C=CH 2 +HCl -CCl 2 - Cl (8)
Lịch sử vấn đề nghiên cứu
Đã có rất nhiều khóa luận tốt nghiệp, nhiều công trình nghiên cứu về việc phát triển t- duy, nâng cao tính tích cực nhận của học sinh
2.1 Bài tập hóa học với việc nâng cao tính tích cực nhận thức hóa học cơ bản cho hoc sinh THPT
2.2 Sử dụng dạy học nêu vấn đề để nâng cao chất l-ợng giảng dạy ch-ơng Hirôcacbon không no hóa học lớp 11
2.3 Sử dụng bài tập trắc nghiệm khách quan đê kiểm tra - đánh giá kiến thức hóa học của học sinh ch-ơng Hiđrocacbon lớp 11 Cùng nhiều công trình nghiên cứu về các bài tập trắc nghiệm khách quan của một số tác giả nh-: Ngyễn Xuân Tr-ờng, Nguyễn Ngọc Quang, Cao Cự Giác, Ngô Ngọc An, Phạm Đức Bình, Lê Danh Bình… Nhìn chung các đề tài nghiên cứu trên đã mở ra h-ớng đi cơ bản cho việc phát triển t- duy cho học sinh và góp phần quan trọng giúp giáo viên có thêm hệ thống bài tập nhằm phát triển t- duy cho học sinh.
Mục đích- Nhiệm vụ- Ph-ơng pháp nghiên cứu
3.1 Mục đích của đề tài
Xây dựng hệ thống bài tập trắc nghiệm khách quan nhằm phát triển thao tác t- duy cho học sinh phần Hiđrocacbon lớp 11
Qua đề tài này giúp giáo viên và học sinh:
+ Thấy đ-ợc ý nghĩa của bài tập trắc nghiệm khách quan đối với việc dạy và học
+ Nâng cao chất l-ợng dạy học và góp phần phát triển năng lực t- duy cho học sinh
Để hỗ trợ quá trình đổi mới phương pháp dạy và học, cần tạo điều kiện thuận lợi cho việc điều chỉnh hợp lý nội dung và phương pháp giảng dạy của giáo viên.
Bài tập trắc nghiệm khách quan đóng vai trò quan trọng trong việc hoàn thiện hệ thống giáo dục, giúp liên kết chặt chẽ với quá trình dạy và học tại trường trung học phổ thông Sự tích hợp này không chỉ tạo ra một chỉnh thể thống nhất mà còn mang đến những đổi mới cần thiết cho nền giáo dục nước nhà.
+ Sử dụng làm ph-ơng tiện để đánh giá khả năng tiếp thu kỹ năng t- duy của học sinh về hóa học
3.2 Nhiệm vụ của đề tài
- Nghiên cứu khái niệm và con đ-ờng phát triển các thao tác t- duy
- Nghiên cứu ý nghĩa, tầm quan trọng của bài tập trắc nghiệm khách quan trong giảng dạy hóa học
- Nghiên cứu cở sở và sự phân loại bài tập trắc nghiệm
- Xây dựng hệ thống bài tập trắc nghiệm khách quan nhằm giúp học sinh phát triển các thao tác t- duy
Thực nghiệm sư phạm được tiến hành nhằm đánh giá chất lượng bài tập đã soạn, xác định mức độ đạt được trong quá trình nghiên cứu và thực hiện đề tài Qua đó, chúng ta có thể rút ra kết luận về trình độ của học sinh.
3.3 Ph-ơng pháp nghiên cứu
Nghiên cứu các tài liệu, đề tài, giáo trình, sách giáo khoa có liên quan đến đề tài, tìm kiếm trên mạng …
Ph-ơng pháp điều tra cơ bản:
Quan sát, test, phỏng vấn, dự giờ thăm dò ý kiến của giáo viên, bạn bè Ph-ơng pháp thực nghiệm s- phạm để xác định kết quả của đề tài
Ph-ơng pháp thống kê toán học:
Giả thuyết khoa học
Xây dựng hệ thống bài tập trắc nghiệm khách quan sẽ giúp phát triển các thao tác tư duy cho học sinh, từ đó nâng cao chất lượng dạy và học hóa học tại trường phổ thông.
