SKKN nâng cao hiệu quả dạy học bằng việc lồng ghép các hiện tượng thực tiễn có liên quan đến bài học trong hóa học phổ thông

Xem bản đầy đủ trên google drive: TẠI ĐÂY

Các thầy cô cần file liên hệ với chúng tôi tại fanpage facebook O2 Education

Hoặc xem nhiều SKKN hơn tại:  Tổng hợp SKKN luận văn luận án O2 Education

MÔ TẢ BẢNG CHẤT SÁNG KIẾN
3.1. Trình trạng giải pháp đã biết
Định hướng chương trình giáo dục phổ thông với mục tiêu là giúp học sinh
phát triển toàn diện về đạo đức, trí lực, thể lực, thẫm mĩ và các kĩ năng cơ bản,
phát triển năng lực cá nhân, tính năng động, sáng tạo, hình thành nhân cách con
người Việt Nam xã hội chủ nghĩa, xây dựng tư cách và trách nhiệm công dân;
….(Luật giáo dục 2005). Quyết định số 16/2006/QĐ-BGDĐT ngày 5/5/2006 của
Bộ trưởng bộ Giáo dục và Đào tạo cũng nêu: Phải phát huy tính tích cực, tự giác,
chủ động, sáng tạo của học sinh; phù hợp với từng môn học, đặc điểm đối tượng
học sinh, điều kiện của từng lớp học; bồi dưỡng cho học sinh phương pháp tự
học, khả năng hợp tác; rèn luyện kĩ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn; tác
động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú và trách nhiệm học tập cho học
sinh.
Để đạt các mục tiêu đó thì khâu đột phá là đổi mới phương pháp giáo dục
từ lối dạy học truyền thụ một chiều sang dạy học theo “phương pháp dạy học
Trang 2/40
tích cực”. Làm cho “học” là quá trình kiến tạo: tìm tòi, khám phá, phát hiện, khai
thác và xử lí thông tin,…Học sinh tự mình hình thành hiểu biết, năng lực và
phẩm chất. “Dạy” là quá trình tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh: cách tự
học, sáng tạo, hợp tác,…dạy phương pháp và kĩ thuật lao động khoa học, dạy
cách học. Học để đáp ứng những nhu cầu của cuộc sống hiện tại và tương lai
giúp học sinh nhận thức được những điều đã học cần thiết, bổ ích cho bản thân
và cho sự phát triển xã hội.
Đối với môn Hóa học: các khái niệm, định luật, các hiện tượng, bản chất hóa
học nhiều khi rất trừu tượng, khó hiểu, khô cứng làm học sinh khó tiếp thu, dễ
nhàm chán, đặc biệt với các học sinh có tư duy không tốt sẽ có xu hướng dẫn đến
sợ bộ môn Hóa học.
Việc lồng ghép các bài tập thực tiễn vào trong quá trình dạy và học, trước hết
tạo điều kiện cho việc học và hành gắn liền với thực tế, tạo cho học sinh sự hứng
thú, hăng say trong học tập; xây dựng thái độ học tập đúng đắn, phương pháp
học tập chủ động, tích cực, sáng tạo; lòng ham học, ham hiểu biết, năng lực tự
học, năng lực vận dụng kiến thức vào cuộc sống. Bên cạnh đó, còn giúp cho học
sinh có được những hiểu biết về hệ tự nhiên và hoạt động của nó, tác động của
nó đối với cuộc sống của con người, học sinh nắm được những ảnh hưởng của
những hoạt động của con người lên hệ tự nhiên. Từ đó, học sinh ý thức được
hoạt động của bản thân trong cuộc sống, đặc biệt là đối với vấn đề môi trường.
Và qua đó, xây dựng cho học sinh những kĩ năng quan sát, thu nhận thông tin và
phân tích thông tin, dần hình thành phương pháp nghiên cứu khoa học, 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. Bài tập về các hiện tượng tự nhiên giúp cho
học sinh thấy các quá trình hóa học luôn xảy ra xung quanh ta và khi giải thích
được các hiện tượng tự nhiên, học sinh sẽ yêu thích môn hóa học hơn.
Trang 3/40
Xuất phát từ những thực tế đó và với kinh nghiệm trong giảng dạy bộ
môn hóa học, tôi nhận thấy để nâng cao hứng thú học bộ môn Hóa học của học
sinh, từ đó dần nâng cao chất lượng bộ môn Hóa học ở trường phổ thông hiện
nay, người giáo viên ngoài phát huy tốt các phương pháp dạy học tích cực cần
khai thác thêm các hiện tượng hóa học thực tiễn trong đời sống đưa vào bài
giảng bằng nhiều hình thức khác nhau nhằm phát huy tính tích cực, sáng tạo của
học sinh, tạo niềm tin, niềm vui, hứng thú trong học tập bộ môn. Đó là lí do đó
tôi chọn đề tài: NÂNG CAO HIỆU QUẢ DẠY HỌC BẰNG VIỆC LỒNG
GHÉP CÁC HIỆN TƯỢNG THỰC TIỄN CÓ LIÊN QUAN ĐẾN BÀI HỌC
TRONG HÓA HỌC PHỔ THÔNG
3.2. Nội dung giải pháp đề nghị công nhận là sáng kiến
3.2.1. Mục đích của giải pháp
Vận dụng hệ thống các hiện tượng đã xây dựng để dạy học chương trình
