Hướng dẫn biên soạn câu hỏi bài tập gắn với đời sống thực tiễn
1. Nguyên tắc
1.1. Cơ sở
a) Cơ sở lý thuyết: các kiến thức hóa học trong chương trình hóa học phổ thông
Các kiến thức, kỹ năng về cơ sở hóa học chung như cấu tạo nguyên tử, liên kết hóa học, bảng tuần hoàn, lý thuyết phản ứng hóa học, thuyết điện ly, về các nhóm nguyên tố phi kim, kim loại, các chất hữu cơ trong chương trình hóa học phổ thông hiện nay.
b) Cơ sở thực nghiệm
– Các vấn đề trong thực tiễn đời sống, trong thực nghiệm, thực hành của cá nhân HS, của cộng đồng, của xã hội… liên quan đến kiến thức hóa học THPT
– Một số năng lực cơ bản, phổ thông (như: năng lực tư duy khoa học, năng lực toán học, đọc hiểu, kĩ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn… để phát hiện và giải quyết các vấn đề) cần thiết cho cuộc sống tương lai của HS cần được rèn luyện và phát huy.
1.2. Nguyên tắc thiết kế bài tập hóa học gắn với thực tiễn
1. Ngữ cảnh: Có ngữ cảnh xác định, tình huống trong cuộc sống có liên quan đến Hóa học, khoa học liên ngành và công nghệ. Bối cảnh thế giới tự nhiên, bao gồm cả công nghệ, trên nền tảng của kiến thức khoa học, bao hàm các vấn đề rộng lớn liên quan đến cuộc sống con người.
2. Năng lực: Những năng lực các bài tập hóa học thực tiễn hướng đến bao gồm các năng lực chung và năng lực chuyên biệt của Hóa học. Chẳng hạn năng lực ngôn ngữ hóa học bao gồm trả lời các câu hỏi, giải thích hiện tượng một cách khoa học và đưa ra các kết luận dựa trên những căn cứ và lí lẽ mang tính thuyết phục. Về thái độ, các bài tập hóa học thực tiễn hướng đến việc HS ứng đáp trước các vấn đề trong khoa học với một thái độ thích thú, ủng hộ nghiên cứu khoa học và động lực để hành động một cách có trách nhiệm đối với môi trường và các tài nguyên thiên nhiên.
2. Quy trình thiết kế hệ thống câu hỏi/bài tập theo hướng gắn với đời sống thực tiễn
2.1. Lựa chọn đơn vị kiến thức
Với những định hướng đổi mới trong kiểm tra đánh giá môn hóa học ở trường THPT, khi xây dựng hệ thống bài tập hóa học THPT hướng gắn với đời sống thực tiễn, cần lựa chọn những đơn vị kiến thức không chỉ có ý nghĩa về đơn thuần về mặt hóa học mà còn gắn liền với thực tiễn, với đời sống của cá nhân và cộng đồng (như: mưa axit, ăn mòn kim loại, ô nhiễm môi trường không khí…), phát huy được năng lực khoa học, năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề … của HS nhưng không quá khó, quá trừu tượng, làm mất đi bản chất hóa học…
2.2. Xác định mục tiêu giáo dục của đơn vị kiến thức
Đơn vị kiến thức lựa chọn khi thiết kế bài tập theo hướng gắn với đời sống thực tiễn cần thực hiện được mục tiêu giáo dục là định hướng phát triển năng lực bao gồm (kiến thức, kĩ năng, thái độ – tình cảm) của môn Hóa học nói riêng và mục tiêu giáo dục ở trường THPT nói chung.
2.3. Thiết kế hệ thống bài tập theo mục tiêu
• Xây dựng các bài tập tương tự các bài tập đã có
Khi một bài tập có nhiều tác dụng đối với HS, ta có thể dựa vào bài tập đó để tạo ra những bài tập khác tương tự theo các cách như:
– Giữ nguyên hiện tượng và chất tham gia phản ứng, chỉ thay đổi lượng chất
– Giữ nguyên hiện tượng và thay đổi chất tham gia phản ứng.
– Thay đổi các hiện tượng phản ứng và chất phản ứng, chỉ giữ lại những dạng phương trình hóa học cơ bản.
– Từ một bài toán ban đầu, ta có thể đảo cách hỏi giá trị của các đại lượng đã cho như: khối lượng, số mol, thể tích, nồng độ …
– Thay các số liệu bằng chữ để tính tổng tổng quát
– Chọn những chi tiết hay ở các bài tập để phối hợp lại thành bài mới.
• Xây dựng bài tập hoàn toàn mới
Thông thường, có hai cách xây dựng bài tập mới là:
– Dựa vào tính chất hóa học và các quy luật tương tác giữa các chất để đặt ra bài tập mới
– Lấy những ý tưởng, nội dung, những tình huống hay và quan trọng ở nhiều bài, thay đổi nội dung, cách hỏi, số liệu ….để phối hợp lại thành bài mới.
2.4. Kiểm tra thử
Thử nghiệm áp dụng bài tập hóa học đã thiết kế trên đối tượng HS thực nghiệm để kiểm tra hệ thống bài tập đã thiết kế về tính chính xác, khoa học, thực tế của kiến thức hóa học, toán học cũng như độ khó, độ phân biệt, …..cũng như tính khả thi, khả năng áp dụng của bài tập.
2.5. Chỉnh sửa
Thay đổi, chỉnh sửa nội dung, số liệu, tình huống … trong bài tập sau khi đã cho kiểm tra thử sao cho hệ thống bài tập có tính chính xác, khoa học về mặt kiến thức, kĩ năng, có giá trị về mặt thực tế, và phù hợp với đối tượng HS, với mục tiêu kiểm tra – đánh giá, mục tiêu giáo dục của môn hóa học ở trường THPT .
