Xây dựng algorit cơ chế giải bài tập dạng tìm ctpt phần hiđrocacsbon để dạy cách định hướng tìm lời giải nhằm phát triển tư duy cho học sinh trong quá trình dạy học hóa học

NỘI DUNG

CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU

1.1 Phương pháp dạy học tích cực

1.1.1 Định hướng đổi mới phương pháp dạy học Định hướng đổi mới phương pháp dạy và học đã được xác định trong Nghị quyết Trung ƣơng 4 hóa V (1 - 1993), Nghị quyết Trung ƣơng 2 hóa V (12 -

1996), đƣợc thể chế hóa trong Luật Giáo dục (12 - 1998), đƣợc cụ thể hóa trong các ch thị của Bộ Giáo dục và Đào tạo, đặc biệt là ch thị số 15 (4 - 1999)

Luật Giáo dục, điều 24.2, nhấn mạnh rằng phương pháp giáo dục phổ thông cần khuyến khích tính tích cực, tự giác, chủ động và sáng tạo của học sinh Đồng thời, phương pháp này phải phù hợp với đặc điểm của từng lớp học và môn học, đồng thời bồi dưỡng kỹ năng tự học và khả năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn Quan trọng hơn, giáo dục cần tác động tích cực đến tình cảm của học sinh, mang lại niềm vui và hứng thú trong việc học tập.

Có thể nói cốt lõi của đổi mới dạy và học là hướng tới hoạt động học tập chủ động, chống lại thói quen học tập thụ động

1.1.2 Thế nào là tính tích cực học tập?

Tích cực là trạng thái tinh thần thúc đẩy sự phát triển và khẳng định bản thân Trong học tập, tính tích cực thể hiện qua cảm xúc và ý chí của người học, giúp họ quyết tâm vượt qua các tình huống để tiếp thu tri thức và phát triển kỹ năng mới.

Tính tích cực (TTC) là phẩm chất tự nhiên của con người, giúp họ chủ động cải biến môi trường và xã hội để tồn tại và phát triển Do đó, việc hình thành và phát triển TTC xã hội trở thành một trong những nhiệm vụ quan trọng của giáo dục.

Tính tích cực học tập, hay TTC nhận thức, thể hiện qua khát vọng hiểu biết và nghị lực cao trong việc chiếm lĩnh tri thức, gắn liền với động cơ học tập Động cơ đúng đắn tạo ra hứng thú, là tiền đề cho sự tự giác, từ đó hình thành hai yếu tố quan trọng trong học tập tích cực Tính tích cực này khuyến khích suy nghĩ độc lập, là nền tảng cho sự sáng tạo Ngược lại, phong cách học tập tích cực và độc lập sẽ thúc đẩy sự tự giác, hứng thú và phát triển động cơ học tập Các dấu hiệu của TTC học tập bao gồm việc hăng hái trả lời câu hỏi, bổ sung ý kiến, nêu thắc mắc, chủ động áp dụng kiến thức, tập trung vào vấn đề học tập và kiên trì hoàn thành bài tập, ngay cả trong những tình huống khó khăn.

* Tính tích cực biểu hiện như thế nào?

+ Hưởng ứng và thấy rõ bổn phận cần thực hiện trong các tính huống học tập

Chăm chỉ trả lời câu hỏi và tự giác tham gia các hoạt động học tập là rất quan trọng Quyết tâm hoàn thành công việc đã đặt ra hoặc nhiệm vụ được giao, đồng thời sẵn sàng hỗ trợ người khác khi có điều kiện, sẽ giúp tạo ra môi trường học tập tích cực và hiệu quả.

+ Thường xuy n có suy nghĩ phản biện, mở rộng, đào sâu vấn đề Hay đặt các câu hỏi tại sao một cách rất có chủ ý

* Tích cực có bao nhiêu cấp độ?

Theo Sikuna, tích cực có thể chia thành 3 cấp độ:

Tích cực bắt chước là nỗ lực làm theo mẫu hành động của thầy và bạn, trong khi tích cực tìm tòi thể hiện sự độc lập trong việc giải quyết vấn đề, khám phá nhiều cách tiếp cận khác nhau cho cùng một vấn đề.

+ Tích cực sáng tạo: Tìm ra cách giải quyết mới, độc đáo, hữu hiệu [31]

1.1.3 Khái niệm phương pháp dạy học tích cực

Phương pháp dạy học tích cực (PPDH tích cực) là thuật ngữ phổ biến tại nhiều quốc gia, dùng để chỉ các phương pháp giáo dục nhằm phát huy tính chủ động, sáng tạo và tích cực của người học.

Trong PPDH, "tích cực" mang ý nghĩa của sự chủ động và hoạt động, trái ngược với sự thụ động Phương pháp dạy học tích cực nhằm kích thích và phát huy hoạt động nhận thức của người học, tập trung vào việc nâng cao tính tích cực của họ thay vì của người dạy Tuy nhiên, để áp dụng phương pháp này, giáo viên cần nỗ lực hơn so với việc dạy theo phương pháp thụ động.

Để đổi mới phương pháp học tập, cần thiết phải cải cách cách dạy Cách dạy không chỉ định hình cách học mà thói quen học tập của học sinh cũng tác động đến phương pháp giảng dạy của giáo viên Ví dụ, có học sinh yêu cầu phương pháp dạy tích cực, nhưng giáo viên chưa đáp ứng được, hoặc giáo viên cố gắng áp dụng phương pháp dạy tích cực nhưng không thành công vì học sinh vẫn quen với cách học thụ động Do đó, giáo viên cần kiên trì áp dụng phương pháp dạy tích cực để dần dần hình thành cho học sinh thói quen học chủ động, từ những bước cơ bản đến nâng cao Sự hợp tác giữa giáo viên và học sinh là yếu tố quan trọng để đạt được thành công trong quá trình đổi mới phương pháp dạy học, vì vậy cần phân biệt rõ giữa "Dạy và học tích cực" với "Dạy và học thụ động".

1.1.4 Đặc trưng của các phương pháp dạy học tích cực

Các dấu hiệu đặc trưng của phương pháp dạy và học tích cực có thể là:

1 Dạy học thông qua các tổ chức hoạt động của HS và chú trọng rèn luyện phương pháp tự học Một trong những yêu cầu của dạy và học tích cực là khuyến h ch người học tự lực khám phá những điều chưa biết tr n cơ sở những điều đã biết và đã qua trải nghiệm V n n đưa người học vào những tình huống có vấn đề để các em trực tiếp quan sát, trao đổi, làm thí nghiệm Từ đó giúp HS tìm ra những câu trả lời đúng, các đáp án ch nh xác nhất Các em còn đƣợc khuyến h ch “ hai phá” ra những cách giải quyết cho ri ng mình và động vi n trình bày quan điểm theo từng cá nhân Đó là nét ri ng, nét mới có nhiều sáng tạo nhất Có nhƣ vậy bên cạnh việc chiếm lĩnh tri thức, người học còn biết làm chủ cách xây dựng kiến thức, tạo cơ hội tốt cho tính tự chủ và óc sáng tạo nảy nở, phát triển Có thể so sánh nếu quá trình giáo dục là một vòng tròn thì tâm của đường tròn đó phải là cách tổ chức các hoạt động học tập cho đối tượng người học

2 Tăng cường hoạt động học tập của mỗi cá nhân, phân phối với hợp tác: Trong dạy và học tích cực, GV không đƣợc bỏ quên sự phân hóa về trình độ nhận thức, tiến độ hoàn thành nhiệm vụ của mỗi người học Tr n cơ sở đó người dạy xây dựng các công việc, bài tập phù hợp với khả năng của từng cá nhân nhằm phát huy khả năng tối đa của người học Không có cách dạy cào bằng như phương pháp truyền thống trước đây hái niệm học tập hợp tác ngoài việc nhấn mạnh vai trò của mỗi cá nhân trong quá trình HS cùng nhau làm việc còn đề cao sự tương tác ràng buộc lẫn nhau Cái ri ng đƣợc hòa lẫn vào cái chung và trong cái chung luôn có cái riêng thống nhất, phù hợp

