Biện pháp Hướng dẫn học sinh phát hiện và giải quyết vấn đề với một số bài tập áp dụng định luật bảo toàn khối lượng và bảo toàn nguyên tố - Năm học 2020-2021 - Nguyễn bảo Yến

Nội dung text: Biện pháp Hướng dẫn học sinh phát hiện và giải quyết vấn đề với một số bài tập áp dụng định luật bảo toàn khối lượng và bảo toàn nguyên tố - Năm học 2020-2021 - Nguyễn bảo Yến

1. PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO YÊN DŨNG TRƯỜNG THCS CẢNH THỤY BÁO CÁO BIỆN PHÁP THAM GIA HỘI THI GIÁO VIÊN DẠY GIỎI CẤP HUYỆN Chu kỳ 2020 – 2022 Tên biện pháp: Hướng dẫn học sinh phát hiện và giải quyết vấn đề với một số bài tập áp dụng định luật bảo toàn khối lượng và bảo toàn nguyên tố Họ và tên: Nguyễn Bảo Yến Môn giảng dạy: Hóa học Trình độ chuyên môn: Đại học sư phạm Chức vụ: Giáo viên Đơn vị công tác: Trường THCS Cảnh Thụy Cảnh Thụy, ngày 20 tháng1 năm 2021
2. PHẦN A. ĐẶT VẤN ĐỀ Định hướng đổi mới căn bản và toàn diện giáo dục nước ta trong giai đoạn hiện nay là “chuyển mạnh quá trình giáo dục từ chủ yếu trang bị kiến thức sang phát triển toàn diện năng lực và phẩm chất người học” Trong đó năng lực giải quyết vấn đề là một trong những năng lực cốt lõi của học sinh và giúp người học thành công trong học tập và trong cuộc sống. Xã hội ngày nay đang phát triển nhanh theo cơ chế thị trường, cạnh tranh quyết liệt,phát hiện sớm và giải quyết những vấn đề nảy sinh trong thực tiễn là một năng lực đảm bảo sự thành đạt trong cuộc sống.vì vậy giúp HS biết phát hiện, giải quyết những vấn đề gặp phải trong học tập, trong cuộc sống cá nhân,gia đình và cộng đồng không chỉ có ý nghĩa ở phương pháp dạy học mà phải được đặt như một mục tiêu giáo dục.Vì vậy mà “PP dạy học dựa trên giải quyết vấn đề” là một phương pháp tối ưu và cấp bách hiện nay được áp dụng trong quá trình giảng dạy các môn học ở trường THCS hiện nay nói chung và bộ môn Hóa học nói riêng. Bài tập hoá học có tác dụng rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức, mở sâu kiến thức một cách sinh động, phong phú và qua đó ôn tập lại, hệ thống hoá kiến thức một cách thuận lợi nhất. Nâng cao hứng thú học tập bộ môn hoá học cũng là một vai trò của các bài tập hoá học. Bài tập hóa học vừa là mục đích, vừa là nội dung phương pháp dạy học có hiệu quả. Bài tập hóa học có nhiều tác dụng lớn như vậy. Nhưng học sinh lại rất “sợ, lúng túng” khi phải giải bài tập hoá học. Một bài tập hoá học thường có rất nhiều cách giải khác nhau để đưa ra kết quả cuối cùng. Nhưng hầu hết các học sinh THCS đều sử dụng phương pháp giải dựa trên phương trình phản ứng đã được cân bằng. Là một giáo viên hoá học ở trường THCS tôi luôn mong muốn có được một phương pháp giải toán hoá học ngắn ngọn, chính xác và dễ hiểu nhất. Chính vì vậy tôi đã chọn biện pháp hướng dẫn học sinh phát hiện giải quyết vấn đề với một số bài tập áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố và khối lượng