5 Những đóng góp của đề tài
- Làm sáng tỏ tác dụng của bài tập trắc nghiệm khách quan
- Hình thành và phát triển các thao tác t- duy của học sinh thông qua bài tập hóa học
- Xây dựng hệ thống bài tập trắc nghiệm khách quan phần hiđrocacbon líp 11
- áp dụng bài tập trắc nghiệm vào giảng dạy và kiểm tra đánh giá kết quả học tập của học sinh
T- duy là gì ? Đây là một vấn đề thu hút sự quan tâm của nhiều nghành khoa học và nhiều nhà khoa học nghiên cứu Triết học nghiên cứu t- duy d-ới góc độ nghiên cứu lí luận nhận thức Logic học nghiên cứu t- duy ở các quy tắc t- duy Xã hội nghiên cứu t- duy ở sự phát triển của quá trình nhận thức trong các xã hội khác nhau Sinh lí học nghiên cứu cơ chế hoạt động thần kinh cao cấp với t- cách là nền tảng vật chất của quá trình t- duy ở con ng-ời Điều khiển học nghiên cứu t- duy để có thể tạo ra “trí tuệ nhân tạo” Tâm lí học nghiên cứu diễn biến của quá trình t- duy, mối quan hệ qua lại giữa t- duy và các phía cạnh khác của nhận thức Ngày nay ng-ời ta còn nói t- duy của ng-ời máy
Tư duy của con người có những đặc điểm khác biệt so với tư duy của động vật, chủ yếu ở chỗ nó mang tính xã hội, lịch sử và sáng tạo Tư duy con người không chỉ đơn thuần là các thao tác vật lý hay chương trình đã được lập sẵn, mà còn được hình thành từ các nguyên nhân và yêu cầu của quá trình lịch sử xã hội Theo các nhà tâm lý học Mác-xít, tư duy là sản phẩm cao cấp của bộ não con người, phản ánh hiện thực khách quan thông qua các khái niệm và phán đoán Hơn nữa, tư duy luôn gắn liền với các hoạt động vật chất, và sự khác biệt quan trọng giữa tư duy của con người và động vật chính là khả năng sử dụng khái niệm để ghi lại các kết quả.
Khóa luận tốt nghiệp về trừu tượng hóa và tư duy được hình thành từ lao động và sự phát triển của xã hội Qua hoạt động thực tiễn, thế giới tự nhiên tác động vào các giác quan, từ đó tạo ra cảm giác, tri giác và biểu tượng, là nền tảng ban đầu cho quá trình tư duy.
Tư duy khái quát giúp con người tiếp nhận thông tin từ cảm giác một cách sâu sắc và rộng rãi hơn Qua quá trình trừu tượng hóa, tư duy có khả năng chỉ ra mối liên hệ và quan hệ giữa các sự vật, hiện tượng, đồng thời hình thành các khái niệm, phạm trù và quy luật phản ánh những mối liên hệ nội tại này Chỉ khi có khái quát lý luận, tư duy mới có thể khám phá bản chất của quy luật hiện tượng.
Tư duy được coi là sự phản ánh cao cấp, khái quát hóa bản chất và quy luật của đối tượng Theo quan điểm của Macxit, phản ánh là một quá trình biện chứng phức tạp, thể hiện sự tương tác giữa nhận thức cảm tính và lý tính, giữa hoạt động tư duy và thực tiễn Con người không chỉ thụ động thích nghi với thế giới mà còn tác động và cải tạo nó để phục vụ mục đích của mình Phản ánh tâm lý bao gồm việc thể hiện đầy đủ các thuộc tính và mối quan hệ của sự vật trong thực tại khách quan LêNin nhấn mạnh rằng tư duy phản ánh thế giới tự nhiên một cách sâu sắc, trung thành và toàn diện hơn, tiến gần đến chân lý qua việc đi sâu từ giả thuyết đến bản chất, từ bản chất cấp một đến cấp hai và vô hạn.