3 Dạy và học tích cực quan tâm chú trọng đến hứng thú của người học, nhu cầu và lợi ích của xã hội Dưới sự hướng dẫn của người thầy, HS được chủ động chọn vấn đề mà mình quan tâm, ham thích, tự lực tìm hiểu nghiên cứu và trình bày kết quả Nhờ có sự quan tâm của thầy và hứng thú của trò mà phát huy cao độ hơn tính tự lực, tích cực rèn luyện cho người học cách làm việc độc lập phát triển tư duy sáng tạo, ĩ năng tổ chức công việc, trình bày kết quả

4 Dạy và học coi trọng hướng dẫn tìm tòi Thông qua hướng dẫn tìm tòi, GV sẽ giúp các em phát triển ĩ năng giải quyết vấn đề và khẳng định HS có thể xác định được phương pháp học thông qua hoạt động Dấu hiệu đặc trưng này hông ch đặc biệt có hiệu quả với HS lớn tuổi mà còn áp dụng đƣợc cho cả HS nhỏ tuổi nếu có tài liệu cụ thể và sự quan tâm của GV Kinh nghiệm cho thấy đây còn là cách để người học tìm lời giải đáp cho các vấn đề đặt ra Về ph a người dạy cần có sự hướng dẫn kịp thời giúp cho sự tìm tòi của người học đạt kết quả tốt

5 Kết hợp đánh giá của thầy và tự đánh giá của trò Đánh giá hông ch nhằm mục đ ch nhận biết thực trạng và điều khiển hoạt động học tập mà còn tạo điều kiện nhận định thực trạng và điều ch nh hoạt động giảng dạy của GV Tự đánh giá không ch đơn thuần là tự mình cho điểm số mà là sự đánh giá nỗ lực, quá trình và kết quả, mức độ cao hơn là người học có thể phản hồi lại quá trình học của mình.[31]

1.2 Bài tập, bài toán hóa học

1.2.1 Khái niệm bài tập và bài toán

XÂY DỰNG ALGORIT CƠ CHẾ GIẢI BÀI TẬP DẠNG TÌM

Hướng dẫn học sinh xây dựng algorit giải bài toán

2.1.1 Khái niệm về cơ chế phép giải bài toán

Cơ chế giải bài toán là quá trình chuyển đổi bài toán ban đầu thành chuỗi các bài toán trung gian đơn giản hơn, nhằm giải quyết mâu thuẫn giữa các điều kiện và yêu cầu của bài toán.

2.1.2 Bản chất của việc tìm cơ chế phép giải bài toán

Tìm cơ chế phép giải bài toán là quá trình khắc phục sự không phù hợp giữa các điều kiện và yêu cầu của bài toán, nhằm đạt được sự thống nhất Thông thường, dữ kiện ban đầu không đủ để đáp ứng yêu cầu, buộc người giải phải biến đổi các điều kiện và tìm kiếm thông tin bổ sung Quá trình này yêu cầu người giải liên tục đặt ra các câu hỏi để xác định dữ kiện và yêu cầu mới Khi các dữ kiện và yêu cầu tương tác và tìm được sự phù hợp, quá trình biến đổi sẽ dừng lại, đánh dấu thời điểm tìm ra cách thức giải bài toán Đây là một hành trình phức tạp, không phải lúc nào cũng thành công, và thường cần tìm kiếm các phương án khác nhau.

Trong quá trình giải quyết vấn đề, người giải thường tự đặt câu hỏi: "Bài toán này hoặc phần nào của nó tương tự với bài toán nào mà tôi đã từng giải quyết?" Hành động này thể hiện sự nhận thức, phân loại và so sánh bài toán với kinh nghiệm cá nhân của họ.

Quá trình xây dựng cơ chế phép giải bài toán thực chất là việc phát biểu nội dung bài toán nhiều lần, mỗi lần tương ứng với một lần biến đổi dữ liệu và yêu cầu bài toán Qua chuỗi sự biến đổi này, mức độ khó của bài toán sẽ dần thay đổi từ khó đến dễ.

2.1.3 Lập grap của algorit xây dựng cơ chế phép giải bài toán

Dựa trên nghiên cứu về cơ chế giải bài toán, chúng tôi đã phát triển một thuật toán chi tiết để xây dựng cơ chế giải và tạo ra đồ thị minh họa cho thuật toán này Mục tiêu là nâng cao tính tổng quát, trực quan, dễ hiểu và dễ nhớ cho người dùng.

* Algorit các bước xây dựng cơ chế phép giải bài toán

Bước 1: Biến đổi yêu cầu

Bước 2: Đưa yêu cầu đã được biến đổi để tương tác với dữ liệu của bài toán Nếu yêu cầu này phù hợp với dữ kiện, ta sẽ đi đến kết luận về phương pháp giải bài toán Ngược lại, nếu không phù hợp, ta sẽ tiếp tục chuyển sang bước 3.

Bước 3: Tiếp tục điều chỉnh yêu cầu tìm kiếm đã nêu ở bước trước và tương tác với các dữ liệu bổ sung Nếu chưa đạt yêu cầu, hãy tiếp tục thay đổi và kiểm tra sự tương tác giữa chúng cho đến khi đạt được sự thỏa mãn, sau đó dừng lại.

Thực chất ở bước thứ 2 và bước thứ 3 đã tạo nên một vòng lặp về cấu trúc hoạt động

* Lập grap của algorit xây dựng cơ chế phép giải bài toán

Grap của thuật toán xây dựng cơ chế giải bài toán là một sơ đồ trực quan mô tả các bước cần thực hiện để tìm ra giải pháp cho bài toán Nó giúp mã hóa quy trình và phát biểu lại bài toán một cách rõ ràng, từ đó hỗ trợ người dùng trong việc hiểu và áp dụng thuật toán hiệu quả hơn.

Yêu cầu tương tác với nhau

Dữ kiện thoả mãn kết luận về lời giải Không thoả mãn thì tiếp tục biến đổi

Sơ đồ 2.1: Quá trình tìm cơ chế phép giải bài toán

Có thể đơn giản hoá grap trên bằng grap sau:

D 0+i thoả mãn END Không thoả mãn thì biến đổi lần i

Sơ đồ 2.2: Grap của algorit xây dựng cơ chế phép giải bài toán Chú thích: BT: Bài toán

Y 0 : Yêu cầu ban đầu của bài toán

Y 0+i : Yêu cầu tìm thêm sau lần biến đổi thứ i

D 0 : Dữ kiện ban đầu của bài toán

D 0+i : Dữ kiện bổ sung sau lần biến đổi thứ i

Khối kiến thức hỗ trợ

2.2.1 Bài tập phản ứng thế a Phản ứng thế halogen X 2 (Cl 2 , Br 2 )

Khi phản ứng xảy ra theo tỉ lệ 1:1 (α = 1), trong phân tử ankan sẽ có số vị trí carbon khác nhau tương ứng với số dẫn xuất monohalogen của hydro Sản phẩm chính thường ưu tiên hình thành từ nguyên tử carbon có bậc cao nhất.

CH CHCl CH (SP chÝnh)

- ếu cho hỗn hợp h sau pƣ (HCl, C n H 2n+2 dƣ, Cl 2 dƣ) qua bình đựng dung dịch aOH dƣ mà:

Trong phản ứng, chỉ có một giờ duy nhất thoát ra, cho thấy trong hỗn hợp sau phản ứng vẫn còn an an dư Ngoài ra, dung dịch trong bình xút dư có tính oxi hóa, cho thấy trong hỗn hợp sau phản ứng vẫn còn Cl2 dư.

