SKKN Sử dụng chuyên đề và các phương pháp dạy học tích cực nhằm phát triển năng lực học sinh thông qua một số tiết học tự chọn phần hóa học hữu cơ lớp 12 trung học phổ thông

PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ
1. Lí do chọn đề tài
Hiện nay đất nước đang ra sức đào tạo nguồn nhân lực có kiến thức lí thuyết cũng như kỷ năng thực hành nhằm đảm bảo cung ứng nhu cầu lao động của đất nước. Để hội nhập và từng bước sánh bằng với các nước phát triển trong khu vực và trên thế giới, đối với giáo dục Việt Nam phải đào tạo nên những thế hệ trẻ giỏi lí thuyết và biết vận dụng cơ sở lí thuyết vào thực hành, thực tiễn cuộc sống. Đó là những con người lao động có tính sáng tạo, thích ứng với sự phát triển nhanh, đa dạng của xã hội.
Hóa học là một môn khoa học kết hợp nhiều yếu tố như phân tích thực nghiệm, liên hệ thực tiễn, làm thí nghiệm, tính toán giải bài tập,…
Một trong những yếu tố quan trọng đó là sử dụng các chuyên đề hóa học và phương pháp dạy học tích cực vào việc dạy học nhằm đạt hiệu quả cao hơn, học sinh phát triển năng lực tốt hơn trong quá trình thực hiện kế hoạch giáo dục và dạy học của giáo viên và học tập của học sinh.
Trong quá trình giảng dạy môn hóa học bậc Trung học phổ thông ở phần hóa hữu cơ lớp 12, bản thân tôi nhận thấy cần phải sử dụng các chuyên đề hóa học và các phương pháp dạy học tích cực vào quá trình luyện tập, trả lời câu hỏi lý thuyết, giải bài tập hóa học thì mới đạt hiệu quả cao trong quá trình dạy và học. Với tình hình thực tế như vậy tôi lựa chọn và triển khai đề tài “Sử dụng chuyên đề và các phương pháp dạy học tích cực nhằm phát triển năng lực học sinh thông qua một số tiết học tự chọn phần hóa học hữu cơ lớp 12 trung học phổ thông”, nhằm bổ sung phần nào những hạn chế, thiếu sót mà học sinh gặp phải trong quá trình làm bài tập môn Hoá học bậc Trung học phổ thông từ trước đến nay.
2. Mục đích của đề tài
Giúp học sinh nắm được cơ sở lý luận của các chuyên đề so sánh nhiệt độ sôi, câu hỏi xác định mùi thơm các este, tìm công thức phân tử, công thức cấu tạo, danh pháp, tính lượng chất theo phương trình hóa học thuộc phạm vi hóa hữu cơ lớp 12. Sử dụng các phương pháp dạy học tích cực để phát triển năng lực, đồng thời gây hứng thú hơn trong học tập, thông qua các câu hỏi giúp các em học sinh có thể trao đổi nhóm, tự nghiên cứu, tư duy nhằm đưa ra câu trả lời đúng nhất. Từ đó phát triển tư duy sáng tạo, tránh được những lúng túng, sai lầm, tiết kiệm thời gian trả lời câu hỏi, làm bài tập và nâng cao kết quả trong học tập, trong kiểm tra và thi tốt nghiệp trung học phổ thông.
3. Nhiệm vụ của đề tài
Xây dựng chủ đề bài dạy, các chuyên đề, hệ thống các câu hỏi, bài tập, trong một số tiết tự chọn luyên tập phần hóa hữu cơ lớp 12 bao gồm: Tự chọn 2, 3 với chủ đề bài học “Luyện tập este”; Tự chọn 5 với chủ đề bài học “Luyện tập lipit”; Tự chọn 7 với chủ đề bài học “Luyện tập cacbohiđrat”; Tự chọn 9 với chủ đề bài học “Luyện tập amin”; Tự chọn 11 với chủ đề bài học “Luyện tập amino axit”. Tác giả lựa chọn những câu hỏi, bài tập tiêu biểu để giáo viên và học sinh sử dụng vào quá trình dạy và học nhằm tiết học đạt hiệu quả cao nhất.