Tư duy là quá trình sử dụng các khái niệm và phạm trù theo quy luật logic để đạt được chân lý Theo M.N Sacđacôv, tư duy là “sự hiểu biết những dấu hiệu chung và bản chất của sự vật hiện tượng trong thực tế” L.X Vưgốtxki nhấn mạnh rằng “khái niệm” hình thành khi có sự xuất hiện của nhiều dấu hiệu khác nhau.
Khóa luận tốt nghiệp được trừu tượng hóa và tổng hợp, giúp hình thành tư duy cơ bản Qua đó, con người có khả năng suy nghĩ sâu sắc về thực tại xung quanh.
T- duy là quá trình tái tạo lại hiện thực d-ới dạnh tinh thần Theo C.Mác thì cái tinh thần chẳng qua là cái vật chất chuyển vào trong đầu và đ-ợc cải tao trong đó, t- duy cũng là quá trình tiến tới cái mới để xuất hiện nhận thức mới, là quá trình không ngừng bổ sung và đổi mới Quy luật của t- duy thực chất là quy luật của sự phát triển, và tìm tòi cái mới
Tư duy được định nghĩa qua nhiều góc nhìn khác nhau, trong đó X.L Rubinstêin cho rằng tư duy là việc khám phá những tầng sâu của bản thể, giúp giải quyết vấn đề thực tại và cuộc sống A Spiếckin nhấn mạnh rằng tư duy của con người phản ánh hiện thực thông qua quá trình truyền đạt, bao gồm sự kết nối giữa các đối tượng và xã hội Tác giả Mai Hữu Khuê khẳng định tư duy là quá trình tâm lý phản ánh mối quan hệ giữa các hiện tượng trong thế giới khách quan, khác biệt với tri giác ở chỗ tư duy không chỉ phân tích mà còn hiểu rõ mối quan hệ giữa các phần Nguyễn Đình Trãi bổ sung rằng tư duy là quá trình phân tích, tổng hợp và khái quát hóa thông tin từ nhận thức cảm tính và kinh nghiệm Cuối cùng, Trần Minh Đức và các tác giả khác xem tư duy là quá trình nhận thức tập thể.
Tư duy là quá trình tâm lý phản ánh hiện thực khách quan một cách gián tiếp, giúp chúng ta hiểu rõ hơn về bản chất và mối liên hệ bên trong của sự vật, hiện tượng Nó không chỉ khái quát những thuộc tính chung mà còn tìm ra những quy luật của sự vật mà trước đó chúng ta chưa biết Bằng cách phân tích các quan niệm khác nhau về tư duy, chúng ta có thể nắm bắt sâu sắc hơn định nghĩa và vai trò của tư duy trong việc nhận thức thế giới xung quanh.
Tương tự như các lĩnh vực tư duy khác, tư duy hóa học cũng áp dụng các thao tác tư duy trong quá trình nhận thức thực tiễn, đồng thời tuân thủ các quy luật chung của quá trình nhận thức.
Trực quan sinh động T- duy trừu t-ợng Thực tiễn
Hóa học là một bộ môn khoa học kết hợp lý thuyết và thực nghiệm, dựa trên kỹ năng quan sát các hiện tượng hóa học và phân tích các yếu tố cấu thành cũng như ảnh hưởng của chúng Nó thiết lập các mối quan hệ giữa các yếu tố định tính và định lượng, đồng thời khám phá các quan hệ nhân quả trong các hiện tượng và quá trình hóa học Từ đó, hóa học xây dựng các nguyên lý, quy luật và định luật, sau đó áp dụng chúng để giải quyết các vấn đề thực tiễn.
Như vậy, tư duy là một quá trình tâm lí phản ánh những thuộc tính khách quan mà trước đó ta ch-a biết
Sự phát triển tư duy được thể hiện qua các thao tác tư duy vững chắc của con người, trong đó khái niệm khoa học là một hình thức quan trọng của tri thức hóa học Quá trình hình thành và vận dụng các khái niệm, cũng như thiết lập mối quan hệ giữa chúng, diễn ra thông qua các thao tác trí tuệ như phân tích, tổng hợp, so sánh, khái quát hóa, trừu tượng hóa và cụ thể hóa Đồng thời, việc áp dụng các phương pháp hình thành phán đoán mới như quy nạp, suy diễn và loại suy cũng đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển tư duy.