- Nếu đề bài yêu cầu tạo 2 sản phẩm thế: monoclo và đimonoclo thì n n viết

2 phương trình độc lập xuất phát từ an an Sau đó đặt ẩn và thiết lập các phương trình: n 2n 2 2 n 2n 1

C H  2Cl C H Cl 2HCl b) Phản ứng thế ion kim loại

R C CHAgNO NH   R C CAgNH NO

C H  AgNO  NH C H  Ag   NH NO

-   1 ankin có dạng R C H (với R là các gốc hiđrocacbon)

-   2 ankin là: CHCH (axetilen)

- Kết tủa tạo ra dễ bị hòa tan trong axit mạnh (HCl, H 2 SO 4 …) giải phóng hiđrocacbon ban đầu R C CAgHCl  R C CHAgCl

2.2.2 Bài tập phản ứng cộng a) Phản ứng cộng H 2 (Ni/t 0 )

2 2 hđc không no hđc không no hh Y tối đa h®c no v¯ H d hh X

- Tùy vào hiệu suất phản ứng để kết luận hh Y bao gồm những chất nào

- Áp dụng định luật BTKL: m X = m Y = m C + m H

Nếu hiđrocacbon không no là anken thì: anken p H p 2 X Y n n n n

- Vì hàm lƣợng C và H trong X và Y hông đổi

Do đó, đốt cháy Y coi nhƣ là đốt cháy X b) Phản ứng cộng dung dịch Br 2

B×nh dd Br d 2 hđc không no hh X hh Y h®c no h®c no

-    bình Br t ăng 2 hiđrocacbon không no X Y m m m m

2.2.3 Bài tập phản ứng crăcking

* PTHH tổng quát: cr¨cking n 2n 2 x 2x 2 y 2y

Trong điều kiện phản ứng cră ing thường xảy ra phản ứng đề hiđro

2 ankan hh X gồm c²c ankan hh Y tối đa gồm anken

- Vì hàm lƣợng C và H trong X và Y hông đổi

Do đó, đốt cháy Y coi nhƣ là đốt cháy X

2.2.4 Bài tập đốt cháy hiđrocacbon

CO H O n n   k 0 hiđrocacbon là an an

CO H O ankadien hidrocacbon l¯ ankin n n k 2 aren

2.3 A g rit ơ hế chung cho bài toán dạng tìm CTPT hidrocacbon x y n 2 n 2 2 k

Công thức chung cða hđc

Tìm được CT đơn gi°n nhất

2.4 Xây dựng algorit ơ hế giải các bài tập dạng tìm CTPT hi r b n

2.4.1 Sử dụng algoritcơ chế giải các bài tập dạng tìm CTPT hiđrocacbon theo dạng (1)

* Dấu hiệu nhận biết: khi bài toán yêu cầu tìm CTPT của hidrocacbon mà cho biết

CO H O n v¯ n Mặt khác lại cho thêm dữ kiện M hđc hoặc

B×nh dd H SO b×nh dd n =n hoặc P O tăng kiềm tăng ¯ ¯ ¯

Tìm được CTPT cða hđc ¯

Một hidrocacbon X trong đó C chiếm 82,76%, H chiếm 17,24% T khối của

X so với H 2 bằng 29 Tìm CTPT của hiđrocacbon X

* Cơ chế giải bài toán: x y

CT đơn gi°n nhất cða ¯

* Phân tích: Yêu cầu của bài toán là tìm CTPT của hidrocacbon có nghĩa ta phải tìm đƣợc t lệ x:y Áp dụng công thức %m C %m H x:y= :

12 1 Từ dữ kiện của bài toán cho ta tìm đƣợc t lệ x:y Từ đó ta tìm đƣợc CT đơn giản nhất của hidrocacbon A là

(C H ) Tiếp theo ta phải tìm đƣợc n Theo dữ kiện của bài toán đã cho A từ đó ta sẽ tìm đƣợc n Ta tìm đƣợc CTPT của A

Sau đây là mọt số bài toán khác:

Câu 2: Một hiđrocacbon A trong đó C chiếm 92,31% T khối của A so với H 2 bằng

Câu 3 : Đốt cháy hoàn toàn 1 hidrocacbon X thu đƣợc 2,24 lít CO 2 và 1,8 g

H 2 O Biết rằng 42 < M X < 70 Tìm CTPT của hidrocacbon X

2.4.2 Sử dụng algorit cơ chế giải các bài tập dạng tìm CTPT hiđrocacbon theo dạng (2)

* Dấu hiệu nhận biết: sử dụng cho bài toán đốt cháy khi bài toán cho biết 2 trong 3 đại lƣợng sau :

CO H O O n , n , n Dùng các phương pháp để đưa về

CO H O n v¯ n Sau đó so sánh

CO H O n v¯ n để kết luận dãy đồng đẳng của hidrocacbon

CO H O b×nh dd H SO t ¨ ng

CO dd kiÒm t¨ng b×nh P O t ¨ ng n 2 n 2 n k=0 k=1 k 2 n n hoặc m m m = m = m

*Bài toán cơ bản: Đốt cháy hoàn toàn một hidrocacbon A thu đƣợc 6,72 lít CO2 và 7,2 gam

* Cơ chế giải bài toán:

* Phân tích: hƣ vậy để tìm CTPT của hidrocacbon A cho yêu cầu của bài toán thì

Để xác định công thức phân tử của hidrocacbon A, học sinh cần phân tích và so sánh số mol của CO2 và H2O từ dữ liệu bài toán Qua đó, có thể rút ra kết luận về dãy đồng đẳng mà hidrocacbon A thuộc về.

CO H O n < n nên A là ankan) Từ đó đặt CTPT chung cho hidrocacbon A là C n H 2n+2 Tìm n theo công thức:

A H O CO n n n = n n - n ta tìm đƣợc CTPT của A

Sau đây là một số bài toán khác:

Để xác định công thức phân tử của hai hiđrocacbon trong hỗn hợp X, ta cần xem xét phản ứng đốt cháy hoàn toàn của chúng Khi hấp thụ sản phẩm cháy vào bình đựng nước vôi dư, thu được 25 g kết tủa, cho thấy sự hình thành canxi cacbonat (CaCO3) Đồng thời, khối lượng dung dịch sau phản ứng giảm 7,7 g, cho thấy lượng khí CO2 sinh ra trong phản ứng Từ đó, ta có thể tính toán số mol CO2 và từ đó suy ra công thức phân tử của hai hiđrocacbon trong hỗn hợp.

O (t ) dd Ca(OH) d dd gi°m 2

25g kÕt tða hh X 2 hđc (đồng đàng liên tiếp) CO m 7, 7g

+ ớùù + ớùù ắ ắ ắ đỡùùợ ắ ắ ắ ắ ắđỡùùợ V T×m CTPT 2 h®c

→Tóm tắt ở dạng phân tích chi tiết: o

2 hidrocacbon thuộc d±y đồng đàng ankan (C H C H )

Trong bài toán này, chúng ta cần xác định công thức phân tử của hai hidrocacbon liên tiếp trong dãy đồng đẳng Khi đốt cháy hoàn toàn hai hidrocacbon này, sản phẩm cháy đi qua hai bình chứa: bình 1 chứa H2SO4 đặc và bình 2 chứa KOH Kết quả cho thấy khối lượng bình 1 tăng 2,52 g và khối lượng bình 2 tăng 4,4 g Thông qua các dữ liệu này, chúng ta có thể tính toán và tìm ra công thức phân tử của hai hidrocacbon cần tìm.

2 h®c kÕ tiÕp trong s°n phÈm ch²y khÝ tho²t ra d±y đồng đàng

2 2 b×nh 1 H SO n 2 n 2 2 k O (t ) 2 b×nh 2 dd KOH

2 b×nh 1 t¨ng H O b×nh 2 t¨ng CO m m 2,52g m m 4, 4g

CO b×nh 2 t¨ng H O b×nh 1 t¨ng

Khi đốt cháy hoàn toàn 1 lít hỗn hợp khí A, bao gồm C2H2 và hiđrocacbon X, sẽ sinh ra 2 lít khí CO2 và 2 lít H2O Dựa vào thể tích khí sinh ra và các điều kiện nhiệt độ, áp suất giống nhau, ta có thể xác định công thức phân tử của hiđrocacbon X.

