dạy học nhằm hạn chế nhược điểm của từng phương pháp. Đặc biệt trong qui trình, chúng tôi xây dựng grap giải và algorit giải ở bước 3 và sử dụng nó vào việc giải ở bước 4. Đồng thời chúng tôi cũng xây dựng hệ thống các bài tập tương tự, cho HS vận dụng grap giải và algorit giải đã xây dựng vào giải bài tập tương tự (bước 6) để giúp HS giải thành thạo hơn, nhanh hơn. Sỡ dĩ chúng tôi đưa grap giải, algorit giải và bài tập tương tự vào qui trình là vì: - Phương pháp grap có ưu thế rõ rệt trong việc mô hình hóa cấu trúc nội dung bài toán hóa học (cả đầu bài lẫn phép giải). Khi đã lập được grap giải của bài toán, ta có thể dễ dàng biên soạn được qui trình các bước giải, ở mỗi bước giải phải thực hiện những phép biến đổi nào để đi tới đáp số. Mặt khác, từ grap nội dung bài toán hóa học có thể giúp phát hiện ra cơ chế biến hóa nội dung bài toán hóa học theo 2 hướng: 57 + Đơn giản hóa bài toán gốc, biến nó thành một chuỗi những bài toán có độ khó giảm dần + Phức tạp hóa bài toán gốc, biến nó thành những bài toán có độ khó tăng dần Điều này có thể giúp GV xây dựng được hệ thống các bài tập tương tự với mức độ khó tăng dần, đồng thời giúp HS vận dụng grap giải của bài toán gốc vào các bài tập tương tự với mức độ khó tăng dần - Giải bài toán hóa học theo phương pháp grap có thể chỉ ra cho HS: biết được việc giải bài tập phải qua những bước nào, giai đoạn nào; biết được mối liên hệ giữa các dữ kiện với kết quả cần tìm; grap đầu bài và grap giải thể hiện một cách trực quan và khái quát hóa vấn đề, giúp HS định hướng rõ ràng, tránh tâm trạng phân tán, giúp HS tái hiện kiến thức rõ ràng hơn và ứng dụng có hiệu quả. - Bài tập hóa hữu cơ lớp 11 – cơ bản nói riêng và BTHH nói chung thường có các dạng bài tập có qui trình giải tương tự nhau được lặp đi lặp lại trong một chương hay một phần của chương trình. Vì vậy, việc lập algorit giải cho mỗi dạng bài tập đó là rất cần thiết. Qua việc giải bài tập mẫu, GV phân tích phương pháp giải và chỉ dẫn cho HS algorit giải loại bài tập đó rồi cho HS áp dụng để giải các bài tập tiếp theo. Điều này giúp HS định được hướng giải và qua việc áp dụng algorit giải cho các bài tập tương tự có thể giúp HS giải bài tập thành thạo hơn, nâng cao kĩ năng gải bài tập cho HS. * Riêng đối với bài tập lí thuyết định tính + Vấn đề nêu ra ở đề bài đã rõ ràng nên có thể bỏ qua bước 1: không lập grap đầu bài mà chỉ yêu cầu HS đọc đề bài và hình dung ra vấn đề + Bài tập dạng này thường đòi hỏi HS phải nắm được lý thuyết chú trọng hơn ở bước 2: Phân tích đề, ôn lại kiến thức có liên quan, mối liên hệ giữa các kiến thức đó với dữ kiện và yêu cầu của bài tập để tìm hướng giải quyết vấn đề, có thể vừa phân tích vừa thực hiện giải từng bước, sau đó rút ra algorit giải (không lập grap giải). 