Một số bài tập để phát triển năng lực nhận thức cho học sinh
Phát triển năng lực nhận thức và rèn luyện các kỹ năng là những yêu cầu cơ bản, quan trọng nhất của quá trình bồi dưỡng học sinh giỏi.
Để học giỏi môn hoá học, học sinh cần có những phẩm chất và năng lực như: có hệ thống kiến thức hoá học cơ bản vững vàng, sâu sắc; có trình độ tư duy hóa học phát triển (năng lực phân tích, tổng hợp, so sánh, khái quát, suy luận lôgíc,…) có kỹ năng thực hành và vận dụng linh hoạt sáng tạo kiến thức hoá học đã có để giải quyết các vấn đề trong hóa học cũng như trong thực tiễn…
Vì vậy, phát triển năng lực nhận thức và rèn luyện các kỹ năng là những yêu cầu cơ bản, quan trọng nhất của quá trình bồi dưỡng học sinh giỏi. Trong dạy học hoá học, bài tập hóa học là một phương tiện và phương pháp rất có lợi thế để hình thành các kỹ năng và phát trtiển năng lực tư duy cho học sinh (HS). Chúng tôi đưa ra một số bài tập để phát triển năng lực nhận thức cho HS theo các hướng sau.
1. Phát hiện vấn đề nhận thức từ việc nghiên cứu phản ứng hóa học (HH)
Việc nghiên cứu phản ứnh hóa học có thể giúp học sinh đi đến những nhận xét có tính khái quát hoá cao, từ đó có thể giúp học sinh gỉai nhanh các bài toán hóa học.
Ví dụ: Viết các quá trình khử xảy ra trong phản ứng giữa kim loại R với HNO3 cho các sản phẩm khử là chất khí. Có nhận xét gì về mối quan hệ giữa số mol H+ và số mol NO–3 tham gia quá trình khử?
Nhận xét: Từ việc viết phương trình phản ứng, các quá trình khử HS thấy: vế phải trung hoà điện nên ở vế trái tổng điện tích dương phải bằng tổng điện tích âm, từ đó có số mol H+ phản ứng luôn bằng số mol NO–3bị khử cộng với số mol electron nhận. Từ đây giúp học sinh hình thành phương pháp gỉai nhanh các bài toán gắn với tính oxi hóa mạnh của HNO3 trong chương trình phổ thông.
2. Phát hiện vấn đề nhận thức từ việc đọc đề bài toán
Đây là giai đoạn nghiên cứu đề bài trong quá trình giải bài toán hóa học. Khi đọc đề bài, trước hết học sinh phải hiểu biết từ ngữ, thấy được lôgíc của bài toán, hiểu được ý đồ của tác giả, hình dung được tiến trình luận giải và phát hiện những chổ có vấn đề của bài toán.
Ví dụ: Cho 4,88g hỗn hợp X gồm Cu và Fe3O4 tác dụng vừa đủ với 400ml dung dịch HCl 0,1M cho đến khi phản ứng xảy ra hòan toàn thu được dung dịch A và một phần chất rắn không tan. Thêm dung dịch AgNO3đến dư vào bình phản ứng, để phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được kết tủa C. Tính khối lượng kết tủa C.
Nhận xét : Với bài tập này nếu không nghiên cứu kỹ đề bài học sinh sẽ mắc những sai lầm như chỉ có phản ứng giữa Fe3O4 và HCl, giữa AgNO3 với FeCl2, FeCl3 khi đó thấy rằng bài toán đơn giản và thừa dữ kiện
3. Bài tập để rèn luyện cách giải nhanh, thông minh
Đó là những bài tập khó, hay và trong quá trình tìm tới cách giải có tác dụng phát triển tư duy của HS. Khi tư duy được họat hoá thì HS sẽ có cách giải bài toán thông minh nhất, đó là con đường đi đến kết quả ngắn nhất và sáng tạo nhất.
Thực tế giảng dạy thấy rằng, trước bài toán nhiều HS lựa chọn cách giải là viết phương trình các phản ứng có thể xảy ra, sử dụng kỹ năng tính theo phương trình phản ứng để lập bài toán đại số. Với cách làm này bài toán trở nên râ`t phức tạp vì có nhiều phản ứng có thể xảy ra, hệ phưong trình đại số lập được có nhiều ẩn số…
Nếu biết vận dụng các quy luật bảo toàn trong phản ứng oxi hoá khử có thể giải nhanh chóng bài tập này.
4. Bài tập để rèn luyện khả năng suy luận, diễn đạt chính xác và lôgíc
Suy luận lôgíc là một trong những phẩm chất rất cần có đối với một HS giỏi. Có năng lực suy luận lôgíc, HS sẽ có cái nhìn bao quát về các khả năng có thể xảy ra đối với một bài toán, từ đó có cách giải quyết vấn đề, lựa chọn phương án diễn đạt. Cũng nhờ có khả năng suy luận lôgíc mà HS tự mình có thể phát hiện ra vấn đề nhận thức mới trên cơ sở kiến thức đã có. Vì vậy trong quá trình dạy hoá học cần thiết phải cho HS giải những bài tập đòi hỏi cao về khả năng suy luận, kỹ năng diễn đạt lôgíc, chính xác.
