Rèn luyện kĩ năng nhận dạng và giải bài toán Hóa học nhằm phát triển năng lực dạy học cho sinh viên ngành Sư phạm Hóa học
Tóm tắt
Ở các trường đại học, cao đẳng có đào tạo giáo viên ngành sư phạm hóa học, việc rèn luyện kĩ năng
nhận dạng và giải bài toán hóa học nhằm phát triển năng lực dạy học cho sinh viên rất quan trọng vì các
kĩ năng trên là điều kiện tiên quyết để trở thành một giáo viên dạy môn hóa học. Bài báo đề cập đến một
số biện pháp rèn luyện kĩ năng nhận dạng và giải bài toán hóa học cho sinh viên thông qua hệ thống các
dấu hiệu đặc trưng, phương pháp giải tương ứng với dấu hiệu đặc trưng đó, đồng thời đề xuất cách xây
dựng những bài toán hóa học mới tư duy và sáng tạo.
ết cho thay đổi, HS cần phát hiện chất tác dụng hết để từ đó tính ra lượng chất khác đã tác dụng. Mức độ khó được tăng dần ở cách tính khối lượng muối trong dung dịch (dung dịch chỉ có cation kim loại và anion gốc axit; vừa có cation kim loại, ion H + và anion gốc axit). 2.2. Biện pháp rèn luyện những yếu tố của tư duy sáng tạo 2.2.1. Cơ sở của biện pháp Những yếu tố của tư duy sáng tạo bao RÈN LUY N KĨ NĂNG NHẬN DẠNG VÀ GIẢI BÀI TOÁN HÓA HỌC NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC 38 gồm: tính linh hoạt, nhuần nhuyễn, độc đáo, hoàn thiện, nhạy cảm vấn đề [6], [8], [9]. - Tính linh hoạt (Flexibility): Là khả năng thay đổi dễ dàng, nhanh chóng trật tự của hệ thống tri thức, chuyển từ góc độ quan niệm này sang góc độ quan niệm khác, định nghĩa lại sự vật hiện tượng, xây dựng phương pháp tư duy mới, tạo ra sự vật mới trong mối quan hệ mới hoặc chuyển đổi quan hệ, nhận ra bản chất của sự vật và nhiều phán đoán. - Tính nhuần nhuyễn (Fluency): Là khả năng tạo ra một cách nhanh chóng sự tổ hợp giữa các yếu tố riêng lẻ của tình huống hoàn cảnh, đưa ra giả thuyết mới và ý tưởng mới. Là khả năng tìm được nhiều giải pháp trên nhiều góc độ và tình huống khác nhau. Tính nhuần nhuyễn được đặc trưng bởi khả năng sáng tạo ra một số ý tưởng nhất định. ố ý tưởng càng nhiều thì càng có nhiều khả năng xuất hiện ý tưởng độc đáo. Trong trường hợp này có thể nói số lượng làm nảy sinh chất lượng. - Tính độc đáo (Originality): Là khả năng tìm kiếm và giải quyết bằng phương thức lạ hoặc duy nhất. - Tính hoàn thiện (Elaboration): Là khả năng lập kế hoạch, phối hợp các ý nghĩ và hành động, phát triển ý tưởng, kiểm tra và chứng minh ý tưởng. Nó làm cho tư duy trở thành một quá trình, từ chỗ xác định được vấn đề cần giải quyết, huy động vốn kiến thức kinh nghiệm có thể sử dụng để giải quyết đến cách giải quyết, kiểm tra kết quả. Nghĩa là những ý tưởng sáng tạo phải thoát ra biến thành sản phẩm có thể quan sát được. - Tính nhạy cảm vấn đề (Problemsensibility): Là khả năng nhanh chóng phát hiện ra vấn đề, mâu thuẫn, sai lầm, thiếu logic, chưa tối ưu, do đó nảy sinh ý muốn cấu trúc hợp lí, hài hòa, tạo ra cái mới. Các yếu tố cơ bản trên có quan hệ mật thiết với nhau, hỗ trợ bổ sung cho nhau. Khả năng chuyển từ hoạt động trí tuệ này sang hoạt động trí tuệ khác (tính mềm dẻo) tạo điều kiện cho việc tìm nhiều giải pháp trên nhiều góc độ và tình huống khác nhau (tính nhuần nhuyễn) và nhờ đề xuất được nhiều phương án khác nhau mà có thể tìm được phương án lạ, đặc sắc (tính độc đáo). Các yếu tố cơ bản này lại có mối quan hệ khăng khít với các yếu tố khác như: tính chính xác, tính hoàn thiện, tính nhạy cảm vấn đề, Tất cả các yếu tố đặc trưng nói trên cùng góp phần tạo nên tư duy sáng tạo, đỉnh cao nhất trong các hoạt động trí tuệ của con người. 