3. PHẦN B. GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ I. Thực trạng công tác dạy và học môn Hóa học ở trường THCS Thị trấn Nham Biền số 1. 1. Ưu điểm: Đa số học sinh trong lớp có thái độ học tập nghiêm túc, tập trung nghe giảng. 2. Hạn chế và nguyên nhân hạn chế Giáo viên: Kiến thức môn hóa chủ yếu là kiến thức trừu tượng nên cũng rất khó diễn tả để học sinh hiểu. Môn Hóa học lại nhiều tiết lý thuyết, ít tiết luyện tập ôn tập nên ít có thời gian cho học sinh làm bài tập. Mà lượng bài tập môn này lại nhiều. Học sinh: Nhiều học sinh chưa biết cách giải bài tập hoá học, lí do là học sinh chưa nắm được phương pháp chung để giải hoặc thiếu kĩ năng tính toán . Học sinh chưa nắm được các định luật, các khái niệm cơ bản về hoá học, chưa hiểu được đầy đủ ý nghĩa định tính và định lượng của ký hiệu, công thức và phương trình hoá học. Các kỹ năng như xác định hoá trị, lập công thức và phương trình hoá học còn yếu và chậm. Chưa được quan tâm đúng mức hoặc phổ biến hơn là ít được rèn luyện. Do đó học sinh có khả năng giải được các bài tập nhỏ song khi lồng ghép vào các bài tập hoá học hoàn chỉnh thì lúng túng, mất phương hướng không biết cách giải quyết. Câu hỏi hoặc bài tập do giáo viên đưa ra, chưa đủ kích thích tư duy của học sinh, chưa tạo được những tình huống giúp học sinh phát hiện và giải quyết được vấn đề.
4. II. Biện pháp: 1. Biện pháp 1: Tôi tìm hiểu về phương pháp dạy học pháp hiện và giải quyết vấn đề Nét đặc trưng chủ yếu của dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề là sự lĩnh hội tri thức diễn ra thông qua việc tổ chức cho HS phát hiện vấn đề học tập và giải quyết các vấn đề đó. Sau khi giải quyết vấn đề HS đã xây dựng được một khái niệm, một tính chất của loại chất, chất cụ thể. Qui trình Dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề trong bộ môn hoá học cũng bao gồm các bước sau đây: Phát hiện vấn đề: HS phát hiện tình huống có vấn đề (xây dựng bài toán nhận thức) Phát biểu và nhận dạng vấn đề nẩy sinh Phát biểu vấn đề cần giải quyết Một số điều kiện nhằm đảm bảo tạo tình huống có vấn đề - Điều quan trọng nhất là HS phải vạch ra được những điều chưa biết, chỉ ra được cái mới trong mối quan hệ với cái đã biết, với vốn cũ. Trong đó, điều chưa biết, cái mới là yếu tố trung tâm của tình huống có vấn đề, sẽ được khám phá ra trong giai đoạn giải quyết vấn đề (đặt giả thiết, lập kế hoạch giải và thực hiện kế hoạch giải đó) - Tình huống có vấn đề phải kích thích, gây được hứng thú nhận thức đối với HS, tạo cho HS tự giác và tích cực trong hoạt động nhận thức - Tình huống có vấn đề phải phù hợp với khả năng của HS, các em có thể tự phát hiện và giải quyết được dựa vào vốn kiến thức liên quan đến vấn đề đó bằng hoạt động tư duy, tiến hành thí nghiệm, thu thập và xử lí thông tin. Câu hỏi nêu vấn đề của GV cần phải chứa đựng các yếu tố sau: - Chứa đựng mâu thuẫn nhận thức: có một hay vài khó khăn, đòi hỏi HS