Ví dụ 1: Phenol và anilin đều làm mất màu nước Brôm nhưng toluen thì không.
a. Từ kết quả thực nghiệm đó có thể rút ra kết luận gì?
b. Anisol (metylphenylete) có làm mất màu nước Brôm không?
c. Nếu cho nước Brôm lần lượt vào từng chất p-toludin (p-aminotoluen), p-cresol (p-metylphenol) theo tỉ lệ mol tối đa thì thu được sản phẩm gì? Giải thích
Nhận xét: Phenol và anilin là hai hợp chất được HS nghiên cứu khá kỹ trong chương trình. Trên cơ sở hiểu biết về 2 hợp chất này cho phép HS suy luận cho nhữn hợp chất tương tự, đồng thời qua đó HS được khắc sâu, làm rõ thêm khái niệm về sự ảnh hưởng qua lại giữa các nguyên tử trong phân tử
5. Sử dụng bài tập để rèn luyện kỹ năng thực hành
Hóa học là khoa học thực nghiệm có lập luận. Vì vậy người HS giỏi hoá nhất thiết phải có kỹ năng thực hành, có khả năng giải thích những vấn đề thực tiễn cuộc sống liên quan đến khoa học bộ môn, có ý thức vận dụng kiến thức đã biết vào cuộc sống. Thông qua làm việc tại phòng thí nghiệm, thực hiện các bài thực hành cũng như ý thức quan sát, sự nhạy bén trong việc vận dụng kiến thức vào thực tiễn cuộc sống, những năng lực này của HS được hình thành và phát triển. Tuy nhiên trong thực tiễn dạy học hiện nay, điều kiện thực hành còn gặp nhiều khó khăn về trang thiết bị, về quỹ thời gian. Vì vậy trong quá trình dạy học HH ngoài việc vận dụng tối đa điều kiện hiện có để tăng cường kỹ năng thực hành cho HS thông qua phương tiện dạy học, việc sử dụng bài tập để qua đó góp phần hình thành và phát triển kỹ năng thực hành, khả năng giải quyết các vấn đề thực tiễn còn đang có ý nghĩa quan trọng. Dưới góc độ này BT hoá học theo chúng tôi có thể sử dụng với các dạng sau đây:
– BT để chứng minh các thuyết, các nguyên lí
– Các bài tập thực nghiệm như: tách, tinh chế, nhận biết, điều chế.
– Các bài tập giải thích những hiện tượng tự nhiên, các kinh nghiệm dân gian.
Ví dụ:
- Bình cầu chứa khí A có cắm ống dẫn khí vào chất lỏng B, khi mở khoá K chất lỏng B phun vào bình cầu. Hãy xác định khí A là khí nào trong số các khí sau đây: H2, N2, CH4, C2H4, C2H2, NH3, HCl, CO2, SO2, H2S, Cl2, CH3NH2 khi chất lỏng B là:A. H2O
B. Dung dịch NaOH
C. Dung dịch Br2 trong nước
D. Dung dịch Br2 trong CCl4
2. Xác định khí A trong bình cầu trong mỗi trường hợp:A. Chất lỏng B phun lên có màu hồng khí B là nước có pha phenolphtalein
B. Chất lỏng B phun lên không màu khí B là dung dịch NaOH có pha phenolphtalein.
Nhận xét: Giải bài tập này đòi hỏi học sinh hiểu và có kỹ năng phân tích mối quan hệ giữa hiện tượng quan sát và bản chất của thí nghiệm: nước trong bình B sẽ phun lên bình A khi khí trong bình A tan được trong dung dịch B, vì sự hoà tan sẽ làm giảm số mol khí trong bình và do đó làm giảm áp suất. Từ đó, căn cứ vào tính chất vật lý và tính chất hoá học để xác định được các khí trong mỗi trường hợp
Trường hợp1:
A. NH3, HCl, CH3NH2
B. HCl, H2S, SO2, CO2, Cl2
C. C2H4, C2H2, SO2, H2S
D. C2H4, C2H2
Trường hợp 2:
A. NH3, CH3NH2
B. HCl, H2S, CO2, SO2, Cl2
Như vậy, khi bồi dưỡng HS giỏi HH qua hệ thống bài tập, ngoài mức độ luyện tập rthông thường, giáo viên phải yêu cầu ở mức cao hơn đối với HS là biết vận dụng kiến thức một cách linh hoạt, sáng tạo để giải quyết bài tập trong những tình huống mới; biết đề xuất đánh giá theo ý kiến riêng của HS, biết đề xuất các giải pháp khác nhau khi phải xử lí một tình huống. Và do đó, với nét đặc thù của mình, bài tập hóa học có vai trò lớn trong việc rèn luyện, bồi dưỡng, phát triển năng lực tư duy sáng tạo và các kỹ năng cho HS giỏi trong dạy học hoá học.