Tư duy phân tích là quá trình chia nhỏ sự vật, hiện tượng thành các yếu tố và bộ phận nhằm nghiên cứu một cách đầy đủ, sâu sắc và trọn vẹn hơn theo một hướng nhất định.
Các dạng bài tập theo chủ đề
2.1 Bài tập về đặc điểm cấu tạo
Bài 1: Chọn đáp án đúng về sự biến đổi độ bền liên kết giữa cacbon – cacbon
A C sp – C sp > C sp2 - C sp2 > C sp3 - C sp3
B C sp3 - C sp3 > C sp2 - C sp2 > C sp - C sp
C C sp 2 - C sp2 > C sp - C sp > C sp3 - C sp3
D C sp2 - C sp2 > C sp3 - C sp3 > C sp - C sp
H-ớng dẫn : Để làm bài này học sinh cần xem xét mối liên quan giữa độ bền liên kết và số liên kết Liên kết giữa C sp3 - C sp3 là liên kết sigma; liên kết giữa C sp2 - C sp2 gồm một liên kết sigma và một liên kết pi, giữa C sp - C sp gồm một liên kết sigma và hai liên kết pi Số mối liên kết càng tăng độ bền liên kết tăng do đó độ bền biến đổi nh- sau: C sp – C sp > C sp2 - C sp2 > C sp3 - C sp3
Bài 2: Trong các cấu dạng sau của butan cấu dạng nào bền nhất
H-ớng dẫn : Độ bền giữa các cấu dạng phụ thuộc vào sự t-ơng tác giữa các nhóm CH 3 , các nhóm này càng gần nhau sự t-ơng tác càng lớn độ bền ch 3 ch 3 ch 3 ch 3 ch 3 ch 3 ch 3 ch 3 a b. c d.
Trong quá trình nghiên cứu về độ bền của các cấu dạng, nhận thấy rằng khoá luận tốt nghiệp đang giảm dần Cụ thể, cấu dạng đối xứng thể hiện độ bền cao nhất, trong khi đó cấu dạng che khuất lại có độ bền thấp nhất.
Bài 3: Xếp chất sau theo thứ tự tăng dần độ dài liên kết giữa cacbon và hiđro
C 3 > 1 > 2 D Độ dài các liên kết trên bằng nhau
H-ớng dẫn : Độ dài liên kết giữa cacbon lai hoá khác nhau với hiđro là khác nhau
Theo giá trị thực nghiệm
Giải quyết các bài tập 1, 2, 3 giúp học sinh phát triển năng lực tư duy phân tích và so sánh Để hoàn thành các bài tập này, học sinh cần sử dụng chủ yếu thao tác tư duy so sánh, từ đó nâng cao khả năng phân tích vấn đề.
Bài 4: Có bao nhiêu hợp chất hiđrocacbon no mạch hở có số nguyên tử cacbon nhỏ hơn hoặc bằng 4:
H-ớng dẫn : Từ C 1 đến C 4 có 4 phân tử hiđrocacbon mạch hở là CH 4 ; C 2 H 6 ; C 3 H 8 ;
C 4 H 10 ứng với 5 đồng phân vậy có 5 hợp chất
Bài 5: Số đồng phân hình học của hợp chất có công thức phân tử C 4 H 8 (không kể đồng phân hình học) là:
H-ớng dẫn : khi làm các bài tập xác định đồng phân của hiđrocacbon học sinh cần xác định giá trị k trong công thức tổng quát C n H 2n +2 -2k ứng với: k = 0 chỉ chứa các đồng phân mạch cacbon k = 1 có thể là đồng phân anken hoặc xicloankan k = 2 có thể là ankađien hoặc chứa vòng và nối đôi hoặc nhiều vòng … Đối với C 4 H 8 thì k =1 có hai dạng đồng phân anken và xicloankan
Các bài tập 4,5 sử với mục đích phát triển thao tác t- duy phân tích về đặc điểm cấu tạo
Bài 6: Những chất nào sau đây là đồng phân của nhau?