5. phải tư duy, huy động và vận dụng các kiến thức dã có (nghĩa là câu hỏi phản ánh được mối liên hệ bên trong giữa điều đã biết và điều chưa biết) - Phải chứa đựng phương hướng giải quyết vấn đề, thu hẹp phạm vi tìm kiếm câu trả lời, tạo điều kiện làm xuất hiện giả thiết, tạo điều kiện tìm ra được con đường giải quyết - Gây được cảm xúc mạnh đối với HS khi nhận ra mâu thuẫn nhận thức liên quan tới vấn đề Giải quyết vấn đề gồm các bước: - Xây dựng các giải thiết về vấn đề đạt ta theo các hướng khác nhau. - Lập kế hoạch giải quyết vấn đề - Thực hiện kế hoạch giải quyết vấn đề,. - Kiểm tra các giải thiết bằng các phương pháp khác nhau 2. Biện pháp 2: Tôi cung cấp cho học sinh các kiến thức liên quan đến định luật bảo toàn khối lượng và bảo toàn nguyên tố. * Các bước giải một bài tập hoá học tổng hợp Bước 1: Viết tất cả các PT PƯ có thể xảy ra Bước 2: Đổi các giả thiết không cơ bản giả thiết cơ bản. Bước 3: Đặt ẩn cho số lượng các chất tham gia và thu được trong các phản ứng cần tìm dựa vào mối tương quan giữa các ẩn số đó trong PTPƯ để lập ra phương trình đại số. Bước 4: Giải phương trình hay hệ phương trình và biện luận kết quả rồi chuyển kết quả từ dạng cơ bản sang dạng không cơ bản theo yêu cầu của bài toán. * Cơ sở của phương pháp bảo toàn khối lượng. Định luật bảo toàn khối lượng:Trong phương trình phản ứng hoá học tổng khối lượng của các chất sản phẩm bằng tổng khối lượng của các chất tham gia. Hệ quả : Trong một phản ứng hóa học có n chất biết được khối lượng của n -1 chất
6. còn lại Giả sử bạn có phản ứng giữa : A + B -> C + D Khi đó công thức định luật bảo toàn khối lượng sẽ được viết như sau: mA + mB = mC + mD Ghi chú Vì khối lượng e không đáng kể nên: n+ Khối lượng M = khối lượng M Khối lượng Am- = khối lượng A Định luật bảo toàn nguyên tố Nội dung: Tổng số mol nguyên tử của một nguyên tố X bất kỳ trước và sau phản ứng là luôn bằng nhau Mở rộng: Tổng khối lượng các nguyên tố tạo thành hợp chất bằng khối lượng của hợp chất đó. Chú ý: + Hạn chế viết phương trình phản ứng mà viết sơ đồ phản ứng biểu diễn sự biến đổi của nguyên tố đang cần quan tâm + Nên quy về số mol nguyên tố (nguyên tử). + Đề bài thường cho (hoặc qua dữ kiện bài toán sẽ tính được) số mol của nguyên tố quan tâm → lượng chất (chú ý hiệu suất phản ứng, nếu có). 3.Biện pháp 3: Tôi hướng dẫn học sinh pháp hiện và giải quyết vấn đề với một số ví dụ bằng kỹ thuật dạy học chia sẻ nhóm đôi Kĩ thuật dạy học "Chia sẻ nhóm đôi" Kỹ thuật này giới thiệu hoạt động làm việc nhóm đôi, phát triển năng lực tư duy của từng cá nhân trong giải quyết vấn đề. Hoạt động này phát triển kỹ năng nghe và nói nên không cần thiết sử dụng các dụng cụ hỗ trợ.