2.6. Hoàn thiện hệ thống bài tập
Sắp xếp, hoàn thiện hệ thống bài tập một cách khoa học.
3. Ví dụ về câu hỏi/bài tập thực tiễn
“Chủ đề 1:Kim loại và hợp chất” Nhóm IA và IB- Hóa học 12
1. Trước khi ăn rau sống, người ta thường ngâm chúng trong dung dịch nước muối ăn trong thời gian từ 10 -15 phút để sát trùng. Vì sao dung dịch nước muối ăn (NaCl) có tính sát trùng?Vì sao cần thời gian ngâm rau sống dài như vậy?
Giải:
Dung dịch muối ăn (NaCl) có nồng độ muối lớn hơn nồng độ muối trong các tế bào của vi khuẩn, nên do hiện tượng thẩm thấu, muối đi vào tế bào, làm cho nồng độ muối trong vi khuẩn tăng cao, và có quá trình chuyển nước ngược lại từ tế bào vi khuẩn ra ngoài. Vi khuẩn mất nước nên bị tiêu diệt. Do tốc độ khuếch tán chậm nên việc sát trùng chỉ có hiệu quả khi ngâm rau sống trong nước muối từ 10 -15 phút.
Phân tích:
Để làm được bài tập này học sinh cần phải vận dụng cả lý thuyết về Hóa học và Vật lý: chất khuếch tán từ nơi có nồng độ cao đến nơi có nồng độ thấp hơn, và cả những kiến thức về tế bào của Sinh học. Nói chung đây là một hiện tượng rất hay được ứng dụng trong thực tế, nhưng nếu không kết hợp được những kiến thức ở các lĩnh vực trên thì học sinh khó mà trả lời được. Bù lại nếu học sinh trả lời được thì sẽ gây hứng thú cho học sinh trong học tập hóa học, vì giúp cho học sinh hiểu được những điều gặp trong cuộc sống. Mở rộng cho việc chống viêm họng bằng cách súc miệng bằng nước muối với thời gian thích hợp.
2. Sau khi thu hoạch lúa, một lượng lớn rơm, rạ được tận dụng cho nhiều mục đích khác nhau như trồng nấm, làm thức ăn cho trâu, bò, ủ trong bể biogas, hay đốt lấy tro bếp trộn với phân chuồng để bón cho cây trồng. Tại sao khi bón phân chuồng hoặc phân bắc, người nông dân thường trộn thêm tro bếp?
Giải
Về phương diện hóa học, khi bón phân chuồng hoặc phân bắc thì người nông dân thường trộn thêm tro bếp vì:
Trong tro bếp có chứa các nguyên tố kali, magie, canxi và một số nguyên tố vi lượng nên khi bón phân chuồng hoặc phân bắc khi trộn thêm tro bếp sẽ giúp bổ sung đầy đủ lượng dinh dưỡng cần thiết cho cây trồng.
Một lý do khác khi bón tro bếp cho cây trồng dựa vào khả năng điều chỉnh pH của tro bếp. Có những loại cây trồng không thích hợp với đất chua, bón tro bếp làm giảm độ chua của đất.
Hơn nữa khi bón cùng với tro bếp, tro sẽ làm cho phân chuống trở nên tơi xốp, cây cối dễ hấp thụ hơn.
Phân tích:
Để giải bài tập này, học sinh cần nắm được thành phần hóa học của tro bếp, và những nguyên tố dinh dưỡng chủ yếu của cây trồng.
3. Mùa xuân năm 327 BC (Trước công nguyên), một danh tướng Hy Lạp là A-lêch-xan-đơ Mac-xê-đoan (Alecxander) đã dẫn quân vượt biên giới Ấn Độ. Nhưng ở đây ngoài sự kháng cự mạnh mẽ của người dân bản địa, binh lính Hy Lạp còn mắc bệnh đường ruột. Quân lính bị mệt mỏi đến cực độ và kiệt sức vì bệnh tật không chịu đựng được nữa và nổi loạn buộc ông phải rút quân.
Theo những tài liệu còn lưu truyền lại của các nhà sử học thì rõ ràng các cấp chỉ huy trong đạo quân ít bị mắc bệnh hơn rất nhiều so với binh sĩ khác tuy rằng họ cũng phải chịu cảnh sống tương tự .Nguyên nhân của hiện tượng bí ẩn này chỉ được phát hiện sau đó 2250 năm. Đó là vì binh lính uống nước trong các cốc bằng thiếc còn các sĩ quan uống nước đựng trong các cốc bằng bạc.Tại sao khi dùng cốc bạc, các cấp chỉ huy của quân đội lại ít bị mắc bệnh đường ruột hơn các binh lính trong cuộc hành quân ấy? Tại sao các nhà quý tộc ở châu Âu từ cổ xưa đã sử dụng những bộ đồ ăn như thìa, nĩa, cốc bằng bạc?
Giải
Bạc hoà tan vào nước mặc dù rất ít, nhưng dung dịch chứa lượng nhỏ ion Ag+ trong nước có tính chất kì lạ là diệt được các vi khuẩn có hại có sẵn trong nước gây nên căn bệnh đường ruột. Vì các cấp sĩ quan trong đội quân đã dùng cốc Ag để uống nước nên hầu hết vi khuẩn có hại đã bị tiêu diệt. Trong khi thiếc không có tính sát trùng.
Chính vì thế mà ở Ai Cập, người ta áp miếng bạc lên vết thương để sát trùng, hay người Mông Cổ đựng thức ăn trong đồ bạc. Ag có tính sát khuẩn rất mạnh. Tuy bạc chỉ tan vào nước thành Ag+ với lượng rất nhỏ nhưng cũng đủ làm sạch chỗ nước đó.