ClCH 2 -CH-CH 2 -CH 3 CH3-CH- CH 2 -CH 2 Cl
CH 3 -CH 2 -CH 2 - CHCl 2 CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 2 Cl
H-ớng dẫn : Đồng phân là những hợp chất có cùng công thức phân tử
Bài 7: Hợp chất hữu cơ nào sau đây có đồng phân hình học?
A CH 3 - C = C-Cl B CH 2 =C-CH 2 -CH 3
D CH 2 -CH=CH-CH 2 C CH 2 =C-CH=CH 2
H-ớng dẫn : Các hiđrocacbon có dạng abC = Ccd có đồng phân hình học khi a ≠ b ; c ≠ d
Các bài tập 6 và 7 được thiết kế nhằm phát triển khả năng tư duy khái quát cho học sinh Khi giải quyết những bài tập này, học sinh cần phân tích các chất để từ đó rút ra những khái quát về các khái niệm liên quan.
Bài 8: Công thức của một hiđrocacbon mạch hở có dạng (C n H 2n+1 ) x Giá trị của x là:
H-ớng dẫn : Học sinh cần nắm công thức tổng quát của một hiđrocacbon là CxHy, y ≤ 2x+2 , y chẵn từ đó ta có 2nx +x ≤ 2nx +2 x =2
Bài 9: Công thức tổng quát của hiđrocacbon X bất kì có dạng C n H 2n+2- 2k (n nguyên, k > 0 ) kết luận nào dưới đây luôn đúng?
Các bài tập 8,9 đ-ợc sử dụng với mục đích phát triển thao tác t- duy tổng quát
2.2 Bài tập về tính chất vật lí
2.2.1 Bài tập nhiệt độ sôi, nhiệt độ nóng chảy
- Nhiệt độ sôi của một chất là nhiệt độ tại đó áp suất hơi của chất bằng áp suất khí quyển trên bề mặt chất lỏng
- Nhiệt độ nóng chảy là nhiệt độ tại đó chất chuyển từ trạng thái rắn sang trạng thái lỏng
Các yếu tố ảnh h-ởng đến nhiệt độ sôi, nhiệt độ nóng chảy:
Áp suất khí quyển có ảnh hưởng trực tiếp đến nhiệt độ sôi của chất lỏng; cụ thể, khi áp suất khí quyển giảm, nhiệt độ sôi cũng sẽ giảm theo Điều này chỉ đúng khi so sánh nhiệt độ sôi ở cùng một giá trị áp suất bên ngoài, chẳng hạn như áp suất khí quyển 1 atm.
Khối lượng phân tử của chất ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng bay hơi của nó; khối lượng phân tử lớn khiến chất khó bay hơi hơn, làm cho áp suất riêng phần trên bề mặt khó đạt đến giá trị áp suất khí quyển, dẫn đến nhiệt độ sôi cao hơn.
- Độ phân nhánh càng cao, nhiệt độ sôi càng giảm (vì giảm sự tiếp xúc giữa các phân tử )
Ví dụ: nhiệt độ sôi của một số ankan:
Propan - 42 o C pentan 36 o C Butan - 0,5 o C Isopentan 28 o C Isobutan - 10 o C neopentan 9,5 o C
- Anken và ankin có liên kết bội ở đầu mạch có nhiệt độ sôi thấp hơn ankan t-ơng ứng và thấp hơn đồng phân có liên kết bội ở trong mạch
- Đồng phân trans nóng chảy ở nhiệt độ cao hơn nh-ng lại sôi ở nhiệt độ thấp hơn đồng phân cis
Trans CH 3 – CH = CH – CH 3 -106 1
Cis CH 3 – CH = CH – CH 3 -139 4
- Đối với dẫn xuất của ankan (R – X) nếu không có liên kết hiđro nhiệt độ sôi sẽ càng cao khi X hút e càng mạnh (u càng lớn)
Hợp chất C 6 H 14 C 4 H 9 Cl C 4 H 9 CHO C 3 H 7 NO 2
- Sự có mặt liên kết hiđro liên phân tử làm tăng nhiệt độ sôi, liên kết hiđro càng bền nhiệt độ sôi càng cao
Ví dụ: Hợp chất Nhiệt độ sôi(t s o C)
Dẫn xuất của anken: Dẫn xuất halogen của anken sôi và nóng chảy ở nhiệt độ thấp hơn dẫn xuất của ankan t-ơng ứng:
Dẫn xuất của benzen là các hợp chất được hình thành khi nhóm thế đơn giản được gắn vào vòng benzen, làm tăng nhiệt độ sôi Nhiệt độ nóng chảy của các dẫn xuất này có thể tăng lên nếu có liên kết hiđro liên phân tử, nhưng sẽ giảm nếu không có liên kết hiđro.