7. Thực hiện Giáo viên giới thiệu vấn đề, đặt câu hỏi mở, dành thời gian để học sinh suy nghĩ. Sau đó học sinh thành lập nhóm đôi và chia sẻ ý tưởng, thảo luận, phân loại. Nhóm đôi này lại chia sẻ tiếp với nhóm đôi khác hoặc với cả lớp. Hướng dẫn học sinh phát hiện và giải quyết vấn đề với một số bài tập áp dụng định luật bảo toàn khối lượng và bảo toàn nguyên tố Dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề ở THCS có thể vận dụng ở mức độ đơn giản và cũng có thể không đầy đủ các bước. Ví dụ 1: Đốt cháy hoàn toàn m g hỗn hợp X gồm ( CH 4, C2H4, C2H2) thu được 35,2 g CO2 và 25,2 g H2O. Tính m? Hoạt động của GV Hoạt động của HS -Nêu vấn đề : Với ví dụ này nếu làm -Học sinh phát hiện vấn đề m = m + m theo phương pháp giải thông thường C H Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố vì từ rất là dài. Có cách nào giải nhanh 35,2 g CO2 và 25,2 g H2O ta tính được số khôn mol của C và số mol của H => Khối lượng - Yêu cầu hoạt động trả lời câu hỏi của C và H => Khối lượng của hỗn hợp Hoạt động cá nhân ( 2p) Sau đó hoạt -Giải quyết vấn đề: động nhóm cặp đôi(2p) sau đó các nCO2 = 35,2 : 44 = 0,8 mol cặp đôi trong lớp lại chia với nhóm => mC = 0.8 . 12 = 9,6 gam cặp đôi khác (2p) nH2O = 25,2 : 18 = 1,4 mol 1,Vận dụng định luật bảo toàn nguyên => m = 1,4 . 2 = 2,8 gam tố với hợp chất X ở ví dụ H m = m + m = 9,6 + 2,8 = 12,4 gam 2,Tính khối lượng của từng nguyên tố C H -Tiếp thu kiến thức trong hợp chất X 3, Tính khối lượng của hợp chất X Kết luận: Phương pháp giải
8. Ví dụ 2: Cho 0,845 g hỗn hợp bột Mg, Fe, Zn vào dd HCl dư và lắc cho đến khi phản ứng kết thúc thấy thoát ra 448 ml khí (đktc). Cô cạn hỗn hợp sau phản ứng rồi nung khan trong chân không thì thu được bao nhiêu g chất rắn. Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh -Nêu vấn đề: Ví dụ này ta nên áp dụng - Phát hiện vấn đề: Nên áp dụng phương pháp nào. Vì sao? Định luật bảo toàn nguyên tố và khối lượng. Vì khối lượng của muối bằng khối lượng của 3 kim loại công với khối lượng của Cl -Yêu cầu Học sinh làm - Giải quyết vấn đề: PTHH: Mg + 2HCl -> MgCl2 + H2 Fe + 2HCl -> FeCl2 + H2 Zn + 2HCl -> ZnCl2 + H2 nH2 = 0,448 : 22,4 = 0,02 mol Theo PTHH : nHCl = 2 nH2 = 2 . 0,02 = 0,04 mol => nCl = 0,04 mol => mCl = 0,04 . 35,5 =1,42 gam mm = mKl + mCl = 0,845 + 1,42 = 2,265 gam -Kết luận: Phương pháp giải -Tiếp thu kiến thức Ví dụ 3: Để khử hoàn toàn 17,6 gam hỗn hợp Fe, FeO, Fe 3O4, Fe2O3 cần vừa đủ 2,24 lít CO (đktc). Tính khối lượng Fe thu được ? Hoạt động của GV Hoạt động của HS -Nêu vấn đề : với ví dụ này bạn nào - Cách giải thông thường Gọi x, y, z, t lần lượt là số mol Fe, FeO, có thể làm cách giải thông thường Fe3O4, Fe2O3