58 2.3. Sử dụng phương pháp dạy học phức hợp hướng dẫn học sinh giải bài tập phần hóa hữu cơ lớp 11 – chương trình cơ bản 2.3.1. Bài tập lý thuyết định lượng 2.3.1.1. Tìm % khối lượng các nguyên tố trong hợp chất hữu cơ Ví dụ: Oxi hóa hoàn toàn 0,600g hợp chất hữu cơ A thu được 0,672 lit CO2 (đktc) và 0,720g H2O. Tính thành phần % khối lượng của các nguyên tố trong phân tử chất A. Bước 1: Đọc đề bài, lập grap đầu bài để hình dung ra vấn đề. - HS đọc đề. - GV hướng dẫn HS phân tích đề và lập grap đầu bài. - HS hình dung ra vấn đề: Từ khối lượng chất hữu cơ A, OHCO mV 22 , tính % khối lượng các nguyên tố trong A. Bước 2: Phân tích đề, nhắc lại các kiến thức có liên quan, lập mối quan hệ giữa kiến thức đã biết với dữ kiện và yêu cầu của đề, tìm hướng giải quyết vấn đề. Hoạt động của GV Hoạt động của HS Đề bài yêu cầu gì? Nhắc lại công thức tính % ? Vậy để tìm %C, %H, %O cần biết gì? Công thức tính mC, mH? Vậy để tìm mC, mH cần tìm gì? Đề bài cho dữ kiện gì? Từ dữ kiện này tính OHCO nn 22 , bằng cách nào? - Tìm %C, %H, %O - %;100%  A C m m C %;100%  A H m mH HCO %%%100%  -Tìm mC, mH, mA - ;0,12 2  COC nm 20,12  OHH nm - OHCO nn 22 , - Từ 4,2222 VnV COCO  0,18 2 22 OH OHOH m nm  ; mA = 0,600 g Bước 3: Lập kế hoạch giải (grap giải, algorit giải). Từ phân tích ở bước 2, GV hướng dẫn HS lập grap giải bài toán. 0, 600 g A 0,672 lit CO2 (đktc) 0,720 g H2O %C, %H, %O 59 Hình 2.2. Grap giải bài toán tìm % khối lượng các nguyên tố hợp chất hữu cơ Lập algorit giải: Từ grap giải, yêu cầu HS nêu các bước giải. 1. Tính 2CO n , mC. 2. Tính % C. 3. Tính OHn 2 , mH. 4. Tính % H. 5. Tính % O. Bước 4: Thực hiện việc giải. GV yêu cầu HS giải từng bước theo algorit, mỗi bước gọi 1 HS lên bảng. - Tìm mc gnm COC 360,00,124,22 672,00,12 2  - Tìm %C %0,60%100 600,0 360,0%100%  A C m m C - Tìm mH gnm OHH 080,0120,18 720,012 2  - Tìm % H %3,13%100 600,0 080,0%100%  A H m m H - Tìm %O: %O = 100 - %C - %H = 100,0 – 60,0 – 13,3 = 26,7% Bước 5: Kiểm tra việc giải, thử lại. Kiểm tra lại kết quả và toàn bộ quá trình giải. mA %C %H %O CCO mn 2 HOH mn 2 60 Bước 6: Áp dụng vào giải bài tập tương tự Yêu cầu HS về nhà giải bài tập tương tự. 1. Khi oxi hóa hoàn toàn 5,00g một chất hữu cơ người ta thu được 8,40 lit CO2 (đktc) và 4,50g nước. Xác định % khối lượng từng nguyên tố trong hợp chất hữu cơ đó. 2. A là một chất hữu cơ chỉ chứa 2 nguyêt tố. Khi oxi hóa hoàn toàn 2,50g chất A người ta thấy tạo thành 3,60g H2O. Xác định thành phần định lượng của chất A. 3. Đốt cháy hoàn toàn 0,30g chất hữu cơ A (phân tử chỉ chứa C, H, O) thu được 0,44g khí CO2 và 0,18g H2O. Tính % khối lượng từng nguyên tố trong A. 4. Oxi hóa hoàn toàn 6,15g chất hữu cơ X, người ta thu được 2.25g H2O, 6,72 lit CO2 và 0,56 lit N2. Tính % khối lượng từng nguyên tố trong hợp chất X. 5*.  - Caroten (chất hữu cơ có trong củ cà rốt) có màu da cam. Nhờ tác dụng của enzim trong ruột non,  - Caroten chuyển thành vitamin A nên nó còn được gọi là tiền vitamin A. Oxi hóa hoàn toàn 0,67g  - Caroten rồi dẫn sản phẩm oxi hóa qua bình (1) đựng dd H2SO4 đậm đặc, sau đó qua bình (2) đựng dd Ca(OH)2 dư. Kết quả cho thấy khối lượng bình 1 tăng 0,63g; bình 2 có 5,00g kết tủa. Tính % khối lượng các nguyên tố trong phân tử  - Caroten. 