2.2.2. Mục đích của biện pháp Biện pháp này giúp cho các thầy cô giáo trong tương lai có trình độ chuyên môn vững vàng, xứng đáng là “bậc thầy” của HS. Biện pháp này góp phần bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho SV. 2.2.3. Cách thực hiện biện pháp Bồi dưỡng các yếu tố của tư duy sáng tạo cho SV thông qua những ví dụ cụ thể. SV giải bài toán, phân tích theo nhiều góc độ và phương diện khác nhau. 2.2.4. Ví dụ minh họa Khi giải một số bài toán về kim loại tác dụng với axit nitric, hoặc kim loại tác dụng với muối nitrat trong môi trường axit, hoặc kim loại tác dụng với hỗn hợp nhiều axit trong đó có axit nitric. Giảng viên đưa ra bài toán sau và yêu cầu SV dự đoán một số sai lầm có thể mắc phải của HS trong quá trình giải bài toán: Nội dung bài toán: Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp gồm 9,75 gam Zn và 2,7 gam Al vào 200 ml dung dịch chứa đồng thời HNO3 2M và H2SO4 1,5M thu được khí NO (sản phẩm khử duy nhất) và dung dịch VÕ VĂN DUYÊN EM - PHẠM VĂN HÀ 39 X. Cô cạn dung dịch X thu được bao nhiêu gam muối khan? Biết các phản ứng hóa học xảy ra hoàn toàn. SV có thể dự đoán một số sai lầm cụ thể của HS là: Sai lầm 1: HS nhận xét đây là bài toán hệ phản ứng oxi hóa – khử, mặc dù kim loại tác dụng với hai axit HNO3 và H2SO4 nhưng chỉ có sinh ra một sản phẩm khử duy nhất là NO, nên sự có mặt của H2SO4 trong hỗn hợp sẽ không ảnh hưởng gì đến kết quả tính toán. Do đó, H giải bài toán bằng phương pháp bảo toàn electron hoặc phương pháp bảo toàn nguyên tố Zn, Al (vì giả thiết bài toán cho hòa tan hoàn toàn) Zn 9,75 n = = 0,15 mol 65 ; Al 2,7 n = = 0,1 mol 27 Trong dung dịch X có hai muối là: Zn(NO3)2, Al (NO3)3 Khối lượng muối: m = 0,15.189 + 0,1.213 = 49,65 gam. Nếu HS nhận xét được bài toán trên là hệ phản ứng oxi hóa – khử và có sự tham gia của môi trường là axit H2SO4, do đó phải giải bài toán bằng phương pháp sử dụng phương trình ion thu gọn: 3HNO n = 0,2.2 = 0,4 mol ; 2 4H SO n = 0,2.1,5 = 0,3 mol ; Tổng +H n = 1 mol PUHH : 3Zn + 2NO3 - + 8H + 3Zn 2+ + 2NO + 4H2O (1) Ban đầu (mol) : 0,15 0,4 1 Phản ứng (mol): 0,15 (hết) 0,1 0,4 0,15 Còn dư (mol) : 0 0,3 0,6 0,15 Vì sau phản ứng (1) số mol của NO3 - và H + vẫn còn nên xảy ra tiếp phản ứng: PUHH : Al + NO3 - + 4H + Al 3+ + NO + 2H2O (2) Ban đầu (mol) : 0,1 0,3 0,6 Phản ứng (mol): 0,1(hết) 0,1 0,4 0,1 Còn dư (mol) : 0 0,2 0,2 0,1 Sai lầm 2: H không xác định đầy đủ thành phần các ion có trong dung dịch X (thiếu ion SO4 2-). Như vậy, sau PTHH (1) và (2) thành phần các ion có trong dung dịch X gồm các ion Zn2+: 0,15 mol; Al3+: 0,1 mol; NO3 - dư: 0,2 mol; H+ dư: 0,2 mol. Khối lượng muối bằng tổng khối lượng các ion có trong dung dịch X: m = 0,15.65 + 0,1.27 + 0,2.62 + 0,2.1 = 25,05 gam. Sai lầm 3: H xác định được đầy đủ thành phần các ion có trong dung dịch X (bổ sung thêm ion SO4 2- với các ion sau PUHH (1) và (2)). Khi đó, thành phần các ion có trong dung dịch X gồm Zn2+: 0,15 mol; Al 3+ : 0,1 mol; NO3 - dư: 0,2 mol; H+ dư: 0,2 mol và SO4 2- : 0,3 mol. Nếu HS tính khối lượng muối bằng tổng khối lượng các ion có trong dung dịch X thì kết quả vẫn sai vì trong dung dịch X còn có số mol ion H + sẽ không tạo muối được: m = 0,15.65 + 0,1.27 + 0,2.62 + 0,2.1 + 0,3.96 = 53,85 gam. Sai lầm 4: Nếu HS không tính phần H + thì kết quả vẫn sai vì khi đó còn dư ra phần anion gốc axit (vi phạm định luật bảo toàn điện tích). m = 0,15.65 + 0,1.27 + 0,2.62 + 0,3.96 = 53,65 gam. Kết quả đúng: Khi cô