9. Fe + CO / 0 FeO + CO t Fe + CO2 y mol y mol y mol 0 Fe3O4 + 4CO t 3Fe + 4CO2 z mol 4z mol 3z mol -Vậy có cách khác để giải không? 0 Fe2O3 + 3CO t 2Fe + 3CO2 Hướng dẫn HS phát hiện vấn đề t mol 3t mol 2t mol =>Khối lượng hỗn hợp : Khử oxit sắt, CO lấy oxi của oxit sắt 56x + 72y + 232z + 160t = 17 để tạo ra Fe và CO2 : y + 4z + 3t = 0,1 (b) Dựa vào các dữ kiện đã cho chỉ lập được CO + O CO2 2 phương trình đại số mà có tập 4 ẩn. số mol nguyên tử O trong oxit bằng số mol CO ( ĐLBTNT) Yêu cầu học sinh giải quyết vấn đề Giải quyết vấn đề: Tính khối lượng oxi trong oxit, lấy khối lượng hỗn hợp trừ khối lượng oxi được khối lượng sắt mFe=17,6 – (0,1 . 1,6) = 16 gam Ví dụ 4: Hòa tan hỗn hợp X gồm 0,2 mol Fe và 0,1 mol Fe2O3 vào dung dịch HCl dư được dung dịch D. Cho dung dịch D tác dụng với NaOH dư thu được kết tủa. Lọc kết tủa, rửa sạch đem nung trong không khí đến khối lượng không đổi thu được m gam chất rắn Y. Giá trị của m là: Hoạt động của GV Hoạt động của HS -Nêu vấn đề: Nếu cứ giải bài tập theo - Pháp hiện vấn đề: Áp dụng định phương pháp thông thường thì rất là dài. luật bảo toàn nguyên tố. Vì chất rắn Có cách nào giải nhanh bài tập này Y là Fe2O3 áp dụng định luật bảo không? toàn nguyên tố ta sẽ tính được m - Hướng dẫn HS giải quyết vấn đề - Tiếp thu kiến thức
10. Dãy chuyển hóa của bài Fe;Fe2O3 ->FeCl2;FeCl3 ->Fe(OH)2;Fe(OH)3->Fe2O3 -Hãy áp dụng định luật Bảo toàn nguyên -Giải quyết vấn đề tố Fe sau đó tính số mol của Fe 2O3 => Định luật Bảo toàn nguyên tố Fe: khối lượng Fe2O3 nFe(chất rắn) = nFe bđ + 2 nFe (Fe2O3 bđ) = 0,2 +0,1.2 = 0,4 mol => nFe2O3 sau = 0,2 mol - Kết luận về phương pháp giải => m= 0,2.160= 32 gam - Học sinh tiếp thu kiến thức Ví dụ 5: Hoà tan 10(g) hỗn hợp 2 muối cacbonat của hai kim loại (hoá trị II và III) bằng dung dịch HCl (dư) ta thu được dung dịch A và 0.672 lit khí (đktc). Hỏi khi cô cạn dung dịch A được bao nhiêu gam muối khan. Hoạt động của GV Hoạt động của HS -Nếu vấn đề: Theo em nếu - Không thể tính được khối lượng muối khan không biết tên 2 kim loại này theo cách giải thông thường thì có thể tính được khối lượng của muối khan thu được không? -Phương trình phản ứng: - Yêu cầu học sinh viết XCO 2HCl XCl CO H O (1) phương trình và đổi số liệu 3 2 2 2 đầu bài ra số mol Y2 CO 3 3 6HCl 2YCl3 3CO 2 3H 2O (2) 0.672 n 0.03mol CO2 22.4 -Phát hiện vấn đề: - Theo phương trình em hãy 1 nhận xét về số mol của CO2 , n n n 0.03mol CO2 H2O 2 HCl HCl , H2O => khối lượng của CO2 , HCl , H2O -Giải quyết vấn đề: Gọi m là khối lượng muối
11. - Theo bài biết được khối khan thu được. Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng 2 muối và CO2 , HCl , lượng ta có: H2O => Khối lượng muối 10 + 0,06.36,5 = m + 44. 0,03 + 18.0,03 khan bằng cách nào? => m = 10,33 g - Kết luận về phương pháp - Nghe và tiếp thu kiến thức giải bài tập nhanh MỘT SỐ BÀI TẬP ÁP DỤNG Bài tập 1: Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp 3 rượu thu được 3,808 lít khí CO 2 (đktc) và 5,4 gam H2O. Tính giá trị của m ( Đs: 2,64) Bài tập 2: Cho m gam một oxit sắt phản ứng vừa đủ với 0,75 mol H 2SO4, thu được dung dịch chỉ chứa một muối duy nhất và 1,68 lít khí SO 2 (đktc). Giá trị của m là ( ĐS: 34,8 ) Bài tập 3: Nung hoàn toàn 10 gam hỗn hợp X gồm CaCO3 và NaCl. Kết thúc thí nghiệm thu được 7,8 gam chất rắn khan. Tính khối lượng CaCO3 trong X. (Đs:5g) Bài