Nguyễn Phú Vi – Trường THPT Lê Trung Đình – Quảng Ngãi
Đặng Thị Thuận An – Khoa Hóa Học – Trường ĐH sư phạm – Đại học Huế
Dạy học phát triển năng lực học sinh (HS), trong đó có năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn đang là mối quan tâm nghiên cứu của các nhà khoa học, các nhà giáo.Bài viết này giới thiệu việc xây dựng bài tập hóa học phần dẫn xuất hiđrocacbon theo hướng tiếp cận PISA, nhằm phát triển năng lực vận dụng kiến thức của học sinh ở trường Trung học phổ thông. Kết quả thực nghiệm sư phạm ở hai trường Trung học phổ thông của tỉnh Quảng Ngãi sau khi xử lý thống kê đã chứng tỏ hiệu quả của hệ thống bài tập hóa học đã xây dựng.
1. Mở đầu
Chương trình đánh giá HS quốc tế PISA (Programme for International Student Assessment) là khảo sát giáo dục duy nhất đánh giá về năng lực phổ thông của HS độ tuổi 15 – độ tuổi kết thúc giáo dục bắt buộc ở hầu hết các quốc gia. PISA tập trung vào đánh giá 3 năng lực chính: Năng lực toán học phổ thông (Mathematical literacy); Năng lực đọc hiểu phổ thông (Reading literacy); Năng lực khoa học phổ thông (Science literacy). Năm 2003, PISA bổ sung đánh giá năng lực giải quyết vấn đề, năm 2012 bổ sung đánh giá năng lực giải quyết vấn đề một cách sáng tạo và năng lực tài chính, năm 2015 bổ sung đánh giá năng lực hợp tác giải quyết vấn đề [1].
Giáo dục Việt nam đang trong quá trình đổi mới căn bản, toàn diện [2-4]. Việc học hỏi PISA trong quá trình dạy học đang thu hút sự quan tâm của nhiều nhà giáo [5, 6]. Trong bài viết này, việc xây dựng bài tập hóa học phần dẫn xuất hidrocacbon theo tiếp cận PISA nhằm phát triển năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn cho học sinh sẽ được giới thiệu.
2. Nội dung nghiên cứu
2.1. Bài tập hóa học theo hướng tiếp cận PISA
Bài tập hóa học vừa là nội dung, mục tiêu vừa là phương pháp dạy học hiệu quả. Bài tập hóa học tiếp cận PISA có ưu điểm gắn bó mật thiết với thực tiễn cuộc sống, do đó cơ lợi thế lớn để phát triển năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn cho HS. Xây dựng hệ thống bài tập hóa học theo hướng tiếp cận PISA cần phải dựa trên các yếu tố:
– Sử dụng các bài tập mô tả, bảng biểu, giải thích hiện tượng thực tế trong đời sống bằng kiến thức hóa học, chú ý khai thác vốn kinh nghiệm thực tiễn của HS nằm phát huy hứng thú học tập cho HS.
– Câu hỏi và bài tập hóa học nhằm phát triển tư duy phê phán, tính sáng tạo ở HS: bài tập mở, nhiều hướng giải, HS được trình bày ý kiến của cá nhân về các vấn đề kinh tế, xã hội, sức khỏe, khoa học công nghệ và môi trường… trên cơ sở những lập luận mang tính khoa học.
– Câu hỏi và bài tập hóa học yêu cầu HS hoạt động nhóm báo cáo về một vấn đề xã hội, kinh tế, sức khỏe, khoa học, môi trường… liên quan đến kiến thức hóa học.
– Câu hỏi và bài tập hóa học mà HS được thể hiện thái độ của mình đối với các vấn đề của khoa học hóa học: sự hứng thú với khoa học; sự ủng hộ nghiên cứu khoa học; trách nhiệm với môi trường và sử dụng tài nguyên thiên nhiên. Từ đó, HS ý thức được hoạt động của bản thân trong cuộc sống, đặc biệt là đối với vấn đề môi trường.