(c²c thể tích đo ở cùng nhiệt độ, ²p suất)

* Cơ chế giải bài toán: n 2 n 2 2 k

X²c định d±y đồng đàng cða X x²c định k

Dựa v¯o c²c dữ kiện lập hệ pt tìm n 2a nb 2 b 1 a (n 1) b 2 2 n 2

Để xác định công thức cấu tạo của hiđrocacbon A, ta biết rằng việc đốt cháy hoàn toàn A cần 38,4g O2 và tạo ra 16,8 lít CO2 ở điều kiện tiêu chuẩn Khi A phản ứng với Cl2 theo tỷ lệ 1:1, sản phẩm thu được là một hợp chất thế Dựa vào thông tin này, ta có thể tính toán và suy luận để tìm ra công thức cấu tạo chính xác của A.

Hi®rocacbon A  16,8lÝt CO ®ktc2

  Cl (AS ) 2  1 sản phẩm thế duy nhất

Tìm công thức cấu tạo của A

Vì A tác dụng với Cl 2 theo t lệ 1:1 thu đƣợc một sản phẩm thế n n hiđrocacbon A

CTCTA   CTPTA Dựa vào dữ kiện pƣ với Cl2 (t lệ 1:1)  

H O(A) 2 n Thu đƣợc một sản phẩm thế  

CO (A) 2 n 0,75mol Ch có một vị trí C chứa H Đ BT T (O):

* Dấu hiệu nhận biết: sử dụng cho phản ứng cộng dung dịch Br 2 hoặc phản ứng cộng H 2 (xúc tác Ni/t o hoặc xúc tác Pd/PdCO 3 )

[ ] o h®c 2 2 3 2 t×m k dùa v¯oM céng H (Ni/t ) céng H (Pd/PbCO ) céng dd Br ¯ [ ¯ ]

CTPT h®c ¯ a) Bài toán phản ứng cộng Br 2 :

* Bài toán cơ bản của phản ứng cộng Br 2 :

Cho m gam anken X tác dụng vừa đủ với 20m

7 gam Br 2 trong nước Xác định CTPT của X

* Cơ chế giải bài toán: n 2 n

2 anken anken anken anken anken Br

Để xác định công thức phân tử của anken X theo yêu cầu của bài toán, học sinh cần thực hiện phân tích như sau: Để tìm công thức phân tử CnH2n của anken, trước tiên cần xác định giá trị của n Việc tìm n có thể dựa vào các đặc điểm của anken đã cho.

= = n Đến đây HS cần phải tìm manken và n anken Trong đó m anken đề bài đã cho biết, còn nanken=n brom Từ đó ta sẽ tìm đƣợc CTPT của anken A

Câu 2: Một hidrocacbon A ở thể khí có thể t ch 4,48 l t (đo ở đ tc) tác dụng vừa đủ với 4 lít dung dịch brom 0.1 thu đƣợc sản phẩm chứa 85,562% Brom Tìm CTPT của A

0,2 mol hđc A s°n phẩm chứa 85,562% brom

* Phân tích: Vì Hiđrocacbon A phản ứng đƣợc với dung dịch brom nên A là hiđrocacbon hông no Đặt CTPT của A là CnH 2n+2-2k

Hỗn hợp X gồm 4,48 lít hai hiđrocabon mạch hở, cùng dãy đồng đẳng và liên tiếp nhau, đã phản ứng với 1 lít dung dịch Br2 0,5M Sau khi phản ứng hoàn toàn, số mol Br2 giảm một nửa và khối lượng bình tăng thêm 6,7 g Cần xác định công thức phân tử của hai hiđrocacbon này.

0,7 mol Br trong nước b×nh Br t¨ng n 1n

(kế tiếp trong d±y đồng đàng) m 2 6,7g

→Tóm tắt ở dạng phân tích chi tiết:

Br d Br b® n 2 n 2 2 k 0,7 mol Br trong nước n 1 2 n 4 2 k b×nh Br t¨ng X n 1n

X binh Br t¨ng X Br p Br b® X

Trong bài toán này, có 6,72 lít hỗn hợp gồm hai olefin có số mol bằng nhau Khi hỗn hợp này đi qua nước brom dư, khối lượng bình nước brom tăng 16,8g Từ dữ liệu này, chúng ta cần xác định công thức phân tử của hai olefin.

2 dd Br d b×nh dd Br t¨ng

(cã sè mol b´ng nhau)

2 n 2 n dd Br d b×nh dd Br t¨ng olefin m 2 m

CTPT 2 olefin (C H ) t×m n ¯ olefin olefin olefin olefin b×nh

[ ] dd Br t¨ng 2 16, 8g n olefin 0, 3 mol ¯

Sè mol cða 2 anken b´ng nhau

C H ớùù ùù Ê ỡ ùù ù ạ ùợ ¯ ộ ớùù ờ = ị = đ ỡ ờ ùùợ ờ ờ ớù ờ = ị = đ ù ờ ỡ ù ờ ùợ ở b) Bài toán phản ứng cộng H 2

Để xác định công thức phân tử của anken, cần hiđro hóa hoàn toàn 448 ml H₂ và phản ứng với Br₂ để thu được 4,04 g dẫn xuất dibrom Tất cả các phản ứng diễn ra ở điều kiện tiêu chuẩn với hiệu suất 100%.

2 dÉn xuÊt dÉn xuÊt dÉn xuÊt dÉn xuÊt dÉn xuÊt anken H (1)

Để xác định công thức phân tử của anken X, học sinh cần thực hiện phân tích bằng cách tìm giá trị n Công thức phân tử của anken được biểu diễn là CnH2n, do đó, việc xác định n là rất quan trọng Học sinh có thể dựa vào các yếu tố như tính chất hóa học và cấu trúc của anken để tìm ra giá trị này.

= + = n Trong đó m dẫn xuất đề bài đã cho biết, còn dÉn xuÊt anken H (1) 2 n = n = n = 0,02 mol Ta tìm đƣợc n hay tìm đƣợc CTPT của anken.

Hỗn hợp X bao gồm H2 và một anken có khả năng cộng HBr, tạo ra sản phẩm hữu cơ duy nhất Tỷ khối của X so với H2 là 9,1 Khi đun nóng X với xúc tác i, phản ứng hoàn tất tạo ra hỗn hợp Y không làm mất màu nước brom, với tỷ khối của Y so với H2 là 13 Cần tìm công thức cấu tạo của hai anken trong hỗn hợp X.

* Phân tích : Có : MX 18,2 , MY 26

Vì hỗn hợp Y không làm mất màu nước brom → an en hết, H 2 dư Đặt

* Cơ chế giải bài toán n 2 n

+ - + a 3b (2) anken céng HBr cho s°n phÈm

Thay (2) v¯o (1) n=4 anken có cấu t³o đối xứng ị Û ¯ ¯

Hỗn hợp h A gồm H₂ và hai anken, sau khi phản ứng qua bột i t ô, tạo ra hỗn hợp h B Tốc độ phản ứng của hai anken được giả định là như nhau Khi đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp B, thu được 8,712 g CO₂ và 4,086 g sản phẩm khác.

H 2 O Công thức phân tử của 2 an en là gì?