tập 4: Hòa tan 9,14 gam hợp kim Cu, Mg ,Al bằng một lượng vừa đủ dung dịch HCl thu được 7,84 lít khí X (đktc), 2,54gam chất rắn Y và dung dịch Z. Lọc bỏ chất rắn Y, cô cạn cẩn thận dung dịch Z thu được M gam muối khan. Tính giá trị của m. (Đáp số: 31,45g) Bài tập 6: Hoà tan hết 7,8 gam Mg, Al trong dung dịch HCl dư. Sau phản ứng thấy khối lượng dung dịch tăng 7 gam so với ban đầu. Tính số mol HCl đã tham gia phản ứng. (Đáp số: 0,8 mol) Bài tập 7: Hòa tan hoàn toàn 12,725 gam hỗn hợp Mg, Al, Zn bằng dung dịch HCl thu được dung dịch A và 11,2 lit H 2 (đktc). Tính khối lượng muối có trong dung dịch A. ( Đáp số: 44,225 g)
12. Bài tập 8: Hoà tan hoàn toàn a gam hỗn hợp X gồm Fe và Fe 2O3 trong dung dịch HCl thu được 2,24 lít khí H 2 ở đktc và dung dịch B. Cho dung dịch B tác dụng dung dịch NaOH dư, lọc lấy kết tủa, nung trong không khí đến khối lượng không đổi thu được 24 gam chất rắn. Giá trị của a là: ( Đáp số: 21,6 g) PHẦN C. MINH CHỨNG VỀ HIỆU QUẢ CỦA BIỆN PHÁP - Học sinh khá giỏi lớp 9 trường THCS Thị trấn Nham Biền số 1. Nhóm TN : 20 học sinh Nhóm ĐC : 20 học sinh - Thời gian thực nghiệm : Giữa học kỳ I năm học 2019– 2020. - Trình độ và kết quả học tập môn Hoá Học của 2 nhóm là tương đương thể hiện ở bảng sau: Bảng 1: Kết quả học tập của hai nhóm lớp 9C học kỳ I năm học 2019 - 2020 Khá - Giỏi Trung bình Yếu- kém Lớp 9A Sĩ số Số HV % Số HV % Số HV % Nhóm TN 20 1 (5%) 16 (80%) 3 (15 %) Nhóm ĐC 20 2 (10%) 15 (75%) 3 (15 %) Bảng 2: Kết quả học tập của hai nhóm lớp 9C sau khi tiến hành thực nghiệm Kém Yếu TB Khá Giỏi Nhóm Số hs 0 2 3 4 5 6 7 8 9 10 20 0 3 10 4 3 TN % 0 15 50 20 15 20 0 7 10 3 0 ĐC % 0 35 50 15 0
13. Qua bảng tổng hợp trên cho thấy mức độ hứng thú học tập của nhóm TN cao hơn so với nhóm ĐC. Mức độ tích cực học tập, do ý thức được nhiệm vụ cụ thể của bài học và được tiếp cận với phương pháp học hiện đại, được thảo luận. Nên học sinh ở nhóm TN rất hứng thú học tập và tích cực tham gia xây dựng bài. Về thái độ, tác phong học tập thì nhóm TN có thái độ nghiêm túc hơn, vì tác phong nhanh nhẹn và vì với cách học này bắt buộc học sinh phải có ý thức và tác phong hợp tác có trách nhiệm trong học tập hơn. PHẦN D. CAM KẾT Tôi cam kết không sao chép hoặc vi phạm bản quyền; các biện pháp đã triển khai thực hiện và minh chứng về sự tiến bộ của học sinh là trung thực Cảnh Thụy, ngày 20 tháng 9 năm 2021 GIÁO VIÊN (ký và ghi rõ họ tên) \ Nguyễn Bảo Yến A PHẦN E. ĐÁNH GIÁ, NHẬN XÉT CỦA NHÀ TRƯỜNG 1. Đánh giá, nhận xét của tổ/ nhóm chuyên môn .................................................................................................................... . ................................................................................................................... TỔ/NHÓM TRƯỞNG CHUYÊN MÔN (ký và ghi rõ họ tên)
14. 2. Đánh giá, nhận xét, xác nhận của Hiệu trưởng .................................................................................................................... THỦ TRƯỞNG ĐƠN VỊ (ký và đóng dấu)