– Câu hỏi và bài tập hóa học về thế giới tự nhiên, khoa học, công nghệ cần vận dụng kiến thức liên môn của nhiều lĩnh vực: Toán học, Vật lí, Hóa học, Sinh học, Địa lí… Xây dựng cho HS những kĩ năng quan sát, thu nhập thông tin và phân tích thông tin, dần hình thành phương pháp nghiên cứu khoa học.
– Câu hỏi và bài tập hóa học xuất phát từ những bối cảnh, tình huống trong thực tiễn liên quan đến các vấn đề xã hội, kinh tế, sức khỏe, khoa học, công nghệ, môi trường… Phát triển kĩ năng nghiên cứu thực tiễn và kĩ năng tư duy để giải thích các hiện tượng thực tiễn, luôn chủ động trong cuộc sống.
2.2. Quy trình xây dựng bài tập hóa học phần dẫn xuất hiđrocacbon theo tiếp cận PISA
Xây dựng bài tập hóa học phần dẫn xuất hiđrocacbon theo tiếp cận PISA theo các bước sau:
Bước 1. Lựa chọn đơn vị kiến thức phần dẫn xuất hiđrocacbon: phải có ý nghĩa về mặt hóa học đồng thời gắn liền với thực tiễn, với đời sống cá nhân, cộng đồng, 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.
Bước 2. Xác định mục tiêu giáo dục của đơn vị kiến thức: mỗi bài có những mục tiêu giáo dục riêng nhưng phải đảm bảo về kiến thức, kỹ năng, thái độ cần đạt được.
Bước 3. Thiết kế hệ thống bài tập hóa học tiếp cận PISA theo mục tiêu.
Bước 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.
Bước 5. Chỉnh sửa, hoàn thiện hệ thống bài tập: 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. Sắp xếp, hoàn thiện hệ thống bài tập, vận dụng vào dạy học ở trường THPT.
2.3. Một số bài tập hóa học phần dẫn xuất hiđrocacbon theo hướng tiếp cận PISA
Bài 1 : FREON – SỨC KHỎE VÀ MÔI TRƯỜNG
Các khí freon còn gọi là CFC, đã từng được sử dụng rộng rãi trong các tủ lạnh, điều hòa không khí, dung môi cho mỹ phẩm,….được xem là tác nhân gây nguy hiểm tới môi trường. Vào năm 1987, nghị định thư Montreal và kế hoạch cắt giảm CFC, HCFC trên toàn cầu. Được biết, kể từ khi các nhà khoa học phát hiện ra chất CFC gây ra sự suy giảm của tầng ozon, CFC đã bị loại bỏ, nhưng tủ lạnh cũ và các thiết bị khác sử dụng CFC vẫn được sử dụng rất nhiều. Tuy nhiên, ít người biết rằng qua đường hô hấp, tiêu hóa hoặc tiếp xúc vật lí khác cũng như tiếp xúc với mức độ gây hại của tia cực tím, CFC có thể có tác động tiêu cực đến sức khỏe con người.
Câu hỏi 1: CFC gồm những nguyên tố hóa học nào?
A. Clo – Flo. B. Clo – Cacbon – Flo.
C. Cacbon – Canxi – Flo. D. Cacbon – Flo.
Câu hỏi 2: Hiện nay trong các thiết bị làm lạnh, chất nào sau đây được dùng để thay thế CFC?
A. CHFC. B. CO2. C. NH3. D. SO2.
Câu hỏi 3: Đun nóng 10,71 gam hỗn hợp X gồm propyl clorua và phenyl clorua với dung dịch NaOH loãng, vừa đủ và đun nóng, sau đó thêm tiếp dung dịch AgNO3 đến dư vào hỗn hợp sau phản ứng, thu được 8,61 gam kết tủa (Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn). Khối lượng phenyl clorua có trong X là
A. 4,0 gam. B. 2,71 gam. C. 4,71 gam. D. 6,0 gam.
Câu hỏi 4: Chất CFC được sinh ra chủ yếu ở đâu? Tác động tới môi trường như thế nào?