4. Phạm vi của đề tài
Do khuôn khổ của đề tài có hạn nên đề tài “Sử dụng chuyên đề và các phương pháp dạy học tích cực nhằm phát triển năng lực học sinh thông qua một số tiết học tự chọn phần hóa học hữu cơ lớp 12 trung học phổ thông” chỉ đề cập đến việc soạn giảng một số chủ đề tự chọn như: Tự chọn 2, 3 với chủ đề bài học “Luyện tập este”; Tự chọn 5 với chủ đề bài học “Luyện tập lipit”; Tự chọn 7 với chủ đề bài học “Luyện tập cacbohiđrat”; Tự chọn 9 với chủ đề bài học “Luyện tập amin”; Tự chọn 11 với chủ đề bài học “Luyện tập amino axit”, trong chương trình hóa học trung học phổ thông.
5. Tính mới của đề tài
Trong nội dung đề tài “Sử dụng chuyên đề và các phương pháp dạy học tích cực nhằm phát triển năng lực học sinh thông qua một số tiết học tự chọn phần hóa học hữu cơ lớp 12 trung học phổ thông” lần đầu tiên sử dụng các chuyên đề vào việc soạn chủ đề dạy học các tiết tự chọn trên lớp cho học sinh. Đề tài cũng áp dụng cách soạn, cách dạy mới với nhiều câu hỏi khác nhau giúp học sinh có thể thảo luận trao đổi lẫn nhau, tự mình suy nghĩ, tư duy khoa học logic. Qua các bài học sử dụng chuyên đề, kết hợp các phương pháp dạy học tích cực để trả lời câu hỏi, làm bài tập học sinh hiểu sâu sắc hơn về hóa học và nâng cao nhận thức, đam mê bộ môn hóa học.

PHẦN II: NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
Chương 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN
1.1. Phương pháp dạy học
1.1.1. Khái niệm về phương pháp dạy học
Phương pháp dạy học là cách thức và sự tương tác chung giữa giáo viên và học sinh ở trong điều kiện dạy học nhất định, nhằm đạt được các mục tiêu của việc dạy học.
Trong phương pháp dạy học có 3 vấn đề cần xem xét, gồm: Quan điểm, phương pháp cụ thể và kỹ thuật dạy học.
1.1.2. Quan điểm về phương pháp dạy học
Được hiểu là tổng thể các định hướng về hành động phương pháp, mà ở đó có sự kết hợp của nhiều yếu tố như: nguyên tắc dạy học; cơ sở lý thuyết của lý luận dạy học; môi trường và điều kiện dạy học; định hướng cụ thể về vai trò của giáo viên, học sinh khi tham gia vào quá trình dạy học.
1.1.3. Phương pháp dạy học cụ thể
Có rất nhiều phương pháp dạy học như phương pháp thảo luận, nghiên cứu, trò chơi hay xử lý tình huống, đóng vai, học nhóm,… Ở đây, phương pháp dạy học sẽ được hiểu là những hành động, cách thức của giáo viên và học sinh nhằm đạt được mục tiêu của việc dạy học, trong điều kiện dạy học nhất định.
1.1.4. Kỹ thuật dạy học
Kỹ thuật dạy học bao gồm các phương pháp, cách thức hành động của giáo viên ở từng tình huống cụ thể, nhằm thực hiện và điều khiển toàn bộ quá trình dạy học.
1.2. Một số phương pháp dạy học tích cực được đề tài áp dụng
1.2.1. Phương pháp dạy học nhóm
Đây là một trong số phương pháp dạy học tích cực được đánh giá cao hiện nay, trong đề tài này tác giả sử dụng phương pháp này làm phương pháp chủ đạo. Bởi vì trong quá trình dạy học nếu giáo viên tổ chức tốt sẽ góp phần thúc đẩy các em học sinh phát huy tính tích cực của bản thân. Đồng thời phát triển khả năng làm việc nhóm, trách nhiệm, khả năng giao tiếp và trình bày trước tập thể của các em học sinh.
Quy trình thực hiện theo thứ tự sau đây:
Cả lớp làm việc; giới thiệu về chủ đề; xác định nhiệm vụ chung cho các nhóm; tạo nhóm; làm việc nhóm; chọn chỗ cùng làm việc; lập kế hoạch về việc cần làm; đề ra các quy tắc làm việc chung; giải quyết nhiệm vụ được giao; chuẩn bị để báo cáo kết quả; cả lớp làm việc; các nhóm lần lượt trình bày kết quả; đánh giá kết quả.