X H CH 3 C 2 H 5 Cl CHO COOH OH
Nhiệt độ sôi của các hợp chất chứa hai nhóm thế trên vòng benzen sẽ thấp hơn nếu chúng tạo liên kết hiđro nội phân tử, so với các đồng phân tạo liên kết hiđro liên phân tử.
Ví dụ: Nhiệt độ nóng chảy các đồng phân của NO 2 C 6 H 4 OH là: Đồng phân t nc o C
- Một số yếu tố khác nh-: Lực vanderwalls, sự phân cực của phân tử, diện tích bề mặt của phân tử
Bài 10: Sắp xếp các chất sau: Isopentan, neopentan, pentan theo thứ tự tăng dần nhiệt độ sôi là:
H-ớng dẫn: Để giải đ-ợc các bài tạp này học sinh phải hiểu đ-ợc khái niệm nhiệt độ sôi, các yếu tố ảnh h-ởng đến nhiệt độ sôi, sự biến đổi nhiệt độ sôi theo các yếu tố đó so sánh sự giống nhau và khác nhau giữa các chất
Các chất có công thức phân tử C5H12 là các đồng phân của nhau với khối lượng phân tử bằng nhau, nhưng khác nhau về cấu trúc Đồng phân neopentan có cấu trúc cồng kềnh nhất, dẫn đến diện tích tiếp xúc giữa các phân tử nhỏ nhất, vì vậy nhiệt độ sôi của nó thấp hơn các đồng phân khác Ngược lại, pentan có cấu trúc mạch ít cồng kềnh nhất, cho phép diện tích tiếp xúc giữa các phân tử lớn nhất, dẫn đến nhiệt độ sôi cao nhất.
Bài 11: Sắp xếp các chất sau: H 2 ; CH 4 ; C 2 H 6 và H 2 O theo thứ tự tăng dần nhiệt độ sôi:
H-ớng dẫn : Nhiệt độ sôi của các chất tăng theo chiều tăng của khối l-ợng phân tử M Nếu hợp chất chứa liên kết hiđro liên phân tử thì nhiệt độ sôi có giá trị cao bất th-ờng, giữa các phân tử H 2 ; CH 4 ; C 2 H 6 không có liên kết hi®ro do
Nhiệt độ sôi của các hợp chất tăng từ H₂ đến C₂H₆, tuy nhiên, nước (H₂O) có khối lượng phân tử nhỏ hơn C₂H₆ (M H₂O = 18 đvc) nhưng lại có nhiệt độ sôi cao nhất do sự tồn tại của các liên kết hydro giữa các phân tử nước.
Bài 12: Cho các chất sau:
CH 3 – CH 2 – CH 3 (I) CH 3 – CH 2 – CH 2 – CH 3 (II)
CH 3 – CH – CH – CH 3 (III) CH 3 – CH 2 – CH 2 – CH 2 –
Thứ tự giảm dần nhiệt độ nóng chảy của các chất là:
A I > II > III > IV B II > III > I > IV
C III > IV > II > I D IV > III > II > I
H-ớng dẫn : Các chất trên có cùng kiểu liên kết, nhiệt độ nóng chảy phụ thuộc vào khối l-ợng phân tử vào cấu trúc của mạch cacbon, mạch càng đối xứng nhiệt độ nóng chảy càng cao