Câu hỏi 5: Trong các trận bóng đá khi cầu thủ bị chấn thương thường được chăm sóc bằng một loại thuốc phun lên vết thương đó chính là cloetan. Nguyên tắc giảm đau như thế nào?
Câu hỏi 6: CFC là chất gây ra hiện tượng suy giảm tầng ozon. Suy giảm tầng ozon là gì? Vì sao CFC gây suy giảm tầng ozon?
Bài 2: VÂN HƯƠNG MỸ TỬU
Làng Vân thuộc thôn Yên Viên, xã Vân Hà, huyện Việt Yên, tỉnh Bắc Giang là nơi có truyền thống nấu rượu từ lâu đời. Tiếng là làng quê nhưng Vân Hà có nét đặc trưng không giống với bất kỳ làng quê nào trên đất nước, đó là người dân Vân Hà không có ruộng, họ sống hoàn toàn bằng nghề thủ công, buôn bán, trao đổi hàng hoá với các vùng xung quanh, trong đó có nghề nấu rượu. Dưới các triều đại phong kiến, rượu làng Vân được dâng lên vua, rồi thường xuyên xuất hiện trong các buổi yến tiệc linh đình. Năm Chính Hòa thứ 24 (1703), vua Trần Hy Tông đã sắc phong bốn chữ vàng “Vân hương mỹ tửu” cho rượu làng Vân.
Người xưa truyền lại, làng Vân vì thiếu gạo, thiếu việc làm nên phải hành nghề nấu rượu để bán cho những ai say chất men nồng của loại ngũ cốc. Cùng với thời gian, cái tên làng Vân đã trở thành thương hiệu của một loại rượu nổi tiếng khắp cả nước: Rượu làng Vân. Cái thứ nước trong vắt và đẹp như nắng hạ được đóng vào chai chỉ cần lắc nhẹ là thấy sủi tăm: Hàng ngàn tăm rượu xoay tròn như một cột sáng rất lâu sau mới tắt. Những người sành uống chỉ cần nhìn tăm rượu đã biết rượu đạt bao nhiêu độ, uống vào có êm hay không. Không giống với các loại rượu khác, rượu làng Vân uống êm, vị đậm, uống xong có cảm giác lâm li hương vị đặc biệt trong họng và không đau đầu.
Câu hỏi 1: Để thu lấy rượu, người dân đã sử dụng phương pháp nào sau đây?
A. Chiết. B. Lọc. C. Cô cạn. D. Chưng cất.
Câu hỏi 2: Sủi tăm trong rượu là khí nào sau đây?
A. CO2. B. SO2. C. O2. D. SO2.
Câu hỏi 3: Trên chai rượu có ghi thông tin 40o. Cách ghi ấy có ý nghĩa như thế nào?
Câu hỏi 4 : Quá trình sản xuất rượu trong công nghiệp được biểu diễn theo sơ đồ sau:
Tinh bột → glucozơ → rượu etylic
Từ 16,2 tấn gạo chứa 60% tinh bột để sản xuất rượu với hiệu suất của quá trình thủy phân và lên men lần lượt là 50% và 80%. Tính thể tích rượu etylic 40o thu được, biết khối lượng riêng của rượu là 0,8 g/ml.
Câu hỏi 5: Máy đo nồng độ cồn là vật dụng cần thiết để cảnh sát giao thông kiểm tra nồng độ rượu trong hơi thở của các tài xế. Hãy nêu nguyên lý hoạt động của máy đo nồng độ cồn?
Câu hỏi 6: Những tác hại của rượu đối với cơ thể con người? Là học sinh em nên làm gì để hạn chế việc dùng rượu, bia của người thân trong gia đình?