Kỹ thuật chia nhóm:
Có nhiều cách chia nhóm khác nhau, trong đề tài này tác giả chủ yếu chia nhóm dựa vào sơ đồ chỗ ngồi của lớp học. Tuy nhiên, trong quá trình dạy học, giáo viên có thể lựa chọn một số kỹ thuật tạo nhóm khác như sau:
Dựa vào số thứ tự điểm danh sổ điểm, dựa vào danh sách chia tổ của học sinh.
Dựa theo sở thích: Những em học sinh có cùng sở thích sẽ tự động tạo thành một nhóm.
Dựa theo tháng sinh: Điều kiện chung nhóm là có cùng tháng sinh với nhau.
1.2.2. Phương pháp giải quyết vấn đề
Là phương pháp dạy học mới có khả năng kích thích tính tự lực và chủ động giải quyết vấn đề của học sinh. Với phương pháp này, giáo viên sẽ đưa ra các vấn đề nhận thức mà ở đó có sự mâu thuẫn giữa những cái đã biết và chưa biết, sau đó hướng học sinh tìm cách giải quyết.
Quy trình thực hiện theo thứ tự như sau:
Xác định vấn đề và tình huống cần giải quyết.
Tìm kiếm các thông tin có liên quan đến vấn đề và tình huống.
Liệt kê các biện pháp để giải quyết vấn đề.
Phân tích và đánh giá về kết quả của các biện pháp thực hiện.
So sánh kết quả các biện pháp đã thực hiện.
Chọn biện pháp thực hiện tối ưu nhất.
Thực hiện theo biện pháp đã chọn.
Rút kinh nghiệm khi giải quyết vấn đề và tình huống khác.
1.3. Kỹ thuật dạy học tích cực hiệu quả mà đề tài áp dụng
Kĩ thuật “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.
Dụng cụ: Hoạt động này phát triển kỹ năng nghe và nói nên không cần nhiều thiết bị dạy học. Đối với những bài tập có tính toán và viết phương trình hóa học thì chỉ cần dùng những dụng cụ học tập hàng ngày như bút, phấn, giấy, bảng phụ đễ hỗ trợ.
Mỗi nhóm 2 bạn trao đổi
Thực hiện: Giáo viên giới thiệu vấn đề, đưa ra hệ thống câu hỏi bằng phiếu học tập hoặc trình chiếu lên màn hình, dành thời gian để học sinh làm bài. Sau đó học sinh thành lập nhóm đôi và chia sẻ đáp án câu hỏi, bài tập. Nhóm đôi này lại chia sẻ tiếp với nhóm đôi khác hoặc với cả lớp.
Lưu ý: Điều quan trọng là người học chia sẻ được đáp án đúng mà mình đã nhận được, thay vì chỉ chia sẻ câu trả lời của cá nhân. Giáo viên cần định hướng hoặc làm mẫu để học sinh biết được cách làm.
Ưu điểm: Thời gian suy nghĩ cho phép học sinh phát triển câu trả lời, có thời gian suy nghĩ tốt, học sinh sẽ phát triển được những câu trả lời tốt, biết lắng nghe, tóm tắt ý của bạn cùng nhóm.
Hạn chế: Học sinh dễ dàng trao đổi những nội dung không liên quan đến bài học do giáo viên không thể bao quát hết hoạt động của cả lớp.
1.4. Điều kiện để áp dụng các chuyên đề và phương pháp dạy học tích cực vào đề tài sáng kiến kinh nghiệm để đạt hiệu quả cao
1.4.1. Điều kiện cần đối với giáo viên
Để áp dụng một số chuyên đề và phương pháp dạy học tích cực, giáo viên cần phải trải qua quá trình dạy học tích cực, sưu tầm và đọc tài liệu, thực hành dạy học mới có thể dễ dàng áp dụng các phương pháp, kỷ thuật dạy học và những thay đổi về chức năng cũng như nhiệm vụ giảng dạy của mình. Bên cạnh đó, thầy cô còn phải nhiệt tình, sẵn sàng tiếp nhận các thay đổi về kế hoạch dạy học và giáo dục từ trung ương đến địa phương.