Vì hàm lƣợng của C, H trong A và B là nhƣ nhau n n để đơn giản hi t nh toán coi đốt cháy B là đốt cháy A

* Cơ chế giải bài toán a 2a n 2 n

Do 2 anken kÕ tiÕp n 3 C H n 4 ¯ ¯ í ùù ị ỡù ùợ C H 4 8 ớùùỡ ùùợ

2.4.4 Một số dạng algorit tìm CTPT hidrocacbon khác

Dùng CT C H p thÕ X p thÕ AgNO /NH p cr¨cking

Từ c²c dữ kiện cða b¯i to²n tìm n CT cða hđc ¯ ị

* Một số bài toán đặc trưng:

Câu 1: Clo hóa hoàn toàn một an an A thu đƣợc hợp chất hữu cơ B chứa

Clo Biết M B > M A là 276 Xác định CTPT của A

* Cơ chế giải bài toán: CTPT ankan A (C H n 2n 2  )

Câu 2 Cră ing hoàn toàn an an X thu đƣợc hỗn hợp Y có

Y/ H 2 d 18 Tìm công thức phân tử của X

Cracking hoàn toàn 1 mol ankan X thu được hỗn hợp khí Y, với tỉ khối của Y so với H2 là 14,5 Dựa vào thông tin này, ta cần xác định công thức phân tử của ankan X.

Sơ đồ chung: ankan X Cr ¨cking ankan míi + anken míi (hh Y)

Từ sơ đồ nhận thấy: X 1 Y n n

* Cơ chế giải bài toán: n 2 n 2

Xây dựng algorit cơ chế giải các bài tập dạng tìm CTPT hiđrocacbon

2.4.1 Sử dụng algoritcơ chế giải các bài tập dạng tìm CTPT hiđrocacbon theo dạng (1)

* Dấu hiệu nhận biết: khi bài toán yêu cầu tìm CTPT của hidrocacbon mà cho biết

CO H O n v¯ n Mặt khác lại cho thêm dữ kiện M hđc hoặc

B×nh dd H SO b×nh dd n =n hoặc P O tăng kiềm tăng ¯ ¯ ¯

Tìm được CTPT cða hđc ¯

Một hidrocacbon X trong đó C chiếm 82,76%, H chiếm 17,24% T khối của

X so với H 2 bằng 29 Tìm CTPT của hiđrocacbon X

CT đơn gi°n nhất cða ¯

* Phân tích: Yêu cầu của bài toán là tìm CTPT của hidrocacbon có nghĩa ta phải tìm đƣợc t lệ x:y Áp dụng công thức %m C %m H x:y= :

12 1 Từ dữ kiện của bài toán cho ta tìm đƣợc t lệ x:y Từ đó ta tìm đƣợc CT đơn giản nhất của hidrocacbon A là

(C H ) Tiếp theo ta phải tìm đƣợc n Theo dữ kiện của bài toán đã cho A từ đó ta sẽ tìm đƣợc n Ta tìm đƣợc CTPT của A

Sau đây là mọt số bài toán khác:

Câu 2: Một hiđrocacbon A trong đó C chiếm 92,31% T khối của A so với H 2 bằng

Câu 3 : Đốt cháy hoàn toàn 1 hidrocacbon X thu đƣợc 2,24 lít CO 2 và 1,8 g

H 2 O Biết rằng 42 < M X < 70 Tìm CTPT của hidrocacbon X

* Dấu hiệu nhận biết: sử dụng cho bài toán đốt cháy khi bài toán cho biết 2 trong 3 đại lƣợng sau :

CO H O O n , n , n Dùng các phương pháp để đưa về

CO H O n v¯ n Sau đó so sánh

CO H O n v¯ n để kết luận dãy đồng đẳng của hidrocacbon

CO H O b×nh dd H SO t ¨ ng

CO dd kiÒm t¨ng b×nh P O t ¨ ng n 2 n 2 n k=0 k=1 k 2 n n hoặc m m m = m = m

*Bài toán cơ bản: Đốt cháy hoàn toàn một hidrocacbon A thu đƣợc 6,72 lít CO2 và 7,2 gam

* Phân tích: hƣ vậy để tìm CTPT của hidrocacbon A cho yêu cầu của bài toán thì

Để xác định công thức phân tử (CTPT) của hidrocacbon A, học sinh cần phân tích và so sánh số mol của CO2 và H2O từ dữ liệu bài toán Qua việc này, học sinh có thể kết luận hidrocacbon A thuộc dãy đồng đẳng nào.

CO H O n < n nên A là ankan) Từ đó đặt CTPT chung cho hidrocacbon A là C n H 2n+2 Tìm n theo công thức:

A H O CO n n n = n n - n ta tìm đƣợc CTPT của A

Để xác định công thức phân tử của hai hiđrocacbon trong hỗn hợp X, ta tiến hành đốt cháy hoàn toàn và hấp thụ sản phẩm cháy vào nước vôi dư Kết quả thu được 25 g kết tủa, cho thấy sự hình thành canxi cacbonat, và khối lượng dung dịch giảm 7,7 g Từ các dữ liệu này, ta có thể tính toán và xác định công thức phân tử của hai hiđrocacbon cùng dãy đồng đẳng, kế tiếp nhau.

O (t ) dd Ca(OH) d dd gi°m 2

25g kÕt tða hh X 2 hđc (đồng đàng liên tiếp) CO m 7, 7g

+ ớùù + ớùù ắ ắ ắ đỡùùợ ắ ắ ắ ắ ắđỡùùợ V T×m CTPT 2 h®c

Để xác định công thức phân tử của hai hidrocacbon kế tiếp trong dãy đồng đẳng, chúng ta tiến hành đốt cháy hoàn toàn hai hợp chất này Sản phẩm cháy được dẫn qua bình 1 chứa H2SO4 đặc, làm tăng khối lượng bình 1 lên 2,52 g, và bình 2 chứa KOH, làm tăng khối lượng bình 2 lên 4,4 g Từ những dữ liệu này, có thể tính toán và tìm ra công thức phân tử của hai hidrocacbon đó.

2 h®c kÕ tiÕp trong s°n phÈm ch²y khÝ tho²t ra d±y đồng đàng

2 2 b×nh 1 H SO n 2 n 2 2 k O (t ) 2 b×nh 2 dd KOH

2 b×nh 1 t¨ng H O b×nh 2 t¨ng CO m m 2,52g m m 4, 4g

CO b×nh 2 t¨ng H O b×nh 1 t¨ng

Khi đốt cháy hoàn toàn 1 lít hỗn hợp khí A gồm C2H2 và hiđrocacbon X, sản phẩm tạo ra là 2 lít khí CO2 và 2 lít H2O Dựa vào thể tích khí CO2 và H2O sinh ra, ta có thể xác định công thức phân tử của hiđrocacbon X.

(c²c thể tích đo ở cùng nhiệt độ, ²p suất)

X²c định d±y đồng đàng cða X x²c định k

Dựa v¯o c²c dữ kiện lập hệ pt tìm n 2a nb 2 b 1 a (n 1) b 2 2 n 2

Để xác định công thức cấu tạo của hiđrocacbon A, ta biết rằng để đốt cháy hoàn toàn A cần 38,4g O2 và thu được 16,8 lít CO2 (điều kiện tiêu chuẩn) Khi A phản ứng với Cl2 theo tỉ lệ 1:1, sản phẩm thu được là một sản phẩm thế Từ những dữ liệu này, ta có thể suy ra công thức cấu tạo của A.