Bài 3: PHENOL
Phenol là một hợp chất phổ biến trong phòng thí nghiệm hóa học. Đây là chất rắn ở dạng tinh thể, không màu, mùi đặc trưng và nóng chảy ở nhiệt độ 430C. Ngoài không khí, phenol bị oxi hóa một phần chuyển sang màu hồng và bị chảy rữa do hút ẩm. Phenol trước đây được trích xuất từ nhựa than đá. Hiện nay, để đáp ứng nhu cầu lớn (khoảng 7 triệu tấn/năm), phenol được điều chế chủ yếu bằng cách oxi hóa các chế phẩm đầu mỏ. Trong công nghiệp, phenol được sử dụng rộng rãi để chế tạo nhựa, tơ sợi hóa học, thuốc diệt cỏ, thuốc nổ, thuốc sát trùng, thuốc chữa cúm,…
Khi làm việc với phenol, tuyệt đối tránh để phenol chạm trực tiếp vào da, mắt và các cơ quan thuộc hệ hô hấp. Phenol rất độc, rơi vào da sẽ gây bỏng hóa học rất nặng, phần da chạm vào phenol dễ nổi mụn nước lâu ngày không khỏi. Bên cạnh đó, phenol cũng được chứng minh gây nhiều tác hại cho cơ thể con người như rối loạn nhịp tim, tai biến, đau thận, đau gan, hôn mê.
Câu hỏi 1: Cho các phát biểu sau:
(a) Phenol là hợp chất có vòng benzen và có nhóm –OH.
(b) Phenol là hợp chất chứa một hoặc nhiều nhóm –OH liên kết trực tiếp với vòng benzen.
(c) Phenol có tính axit nhưng nó là axit yếu hơn axit cacbonic.
(d) Phenol tan vô hạn trong nước lạnh.
(e) Phenol tan trong dung dịch NaOH tạo thành natri phenolat.
A. (a), (b), (c) và (e). B. (a), (b) và (e).
C. (b), (c) và (e). D. (b), (c) và (d).
Câu hỏi 2: Khi làm thí nghiệm với xong phenol, trước khi tráng lại bằng nước nên rửa ống nghiệm với dung dịch loãng nào sau đây?
A. Dung dịch HCl. B. Dung dịch NaCl.
C. Dung dịch NaOH. D. Dung dịch Na2CO3.
Câu hỏi 3: Aspirin có tác dụng giảm đau, hạ sốt, chống viêm. Aspirin được điều chế từ phenol theo sơ đồ sau:
C6H5OH → o-C6H4(ONa)(COONa) → o-C6H4(OH)(COOH) → o-C6H4(OCOCH3)(COOH)
Một viên thuốc aspirin có khối lượng 81 mg, khối lượng phenol cần thiết để sản xuất 200 lọ aspirin (mỗi lọ có 50 viên) với hiệu suất cả quá trình 72% là
A. 304,56 gam. B. 423,0 gam. C. 587,5 gam. D. 597,5 gam.
Câu hỏi 4: Trong một lần làm thí nghiệm chẳng may do sơ ý, bạn An đã làm phenol đổ ra tay và bị bỏng. Cô giáo liền cấp cứu sơ bộ cho An như sau: “Rửa tay nhiều lần bằng nước sạch, sau đó rửa bằng glixerol cho tới khi màu da trở lại bình thường rồi rửa lại bằng nước, sau đó băng chỗ bỏng bằng bông tẩm glixerol”. Em hãy giải thích tại sao?
Câu hỏi 5: Chiều 10/6/2016, ông Hồ Sỹ Biên, Trưởng chi cục an toàn vệ sinh thực phẩm Quảng Trị cho hay, đơn vị này vừa xác định có chất cực độc phenol trong một số mẫu lấy từ 30 tấn cá nục đông lạnh. Số cá này được một cơ sở chế biến cá đông lạnh ở thị trấn Cửa Tùng thu mua ngay sau khi có tình trạng cá biển chết hàng loạt ở miền Trung. Em hãy cho biết, cá bị nhiễm độc phenol là do nguyên nhân nào?
2.4. Kết quả thực nghiệm sư phạm :
Đã tiến hành thực nghiệm trong học kỳ II năm học 2016 – 2017 tại trường THPT Trần Kỳ Phong và trường THPT Lê Trung Đình thuộc tỉnh Quảng Ngãi. Mỗi trường đã chọn hai lớp có kết quả học tập môn Hóa học tương đương nhau, trong đó có một lớp thực nghiệm (TN) và một lớp đối chứng (ĐC). Lớp TN sử dụng giáo án và bài tập theo hướng tiếp cận PISA. Lớp ĐC sử dụng SGK, phương pháp dạy học truyền thống và các phương tiện dạy học truyền thống. Đã tiến hành thực nghiệm chương 8 và chương 9 SGK hóa học 11 cơ bản.