Giáo viên trực tiếp đứng lớp giảng dạy phải thường xuyên tự học để nâng cao kiến thức chuyên môn, có kỹ năng sư phạm, khéo léo trong cách ứng xử, sử dụng thành thạo công nghệ thông tin để ứng dụng vào việc giảng dạy, biết cách định hướng học sinh theo đúng mục tiêu giáo dục đã đề ra. Tuy nhiên cũng cần phải đảm bảo được sự tự do về nhận thức của học sinh.
1.4.2. Điều kiện cần đối với học sinh
Học sinh từng bước hình thành các phẩm chất và năng lực thích nghi với các chuyên đề và phương pháp dạy học mới như xác định được mục tiêu của học tập, tạo tính tự giác trong học tập, có trách nhiệm với việc học của mình và việc học chung của cả lớp, ngoài ra mỗi học sinh cần phải có tinh thần tự giác học tập trong bất kì điều kiện hay hoàn cảnh nào.
1.4.3. Đổi mới cách thức đánh giá kết quả của học sinh
Với các phương pháp dạy học tích cực, cần phải đánh giá kết quả học tập học sinh một cách công khai và công bằng. Ngoài ra, nên thực hiện đánh giá toàn bộ quá trình học tập của học sinh về tính tự giác, chủ động trong mỗi tiết học.
Hệ thống câu hỏi được sử dụng làm kiểm tra, đánh giá phải chứa đựng 50% nội dung ở mức độ nhận biết, 20% thông hiểu, 20% vận dụng và 10% vận dung cao.
1.5. Chuyên đề về tính chất vật lí
1.5.1. So sánh nhiệt độ sôi
1.5.1.1. Đối với các hợp chất có liên kết ion thì nhiệt độ sôi cao hơn hợp chất có liên kết cộng hóa trị
Ví dụ: nhiệt độ sôi: H2N-CH2-COOH(có ion lưỡng cực) > CH3-COOH.
1.5.1.2. Các muối của kim loại chứa liên kết ion có nhiệt độ sôi cao hơn các axit tương ứng tạo ra muối đó
Ví dụ: nhiệt độ sôi của H2N-CH2-COONa cao hơn của H2N-CH2-COOH.
1.5.1.3. Đối với các chất có liên kết cộng hóa trị, nhiệt độ sôi phụ thuộc vào các yếu tố: Liên kết hiđro, độ phân cực phân tử, khối lượng phân tử, hình dạng phân tử
* Liên kết hiđro
Liên kết hidro là liên kết được hình thành do lực hút tĩnh điện của nguyên tử H (tích điện dương) của phân tử hay nhóm chức này với một nguyên tử phi kim khác có độ âm điện lớn hơn (tích điện âm) của nhóm chức hay phân tử khác.
– Các chất có lực liên kết hiđro càng lớn thì nhiệt độ sôi càng cao.
Ví dụ: Giữa hai phân tử axit axetic có 2 liên kết hiđro, còn giữa hai phân tử ancol etylic có 1 liên kết hiđro, vì thế: t0sôi (CH3COOH) > t0sôi (CH3CH2OH).
– Cách so sánh lực liên kết hiđro giữa các chất:
+ Đối với một số nhóm chức thường gặp, thứ tự lực liên kết hiđro được xếp theo chiều giảm dần như sau:
-COOH     >     -OH      >     -COO-    >   -CHO    >   -CO-
(axit)      (ancol, phenol)     (este)         (anđehit)       (ete)
Ví dụ: CH3CH2OH (t0sôi = 78,30C)  > CH3COOC2H5 (t0sôi = 770C)
Lưu ý: Trong chương trình hóa hữu cơ trung học phổ thông chủ yếu chỉ xét liên kết hiđro giữa nguyên tử H (tích điện dương) và nguyên tử O (tích điện âm).
+ Đối với các chất có cùng nhóm chức, gốc R- liên kết với nhóm chức ảnh hưởng đến lực liên kết hiđro.
Gốc R- là gốc hút electron làm tăng lực liên kết hiđro.
Gộc R- là gốc đẩy electron làm giảm lực liên kết hiđro.