Hi®rocacbon A  16,8lÝt CO ®ktc2

  Cl (AS ) 2  1 sản phẩm thế duy nhất

Tìm công thức cấu tạo của A

Vì A tác dụng với Cl 2 theo t lệ 1:1 thu đƣợc một sản phẩm thế n n hiđrocacbon A

CTCTA   CTPTA Dựa vào dữ kiện pƣ với Cl2 (t lệ 1:1)  

H O(A) 2 n Thu đƣợc một sản phẩm thế  

CO (A) 2 n 0,75mol Ch có một vị trí C chứa H Đ BT T (O):

* Dấu hiệu nhận biết: sử dụng cho phản ứng cộng dung dịch Br 2 hoặc phản ứng cộng H 2 (xúc tác Ni/t o hoặc xúc tác Pd/PdCO 3 )

[ ] o h®c 2 2 3 2 t×m k dùa v¯oM céng H (Ni/t ) céng H (Pd/PbCO ) céng dd Br ¯ [ ¯ ]

CTPT h®c ¯ a) Bài toán phản ứng cộng Br 2 :

* Bài toán cơ bản của phản ứng cộng Br 2 :

Cho m gam anken X tác dụng vừa đủ với 20m

7 gam Br 2 trong nước Xác định CTPT của X

2 anken anken anken anken anken Br

Để xác định công thức phân tử của anken X, học sinh cần thực hiện phân tích theo các bước sau: trước tiên, để tìm công thức phân tử CnH2n của anken, cần xác định giá trị n Giá trị n có thể được tìm ra thông qua việc phân tích cấu trúc của anken.

= = n Đến đây HS cần phải tìm manken và n anken Trong đó m anken đề bài đã cho biết, còn nanken=n brom Từ đó ta sẽ tìm đƣợc CTPT của anken A

Câu 2: Một hidrocacbon A ở thể khí có thể t ch 4,48 l t (đo ở đ tc) tác dụng vừa đủ với 4 lít dung dịch brom 0.1 thu đƣợc sản phẩm chứa 85,562% Brom Tìm CTPT của A

0,2 mol hđc A s°n phẩm chứa 85,562% brom

* Phân tích: Vì Hiđrocacbon A phản ứng đƣợc với dung dịch brom nên A là hiđrocacbon hông no Đặt CTPT của A là CnH 2n+2-2k

Cho 4,48 lít hỗn hợp X gồm 2 hiđrocabon mạch hở, liên tiếp trong dãy đồng đẳng, đi qua 1 lít dung dịch Br2 0,5M Sau khi phản ứng hoàn toàn, số mol Br2 giảm một nửa và khối lượng bình tăng thêm 6,7 g Cần xác định công thức phân tử của 2 hiđrocabon này.

0,7 mol Br trong nước b×nh Br t¨ng n 1n

(kế tiếp trong d±y đồng đàng) m 2 6,7g

Br d Br b® n 2 n 2 2 k 0,7 mol Br trong nước n 1 2 n 4 2 k b×nh Br t¨ng X n 1n

X binh Br t¨ng X Br p Br b® X

Hỗn hợp 6,72 lít gồm hai olefin có số mol bằng nhau khi cho qua nước brom dư làm tăng khối lượng bình nước brom lên 16,8g Từ thông tin này, chúng ta cần xác định công thức phân tử của hai olefin.

2 dd Br d b×nh dd Br t¨ng

(cã sè mol b´ng nhau)

2 n 2 n dd Br d b×nh dd Br t¨ng olefin m 2 m

CTPT 2 olefin (C H ) t×m n ¯ olefin olefin olefin olefin b×nh

[ ] dd Br t¨ng 2 16, 8g n olefin 0, 3 mol ¯

Sè mol cða 2 anken b´ng nhau

C H ớùù ùù Ê ỡ ùù ù ạ ùợ ¯ ộ ớùù ờ = ị = đ ỡ ờ ùùợ ờ ờ ớù ờ = ị = đ ù ờ ỡ ù ờ ùợ ở b) Bài toán phản ứng cộng H 2

Để xác định công thức phân tử của anken, ta hiđro hóa hoàn toàn 448 ml H₂ và sau đó cho phản ứng với Br₂ để thu được 4,04 g dẫn xuất dibrom Các phản ứng được thực hiện ở điều kiện tiêu chuẩn và có hiệu suất 100%.

2 dÉn xuÊt dÉn xuÊt dÉn xuÊt dÉn xuÊt dÉn xuÊt anken H (1)

Để xác định công thức phân tử của anken X, học sinh cần phân tích theo các bước sau: trước hết, để tìm công thức phân tử (C_nH_{2n}), việc xác định giá trị n là rất quan trọng Giá trị n có thể được tìm ra thông qua các phương pháp phân tích và suy luận hợp lý.

= + = n Trong đó m dẫn xuất đề bài đã cho biết, còn dÉn xuÊt anken H (1) 2 n = n = n = 0,02 mol Ta tìm đƣợc n hay tìm đƣợc CTPT của anken.

Hỗn hợp X chứa H2 và một anken có khả năng cộng HBr tạo ra sản phẩm hữu cơ duy nhất, với tỉ khối của X so với H2 là 9,1 Khi đun nóng X có xúc tác, hỗn hợp Y thu được không làm mất màu nước brom, và tỉ khối của Y so với H2 là 13 Cần xác định công thức cấu tạo của hai anken trong hỗn hợp này.

* Phân tích : Có : MX 18,2 , MY 26

Vì hỗn hợp Y không làm mất màu nước brom → an en hết, H 2 dư Đặt

* Cơ chế giải bài toán n 2 n

+ - + a 3b (2) anken céng HBr cho s°n phÈm

Thay (2) v¯o (1) n=4 anken có cấu t³o đối xứng ị Û ¯ ¯

Hỗn hợp khí A gồm H2 và hai anken đã được xử lý qua bột i t ô để tạo ra hỗn hợp B Trong quá trình phản ứng, giả sử tốc độ phản ứng của hai anken là như nhau Khi hỗn hợp B được đốt cháy hoàn toàn, thu được 8,712 g CO2 và 4,086 g sản phẩm khác.

H 2 O Công thức phân tử của 2 an en là gì?

Vì hàm lƣợng của C, H trong A và B là nhƣ nhau n n để đơn giản hi t nh toán coi đốt cháy B là đốt cháy A

* Cơ chế giải bài toán a 2a n 2 n

Do 2 anken kÕ tiÕp n 3 C H n 4 ¯ ¯ í ùù ị ỡù ùợ C H 4 8 ớùùỡ ùùợ

2.4.4 Một số dạng algorit tìm CTPT hidrocacbon khác

Dùng CT C H p thÕ X p thÕ AgNO /NH p cr¨cking

Từ c²c dữ kiện cða b¯i to²n tìm n CT cða hđc ¯ ị

* Một số bài toán đặc trưng:

Câu 1: Clo hóa hoàn toàn một an an A thu đƣợc hợp chất hữu cơ B chứa

Clo Biết M B > M A là 276 Xác định CTPT của A

* Cơ chế giải bài toán: CTPT ankan A (C H n 2n 2  )

Câu 2 Cră ing hoàn toàn an an X thu đƣợc hỗn hợp Y có

Y/ H 2 d 18 Tìm công thức phân tử của X

Sau khi Crăc-ing hoàn toàn 1 mol X, thu được hỗn hợp Y với tỉ khối so với H2 là 14,5 Để xác định công thức phân tử của X, cần phân tích các thành phần của hỗn hợp Y và áp dụng các quy tắc về tỉ khối khí.

Sơ đồ chung: ankan X Cr ¨cking ankan míi + anken míi (hh Y)

Từ sơ đồ nhận thấy: X 1 Y n n

* Cơ chế giải bài toán: n 2 n 2

Hỗn hợp A bao gồm một anken và một ankin Khi cho 6,72 lít hỗn hợp A đi qua dung dịch AgNO3/NH3 dư, thu được 14,7 g kết tủa Lượng khí không phản ứng thoát ra có thể tích 4,48 lít, và lượng khí này phản ứng vừa đủ với dung dịch Brom, tạo ra 37,6 g dẫn xuất Cần xác định công thức phân tử của anken và ankin trong hỗn hợp này.