Bảng 1: Đường luỹ tích điểm kiểm tra chương 8
Bảng 2: Đường luỹ tích điểm kiểm tra chương 9
Phân tích kết quả thực nghiệm: Trên cơ sở kết quả thực nghiệm cho thấy:
| Phép kiểm chứng độc lập (p) chương 8 | 0,00883 | 0,00344 |
| Phép kiểm chứng độc lập (p) chương 9 | 0,00117 | 0,00002 |
| ES chương 8 | 0,494 | 0,564 |
| ES chương 9 | 0,701 | 0,863 |
+ Tỉ lệ % HS đạt điểm khá, giỏi ở lớp TN cao hơn tỉ lệ % HS đạt điểm khá, giỏi ở lớp ĐC.
+ Điểm trung bình cộng của HS lớp TN cao hơn HS lớp ĐC. Phép kiểm chứng t–test độc lập cho thấy giá trị p đều nhỏ hơn 0,05 chứng tỏ sự khác biệt giữa lớp TN và lớp ĐC là có ý nghĩa.
– Độ ảnh hưởng ES nằm ở mức độ trung bình và lớn, chứng tỏ nghiên cứu có thể nhân rộng.
– Kết quả thực nghiệm cho thấy chất lượng học tập của HS ở lớp TN cao hơn lớp ĐC, điều đó cho phép bước đầu khẳng định sự đúng đắn của giả thuyết khoa học, tính khả thi của đề tài.
– Như vậy, việc sử dụng bài tập hóa học phần dẫn xuất hiđrocacbon theo tiếp cận PISA đã phát triển năng lực vận dụng kiến thức Hóa học vào giải quyết các tình huống thực tế của HS, làm tăng thêm ý nghĩa của môn học và tính đúng đắn của khoa học.
3. Kết luận
Việc dạy học có sử dụng bài tập hóa học theo hướng tiếp cận PISA rất thiết thực, không chỉ có tác dụng phát triển năng lực nhận thức, năng lực tư duy, năng lực vận dụng kiến thức hóa học vào việc giải quyết các vấn đề liên quan đến thực tiễn mà còn tăng khả năng sáng tạo, tạo được sự tự tin, mạnh dạn cùng hứng thú học tập cho HS.
Tài liệu tham khảo
2. Quốc Hội, NQ Số: 88/2014/QH13, 2014, Về đổi mới chương trình, sách giáo khoa giáo dục phổ thông.
3. Chính phủ, NQ Số: 44/NQ-CP, Ban hành chương trình hành động của chính phủ thực hiện nghị quyết số 29-NQ/TW ngày 04 tháng 11 năm 2013 Hội nghị lần thứ tám Ban chấp hành Trung ương Khóa XI về đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo, đáp ứng yêu cầu công nghiệp hóa, hiện đại hóa trong điều kiện kinh tế thị trường định hướng xã hội chủ nghĩa và hội nhập quốc tế.
4. Bộ Giáo dục và Đào tạo, Chương trình giáo dục phổ thông tổng thể, 2017.
5. Ngô Thị Chinh, 2014, Thiết kế và sử dụng hệ thống bài tập Hóa học 11 phần phi kim tiếp cận PISA theo định hướng phát triển năng lực cho học sinh,Luận văn thạc sĩ, Trường đại học Sư phạm Hà Nội.
6. Thiều Thị Nga, 2014, Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập theo hướng tiếp cận PISA trong dạy học phần cơ sở hoá học chung lớp 10,Luận văn thạc sĩ, Trường đại học Sư phạm Hà Nội.
7. Lê Xuân Trọng (Tổng chủ biên), Nguyễn Hữu Đĩnh (chủ biên), Lê Chí Kiên, Lê Mậu Quyền, Hóa học 11 nâng cao, NXB Giáo dục, 2007.