Ví dụ: Gốc C2H5- sẽ làm lực liên kết giảm so với gốc CH2 =CH-, dẫn đến  t0sôi (CH2=CH- COOH) > t0sôi (C2H5COOH)
* Khối lượng phân tử
Các chất có khối lượng phân tử càng lớn thì nhiệt độ sôi càng cao.
Ví dụ: Khối lượng phân tử lớn hơn thì nhiệt độ sôi lớn hơn:
t0sôi (CH3COOCH3) > t0sôi (HCOOCH3)
* Hình dạng phân tử
Nếu phân tử cùng số nguyên tử cacbon thì mạch phân nhánh có nhiệt độ sôi thấp hơn mạch không phân nhánh.
Giải thích:
Theo cơ sở lí thuyết về sức căng mặt ngoài thì phân tử càng co tròn thì sức căng mặt ngoài càng thấp nên phân tử càng dễ bứt ra khỏi bề mặt chất lỏng dẫn đến dễ bay hơi hơn làm cho nhiệt độ sôi thấp hơn.
Ví dụ: Cùng có công thức phân tử C3H9N nhưng Propylamin
(CH3CH2CH2NH2 có t0sôi = 47,80C) còn Isopropylamin (CH3-CH(CH3)NH2 có t0sôi = 340C).
1.5.2. Tìm hiểu ghi nhớ mùi thơm của một số este trong nhiều loài hoa quả
Đối với các este có mùi thơm, có mùi đặc trưng ngoài việc ghi nhớ theo kiến thức trong sách giáo khoa, ta cần ghi nhớ thêm qua kiến thức thực tiễn đời sống hàng ngày. Liên hệ với những loài hoa, quả, hạt mà đời thường chúng ta tiếp xúc, sử dụng nhưng không lưu ý đến trạng thái hợp chất bên trong của các chất đó.
Trong trường hợp nghiên cứu sâu hơn về hợp chất tự nhiên, ta có thể tìm hiểu thêm nhóm hợp chất mang màu như: màu đỏ, màu vàng, màu tím,..
1.6. Chuyên đề về bài tập tìm công thức phân tử hợp chất hữu cơ
1.6.1. Cơ sở lí thuyết
Giả sử hợp chất hữu cơ dạng: CxHyOz   phải xác định x, y, z. Có 3 cách thường sử dụng để xác định x, y, z như sau:
Cách 1: Theo phần trăm nguyên tố:
Cách 2: Theo khối lượng nguyên tố:
Cách 3: Theo số mol nguyên tố:
(với nC =   ;  nH =  ).
Từ tỷ lệ x, y, z có công thức đơn giản nhất. Nếu biết khối lượng mol M thì có thể xác định CTPT bằng cách cho (CxHyOz)n = M, giải tìm n   CTPT.
Chú ý:
+ Tìm M theo:   hoặc theo tỷ khối
+ Phản ứng cháy: CxHyOz  + ( ) O2  x CO2  +    H2O
+ Sản phẩm cháy của hợp chất hữu cơ (CO2, H2O,…) được hấp thu vào các bình:
Các chất hút nước là H2SO4 đặc, P2O5, các muối khan, dung dịch bất kì (do hơi nước gặp lạnh sẽ ngưng tụ)   khối lượng bình tăng là khối lượng nước.
Các bình hấp thu CO2 thường là dung dịch hiđroxit kim loại kiềm, kiềm thổ   khối lượng bình tăng là khối lượng CO2.
Thường gặp trường hợp bài toán cho hỗn hợp sản phẩm cháy (CO2 và H2O) vào bình đựng nước vôi trong hoặc dung dịch Ba(OH)2 thì:
Khối lượng bình tăng: mtăng =  .
Khối lượng dung dịch tăng: mddtăng =  .
Khi nói khối lượng dung dịch giảm:  mddgiảm =  .
1.6.2. Phạm vi áp dụng:
Tìm công thức phân tử hợp chất hữu cơ áp dụng cho tất cả các dãy đồng đẳng của các loại hợp chất hữu cơ. Trong đề tài này tác giả chỉ đề cập đến việc xác định công thức phân tử của este, lipit, chất béo, cacbohiđrat, amin, amino axit