AgNO / NH d dd Br võa ®ð

1 ankin 0,2 mol khÝ tho²t ra 37,6g dÉn xuÊt

* Phân tích: Hỗn hợp A đi qua dung dịch AgNO 3 /NH 3 dƣ thì ch có ankin (thuộc ank-1-in) phản ứng tạo kết tủa theo PTHH: m 2m 2 3 3 m 2m 2 4 3

C H AgNO NH C H Ag NH NO

Còn 0,2 mol khí thoát ra sau phản ứng là anken không phản ứng

Anken phản ứng với dung dịch brom theo PTHH: n 2 n 2 n 2 n 2

* Cơ chế giải bài toán: n 2 n m 2 m 2

Trong chương này chúng tôi đã trình bày các nội dung sau:

1 Xây dựng algorit cơ chế giải chung giải các bài tập dạng tìm CTPT của hidrocacbon

2 Tiếp theo, chúng tôi đề xuất một số trường hợp có khả năng sử dụng phương pháp algorit khi giảng dạy phần hiđrocacbon lớp 11 ban cơ bản, bao gồm: Xây dựng algorit cơ chế giải một số dạng bài tập cơ bản tìm CTPT hidrocacbon Chúng tôi trình bày quy trình xây dựng, sau đó xây dựng algorit giải 4 dạng bài tập cơ bản và phổ biến Trong mỗi dạng bài tập, chúng tôi đều cho ví dụ minh họa

THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM

Đánh giá tính khả thi và hiệu quả của các bài lên lớp được thiết kế trong chương 2 giúp khẳng định tính cần thiết và hướng đi của đề tài là đúng đắn, dựa trên cơ sở lý thuyết và thực tiễn đã đề ra.

Gồm các nhiệm vụ sau:

Soạn giáo án giảng dạy cho các bài học sử dụng thuật toán giải bài toán đã thiết kế trong chương 2, áp dụng cho các lớp đối chứng và thực nghiệm khác nhau Các giáo án thực nghiệm sẽ được triển khai để đánh giá hiệu quả và tính khả thi của phương pháp giảng dạy này.

- Tiết 40 – Luyện tập: chương 5: hidrocacbon no

- Tiết 45 -Bài 31: Luyện tập anken và ankadien

* Chọn đối tượng: chọn các lớp ĐC và các lớp TN khối lớp 11 học ban cơ bản

* Tiến hành đánh giá và phân tích kết quả thực nghiệm

Tiến hành kiểm tra và phân tích kết quả thực nghiệm nhằm đánh giá chất lượng các bài giảng có áp dụng thuật toán trong việc giảng dạy phần hidrocacbon cho lớp 11 ban cơ bản.

Cuối đợt thực nghiệm, chúng tôi đã phát phiếu thăm dò cho học sinh lớp T và thu thập ý kiến nhận xét từ giáo viên tham gia để đánh giá thái độ học tập cũng như sự tiến bộ của học sinh Qua đó, chúng tôi mong muốn đánh giá chất lượng bài giảng trên lớp.

3.3 Nội dung thự nghiệ sƣ phạ

3.3.1 Đối tượng và địa bàn thực nghiệm a Trường thực nghiệm:

+ Trường THPT ông Cống I (Thanh Hóa)

Trường THPT ông Cống II (Thanh Hóa) đã tiến hành thực nghiệm giảng dạy với sự đồng thuận của lãnh đạo nhà trường, tổ chuyên môn và các giáo viên Chúng tôi đã chọn thực nghiệm tại các lớp học cụ thể nhằm nâng cao chất lượng giáo dục.

Bảng 3.1: Đặc điểm của các lớp được chọn:

Lớp thự nghiệ Lớp ối hứng ớp Sĩ số

Chương trình học ớp Sĩ số Chương trình học THPT Nông

Cống II 11A 5 50 Ban cơ bản 11A 8 49 Ban cơ bản

Cống I 11A 4 52 Ban cơ bản 11A 6 49 Ban cơ bản

3.3.2 Giáo viên dạy thực nghiệm

- Cô giáo Đậu Thị Trang, giáo vi n bộ môn Hóa trường THPT Nông Cống I dạy lớp thực nghiệm 11A 4 và lớp đối chứng 11A 6

- Thầy Văn Dũng, giáo vi n bộ môn Hóa trường THPT ông Cống , dạy lớp thực nghiệm 11A 5 và lớp đối chứng 11A 8

Chúng tôi tiến hành thực nghiệm theo các bước sau:

Bước 1: Chúng tôi đã trao đổi, thảo luận với các GV về nội dung và phương pháp thực nghiệm nhƣ sau:

- Đối với lớp TN: GV dạy theo giáo án thực nghiệm là các bài lên lớp phần hidrocacbon có sử dụng phương pháp algorit

- Đối với lớp ĐC: V dạy theo giáo án thông thường không có sử dụng phương pháp algorit

Bước 2: Tiến hành kiểm tra cả hai lớp T và ĐC sau một số bài lên lớp và theo định kỳ

Bảng 3.3 Danh sách các bài kiểm tra

STT Tên bài kiểm tra Thời iểm kiểm tra

1 Kiểm tra 15 phút (theo định kỳ) Sau bài “ uyện tập ankan và xicloan an”

2 Kiểm tra 15 phút (theo định kỳ) Sau bài “luyện tập anken và ankadien”

3 Kiểm tra 1 tiết (theo định kỳ) Sau bài “ uyện tập benzene và ankyl benzen”

Bước 3: Kiểm tra độ bền kiến thức của HS sau khi học hết phần hidrocacbon

Bước 4: Chấm bài kiểm tra và đánh giá ết quả thực nghiệm

Bước 5: Phát phiếu thăm dò iến HS và đánh giá ết quả định tính

3.4 Phương pháp xử lí kết quả thực nghiệm

3.4.1 Dùng phương pháp thống kê toán học

Kết quả thực nghiệm được xử lí theo PP thống kê toán học theo các bước sau:

Bước 1 Lập các bảng phân phối, bảng tần suất và tần suất lũy t ch

Bước 2 Vẽ đồ thị các đường lũy t ch

Bước 3 Lập bảng tổng hợp phân loại kết quả học tập

Bước 4 Tính các tham số thống đặc trƣng

* Trung bình cộng X ) Đặc trƣng cho sự tập trung số liệu Đƣợc xác định bởi biểu thức sau:

Trong đó: n là sĩ số học sinh n i là số học sinh đạt điểm X i

* Độ lệch chu n, phương sai

Phương sai (S²) và độ lệch chuẩn (S) là các chỉ số quan trọng dùng để đo lường mức độ phân tán của dữ liệu xung quanh giá trị trung bình Khi độ lệch chuẩn S càng nhỏ, điều này cho thấy dữ liệu có xu hướng ít phân tán hơn.

- Biểu thức xác định phương sai (S 2 ):

- Biểu thức xác định độ lệch chuẩn (S):

* Sai số trung bình mẫu: giá trị trung bình sẽ dao động trong khoảng xm với sai số ti u chuẩn (m): n m S

* ệ số biến thi n ) uốn so sánh chất lƣợng của 2 tập thể học sinh sau hi đã t nh đƣợc giá trị trung bình cộng Có 2 trường hợp xảy ra:

- ếu giả thiết trung bình cộng bằng nhau thì trường hợp nào có độ lệch chu n S) b thì chất lượng đều hơn tốt hơn)

- ếu giả thiết trung bình cộng khác nhau thì ta tính hệ số biến thi n ếu có X lớn và nh thì chất lượng đều hơn tốt hơn)

+ Trị số tới hạn t  ,k : dùng hàm T V(α, ) trong icrosoft excel tìm để t  ,k

Với: α 0,01 ÷ 0,05; : số bậc tự do (kn TN n §C 2)

- Nếu t ≥ t  ,k thì sự khác biệt giữa xTN và x§ C là có ý nghĩa với mức ý nghĩa α

Nếu t < tα,k, thì sự khác biệt giữa giá trị trung bình x TN và x ĐC không có ý nghĩa thống kê ở mức ý nghĩa α Đối với việc xử lý kết quả thực nghiệm và kết quả điều tra, ý kiến nhận xét của học sinh tham gia thực nghiệm cũng cần được xem xét.