2.3.1.2. Tìm CTPT trực tiếp theo thành phần nguyên tố (% khối lượng hoặc khối lượng) Ví dụ: Hợp chất X có % khối lượng cacbon, hidro, oxi lần lượt bằng 54,54%, 9,10%, và 36,36%. Khối lượng mol phân tử của X bằng 88,0 g/mol. Tìm CTPT của X. Bước 1: Đọc đề bài, lập grap đầu bài để hình dung ra vấn đề. Hình dung ra vấn đề: Biết % các nguyên tố và M, tìm CTPT. %C = 54,54%; %H = 9,10%; %O = 36,36% M = 88,0 g/mol CTPT 61 Bước 2: Phân tích đề, nhắc lại các kiến thức có liên quan, lập mối quan hệ giữa kiến thức đã biết với dữ kiện và yêu cầu của đề, tìm hướng giải quyết vấn đề. Hoạt động của GV Hoạt động của HS Tìm CTPT phải biết những gì? Muốn biết CTTQ phải biết gì? Tìm x, y, z, t như thế nào? Công thức tính? Vậy cần phải có những dữ kiện nào ? Đề bài đã cho các dữ kiện này chưa? - Phải biết CTTQ và các ẩn số x, y, x, t trong CTTQ. - Thành phần phân tử gồm những nguyên tố nào? -Công thức: %100% 0,14 % 0,16 % 0,1 % 0,12 M N t O z H y C x  (1) hoặc a M m t m z m y m x NOHC  0,140,160,10,12 - Đề cho %C, %H, %O, và M. cần tìm %N = 100% - %C - %H - %O Bước 3: Lập kế hoạch giải (grap giải, algorit giải). Từ phân tích ở bước 2, GV hướng dẫn HS lập grap giải bài toán. Hình 2.3. Grap giải bài toán tìm CTPT dựa vào % khối lượng các nguyên tố - Từ grap giải, yêu cầu HS rút ra các bước giải chung (Algorit giải). 1. Tìm % khối lượng các nguyên tố. 2. Đặt CTTQ. 3. Tìm M. 4. Tính x, y, z, t. 5. Kết luận CTPT. % các ngtố M x, y, z, t CTTQ CTPT 62 Bước 4: Thực hiện việc giải. Gọi HS giải từng bước theo algorit giải. - Tìm %C, %H, %O, %N (nếu đề bài chưa cho) %N = 100% - %C - %H - %O = 100 – 54,54 – 9,10 – 36,36 = 0  không có N - Tìm phân tử khối M: M = 88,0 - Đặt công thức tổng quát : CxHyOz - Tìm x, y, z, t Ta có %100% 0,16 % 0,1 % 0,12 M O z H y C x  4 1000,12 54,54.0,88 %1000,12 .%  CMx ; 8 1000,1 10,9.0,88 %1000,1 .%  HMy 2 100.0,16 36,36.0,88 %100.0,16 .%  OMz - Suy ra CTPT: C4H8O2 Bước 5: Kiểm tra việc giải, thử lại. Kiểm tra lại kết quả và toàn bộ quá trình giải. GV: Nếu đề không cho sẵn % các nguyên tố mà cho m hoặc V của CO2 và H2O thì ta giải như thế nào? HS thảo luận tìm cách giải: Giải tương tự như trên, nhưng thay vì tìm % các nguyên tố ta tìm khối lượng các nguyên tố và dùng công thức (2) để tìm x, y, z, t nhanh hơn. Bước 6: Áp dụng vào giải bài tập tương tự. 1. Parametadion (thuốc chống co giật) chứa 53,45% C, 7,01%H, 8,92%N còn lại là Oxi. Cho biết phân tử khối của nó là 157. Xác định CTPT của hợp chất 2. Limonen là một chất có mùi thơm dịu được tách từ tinh dầu chanh. Kết quả phân tích nguyên tố cho thấy limonen được cấu tạo từ 2 nguyên tố C và H, trong đó C chiếm 88,235% về khối lượng. Tỉ khối hơi của limonen so với không khí gần bằng 4,690. Lập CTPT của limonen. 63 3. Hợp chất X có phần trăm khối lượng cacbon bằng 83,33 % còn lại là hiđro. Tìm CTPT của X biết rằng ở cùng điều kiện 1 lit khí X nặng hơn 1 lit khí nitơ 2,5 lần. 4. Hợp chất X no, mạch hở có % khối lượng C và H lần lượt bằng 66,67% và 11,11% còn lại là oxi. Tỉ khối của X so với oxi bằng 2,25. a. Tìm CTPT của X. b. X không tác dụng với dd AgNO3 trong NH3 nhưng khi tác dụng với hidro sinh ra X1. X1 tác dụng được với Na giải phóng H2. Viết CTCT và gọi tên X. 5*. Đốt cháy hoàn toàn 3,960g chất hữu cơ A, thu được 1,792lit CO2 (đktc) và 1,440g H2O. Nếu chuyển hết lượng clo có trong 2,475g chất A thành AgCl thì thu được 7,175g AgCl. Xác định CTPT của A biết tỉ khối hơi của A so với etan là 3,300. 6*. Đốt cháy hoàn toàn 4,1