cạn dung dịch X thì 0,2 mol NO3 - dư và 0,2 mol H+ sẽ bay hơi và phân hủy hết theo PUHH: 4HNO3 0t 4NO2 + O2 + 2H2O Do vậy, muối trong dung dịch X sau khi cô cạn gồm Zn2+: 0,15 mol; Al3+: 0,1 mol và SO4 2- : 0,3 mol. m = 0,15.65 + 0,1.27 + 0,3.96 = 41,25 gam. RÈN LUY N KĨ NĂNG NHẬN DẠNG VÀ GIẢI BÀI TOÁN HÓA HỌC NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC 40 3. Kết luận Trong các trường Đại học, Cao đẳng có đào tạo giáo viên ngành sư phạm hóa học, việc rèn luyện kĩ năng giải bài toán hóa để phát triển năng lực dạy học cho SV là rất quan trọng, vì có kĩ năng giải bài toán hóa là điều kiện cần và là điều kiện tiên quyết của người giáo viên hóa. Điểm mới của kết quả nghiên cứu về phát triển năng lực dạy học cho SV ngành hóa học là rèn luyện kĩ năng giải bài toán hóa cho SV thông qua việc hệ thống các dấu hiệu nhận dạng bài toán và các phương pháp giải theo từng dấu hiệu tương ứng. SV thấy được mỗi bài toán thường có nhiều cách giải quyết, vấn đề đặt ra là phải tìm được phương án giải quyết, xem xét, đánh giá các phương án. Từ đó, lựa chọn cách tối ưu nhất dựa vào các dấu hiệu đặc trưng của bài toán. Đồng thời, rèn luyện thêm những yếu tố của tư duy sáng tạo, chú trọng tới việc đề xuất bài toán tổng quát, các bài toán tương tự và sáng tạo các bài toán mới. Các biện pháp được thực hiện và sự phân tích nhiều ví dụ minh họa trong nghiên cứu đã chỉ ra rằng: nếu hoạt động giải bài toán hóa học được tổ chức tốt thì nó sẽ là đòn bẩy, tạo ra được môi trường giao tiếp hiệu quả, môi trường học tập tích cực, từ đó phát triển tư duy sáng tạo cho V. Đồng thời, giảng viên có thể đánh giá kết quả hoạt động học của V, đổi mới về phương pháp dạy học phù hợp với học chế tín chỉ đang được thực hiện tại các trường Đại học, Cao đẳng hiện nay. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Nguyễn Như An (1999), “Về quy trình rèn luyện kỹ năng dạy học cho sinh viên sư phạm”, Tạp chí Nghiên cứu Giáo dục, (2). 2. Đặng Thị Thuận An, Trần Trung Ninh (2016), “Xây dựng khung năng lực dạy học tích hợp cho sinh viên sư phạm hóa học”, Tạp chí Khoa học Đại học Sư phạm Hà Nội, (6), tr. 79-86. 3. Phạm Thị Bình, Đỗ Thị Quỳnh Mai, Hà Thị Thoan (2016), “Xây dựng bài tập hóa học nhằm phát triển năng lực thực hành hóa học cho học sinh ở trường phổ thông”, Tạp chí Khoa học Trường Đại học Sư phạm Hà Nội, 61(6A), tr. 72-78. 4. Nguyễn Thị Chuyển (2016), “Một số biện pháp phát triển năng lực dạy học tích hợp cho sinh viên cao đẳng sư phạm sinh hóa trường Cao đẳng sư phạm Lào Cai qua học phần phương pháp dạy học hoá học 2”, Tạp chí Khoa học Đại học Sư phạm Hà Nội, 61(6A), tr. 186-197. 5. Nguyễn Mậu Đức, Đặng Thị Thuận An (2015), “Thiết kế và sử dụng giáo trình điện tử góp phần rèn luyện kiến thức và năng lực dạy học cho sinh viên ngành sư phạm Hóa học”, Tạp chí Khoa học và Giáo dục Trường Đại học Sư phạm Huế, 35(3), tr. 33-42. 6. Guilford J. P. (1979), “Creativity: Retrospect and prospect”, Journal of Creative Behavior, (11), pp. 30-36. 7. B i Hiền, Nguyễn Văn Giao, Nguyễn Hữu Quỳnh và Vũ Văn Tảo (2001), Từ điển Giáo dục học, Nxb Từ điển Bách khoa, Hà Nội. 8. Lowenfeld V. (1962), Creativity: Education’s Stepchild, In A Source Book from Creative Thinking, Scribners, New York. 9. Nguyễn Huy Tú (2006), Tài năng quan niệm, nhận dạng và đào tạo, Nxb Giáo dục, Hà Nội. Ngày nhận bài: 10/02/2017 Biên tập xong: 15/4/2017 Duyệt đăng: 20/4/2017
File đính kèm:
- ren_luyen_ki_nang_nhan_dang_va_giai_bai_toan_hoa_hoc_nham_ph.pdf