Bước 1: Thống kê số HS có cùng ý kiến từ mức độ 1 đến mức độ 5

Bước 2: Qui đổi điểm tương ứng với từng mức độ

Bảng 3.2 Điểm quy đổi các mức độ trả lời của phiếu thăm dò

Bước 3: Tính tổng số điểm, điểm trung bình theo công thức:

Tổng số điểm §iÓm trung b×nh Tổng số ý kiến

Dựa vào kết quả tính toán, chúng tôi tiến hành phân tích và nhận xét ý kiến của học sinh về các nội dung điều tra để đưa ra kết luận Đồng thời, chúng tôi cũng xem xét ý kiến nhận xét của giáo viên dạy các lớp T và ĐC.

Bước 1: Gặp gỡ, trao đổi, xin ý kiến của GV về các vấn đề sau:

- Nội dung và cách tổ chức bài lên lớp

- Tinh thần, thái độ HS và không khí lớp học

- Mức độ nắm vững kiến thức và kết quả học tập HS

Bước 2: Tổng hợp các ý kiến của tất cả các GV tham gia thực nghiệm

3.5.1 Kết quả dịnh lượng a) Kết quả bài kiểm tra 15 phút “ uyện tập ankan và xicloankan”

Bảng 3.4 Phân phối kết quả bài kiểm tra 15 phút “ uyện tập ankan và xicloankan”

Trường Lớp Sĩ số Điểm x i Điểm

Bảng 3.5 Phân phối tần suất luỹ tích bài kiểm tra 15 phút“ uyện tập ankan và xicloankan”

%Học sinh đạt điễm Xi trở xuống

Bảng 3.6 Phân loại kết quả bài kiểm tra 15 phút “ uyện tập ankan và xicloankan”

Bảng 3.7 Các tham số đặc trưng bài kiểm tra 15 phút “ uyện tập ankan và xicloankan”

Hình 3.1 Đồ thị đường lũy tích và biểu đồ phân loại kết quả bài kiểm tra 15 phút

“ uyện tập ankan và xicloankan” b) Kết quả bài kiểm tra 15 phút “Anken”

Bảng 3.8 Phân phối kết quả bài kiểm tra 15 phút “Anken”

Trường Lớp Sĩ số Điểm x i Điểm

Bảng 3.9 Phân phối tần suất luỹ tích bài kiểm tra 15 phút “Anken”

%Học sinh đạt điễm Xi trở xuống

Bảng 3.10 Phân loại kết quả bài kiểm tra 15 phút “Anken”

Bảng 3.11 Các tham số đặc trưng bài kiểm tra 15 phút “Anken”

Hình 3.2 Đồ thị đường lũy tích và biểu đồ phân loại kết quả bài kiểm tra 15 phút”Anken”

TN ĐC c) Kết quả bài kiểm tra độ bền kiến thức chương hidrocacbon

Bảng 3.12 Phân phối kết quả bài kiểm tra độ bền kiến thức chương hidrocacbon

Bảng 3.13 Phân phối tần suất luỹ tích bài kiểm tra tra độ bền kiến thức chương hidrocacbon

%Học sinh đạt điễm x i trở xuống

Bảng 3.14 Phân loại kết quả bài kiểm tra tra độ bền kiến thức chương hidrocacbon

Bảng 3.15 Các tham số đặc trưng bài kiểm tra độ bền kiến thức chương hidrocacbon

Hình 3.3 Đồ thị đường lũy tích và biểu đồ phân loại kết quả bài kiểm tra tra độ bền kiến thức chương hidrocacbon

Bảng 3.16 Giá trị kiểm định giả thuyết thống kê các bài kiểm tra

Chúng tôi kiểm định kết quả thực nghiệm bằng phép thử Student với α 0,01

Tên bài kiểm tra Bậc tự do k = (n1 + n2 – 2)

Giá trị So sánh t và tα, k

Kiểm tra 15 phút (theo định kỳ)

Kiểm tra 1 tiết (theo định kỳ)

Tất cả các bài kiểm tra đều cho thấy t > t α,k, chứng minh rằng sự khác biệt về kết quả học tập giữa nhóm thực nghiệm và nhóm đối chứng là có ý nghĩa thống kê với độ tin cậy α = 0,01.

Bảng 3.17 Các giá trị kiểm định giả thuyết thống kê bài kiểm tra độ bền kiến thức của các lớp T và ĐC

Chúng tôi kiểm định kết quả thực nghiệm bằng phép thử Student với α 0,01

STT Trường Cặp lớp Bậc tự do k = (n1 + n2 - 2)

2 Nông Cống II TN2–ĐC2 (49+50)-2 = 97 3,27 2,63 t > t  ,k

Kết quả cho thấy các cặp lớp TN - ĐC đều có giá trị t lớn hơn t ,k, điều này chứng tỏ rằng độ bền vững kiến thức của lớp T cao hơn lớp ĐC với độ tin cậy α 0,01 Phân tích kết quả thực nghiệm sư phạm cho thấy sự khác biệt này là có ý nghĩa.

Qua kết quả thực nghiệm sƣ phạm trên chúng tôi nhận thấy:

Điểm kiểm tra trung bình của các lớp T luôn vượt trội hơn so với các lớp ĐC, cho thấy chất lượng học tập tốt hơn Hơn nữa, độ lệch tiêu chuẩn điểm kiểm tra của các lớp TN thấp hơn, cho thấy sự đồng đều và ổn định trong kết quả Điều này cho phép khẳng định rằng chất lượng bài kiểm tra của các lớp TN không chỉ cao hơn mà còn bền vững hơn so với các lớp ĐC.

- Chất lƣợng học tập của lớp T cao hơn lớp ĐC, cụ thể nhƣ sau:

+ T lệ % HS yếu kém, trung bình của các lớp TN luôn thấp hơn so với lớp ĐC + T lệ HS đạt khá giỏi của các lớp T cao hơn lớp ĐC

Đồ thị đường lũy tích của các lớp T thường nằm bên trái so với các lớp ĐC, cho thấy số học sinh có điểm x i trở xuống của các lớp T luôn thấp hơn so với các lớp ĐC Điều này chứng tỏ rằng trong các lớp TN, số học sinh đạt điểm kiểm tra cao nhiều hơn.

- Kết quả học tập của lớp T cao hơn và độ bền kiến thức chắc chắn, lâu hơn lớp ĐC

Ban đầu, học sinh có thể chưa quen với cơ chế giải bài toán thuật toán, dẫn đến kết quả chưa cao Tuy nhiên, sau khi học qua một hoặc hai bài trên lớp, học sinh dần làm quen và bắt đầu có nhiều tiến bộ trong học tập Sự tiến bộ này được thể hiện rõ qua các yếu tố sau:

+ Điểm trung bình của HS nhóm T nhìn chung tăng dần qua các bài kiểm tra

Số HS đạt điểm yếu, kém và trung bình giảm dần đồng thời số HS đạt điểm khá, giỏi tăng dần qua các bài kiểm tra

Kết quả kiểm tra độ bền kiến thức cho thấy học sinh ở các lớp T có chất lượng nắm kiến thức tốt hơn so với các lớp ĐC Việc áp dụng thuật toán giải vào các bài toán về hidrocacbon giúp học sinh hiểu bài sâu sắc, ghi nhớ lâu hơn và đạt được độ bền kiến thức cao hơn.

Kết quả cho thấy các bài toán sử dụng thuật toán mà chúng tôi phát triển có tác động tích cực đến chất lượng dạy học Qua các hoạt động trên lớp, học sinh không chỉ nắm vững kiến thức và cải thiện kết quả học tập mà còn rèn luyện phẩm chất tư duy, áp dụng hiệu quả trong học tập và thực tế cuộc sống.

3.5.2 Kết quả định tính a) Ý kiến đánh giá của HS

Cuối đợt thực nghiệm, phát phiếu thăm dò iến cho 200 HS, thu về đƣợc

Định dạng
Số trang	102
Dung lượng	1,42 MB