hóa học phổ thông nhằm giáo dục ý thức và tăng hứng thú học tập bộ môn cho
học sinh.
3.2.2. Điểm mới trong giải pháp
Một số hình thức áp dụng vào bài.
Xây dựng hệ thống một số hiện tượng hóa học thực tiễn cho các bài giảng
trong chương trình hóa học phổ thông.
Giải thích cụ thể từng hiện tượng thực tiễn.
Áp dụng cụ thể vào từng bài dạy.
3.2.3. Nội dung giải pháp:
Học sinh thấy hứng thú và dễ ghi nhớ bài hơn nếu trong quá trình dạy và
học giáo viên luôn có định hướng liên hệ thực tế giữa các kiến thức sách giáo
khoa với thực tiễn đời sống hàng ngày. Rất nhiều kiến thức hóa học có thể liên
hệ được với các hiện tượng tự nhiên xung quanh chúng ta.
Trang 4/40
Ví dụ: Vì sao ta để muối thô trong lọ không có nắp khi sử dụng lại dễ bị
chảy nước?
Giải thích: Muối ăn có thành phần chính là natri clorua ngoài ra còn có một số
muối khác như magie clorua. Chính MgCl2 rất ưa nước, nó hấp thụ nước trong
không khí và cũng rất dễ tan trong nước.
Trong quá trình dạy học nếu ta chỉ áp dụng một kiểu dạy thì học sinh sẽ
nhàm chán. Giáo viên có thể áp dụng nhiều phương pháp dạy học lồng ghép vào
nhau, trong đó hình thức giảng dạy bằng cách đưa ra các tình huống giả định
kèm vào các phương pháp dạy để học sinh tranh luận vừa phát huy tính chủ
động, sáng tạo của học sinh vừa tạo được môi trường thoải mái để các em trao
đổi từ đó giúp học sinh thêm yêu thích môn học hơn.
Ví dụ: Khi học về axetilen (bài Ankin-11) GV có thể đưa ra tình huống:
Vì sao ném đất đèn xuống ao làm cá chết ? HS sẽ nhanh chóng trả lời đó là đất
đèn có thành phần chính là canxi cacbua CaC2, khi tác dụng với nước sinh ra
khí axetilen và canxi hiđroxit:
CaC2 + 2H2O → C2H2 + Ca(OH)2
Tuy nhiên nếu hỏi chất nào làm cá chết thì học sinh không dễ giải thích
được: Axetilen có thể tác dụng với nước tạo ra anđehit axetic, chính chất này
làm tổn thương đến hoạt động hô hấp của cá vì vậy có thể làm cá chết.
Tình huống mang tính thách đố như vậy sẽ kích thích học sinh học tập và thi đua
nhau tìm câu trả lời. Các em sẽ nhớ kiến thức lâu hơn.
3.2.3.1. Một số hình thức áp dụng các hiện tượng thực tiễn trong tiết
dạy
* Đặt tình huống vào bài mới
Tiết dạy có gây sự chú ý của học sinh hay không nhờ vào người hướng
dẫn (giáo viên) rất nhiều. Trong đó phần mở đầu đặc biệt quan trọng, nếu ta biết
đặt ra một tình huống thực tiễn hoặc một tình huống giả định yêu cầu học sinh
Trang 5/40
cùng tìm hiểu, giải thích qua bài học sẽ cuốn hút được sự chú ý của học sinh
trong tiết dạy.
* Lồng ghép tích hợp môi trường trong bài dạy
Vấn đề môi trường: nước, không khí, đất,…đang được con người nhắc đến
rất nhiều. Trong cuộc sống hằng ngày các hiện tượng thường xuyên bắt gặp như:
nước thải của ao cá, chuồng heo, chuồng vịt…; khói bụi của các nhà máy xay lúa,
các lò gạch, các cánh đồng sau thu hoạch,… có liên quan gì đến những diễn biến
bất thường của thời tiết hiện nay không. Giáo viên dạy học bộ môn hóa có thể
lồng ghép các hiện tượng đó vào phần sản xuất các chất, hay ứng dụng của một
số chất… Ngoài việc gây sự chú ý của học sinh trong tiết dạy còn giáo dục ý
thức, trách nhiệm bảo vệ môi trường cho từng học sinh. Tùy vào thực trạng của
từng địa phương mà ta lấy các hiện tượng cho cụ thể và gần gủi với các em.
* Liên hệ thực tế trong bài dạy
Khi học xong vấn đề gì học sinh thấy có ứng dụng thực tiễn cho cuộc sống
thì các em sẽ chú ý hơn, tìm tòi, chủ động tư duy để tìm hiểu, để nhớ hơn. Do đó
mỗi bài học giáo viên đưa ra được một số ứng dụng thực tiễn sẽ lôi cuốn được sự
chú ý của học sinh.
* Sử dụng trong giờ bài tập và kiểm tra đánh giá
Trong các giờ bài tập, giáo viên có thể đưa vào các bài tập có nội dung
thực tiễn mà học sinh có thể vận dụng được những kiến thức trong nội dung
luyện tập để giải quyết hoạc thông qua một bài tập có nội dung lý thuyết, sau khi
giải quyết xong giáo viên thông tin thêm những kiến thức thực tiễn có liên quan.
Một số câu hỏi hoặc bài tập mang tính thực tiễn nhưng nội dung trả lời
ngắn gọn và chỉ vận dụng thuần tuý các kiến thức lý thuyết trong các chương,
bài mà học sinh đã được cung cấp có thể đưa vào các đề kiểm tra 15 phút, 1 tiết,
học kỳ,..
Trang 6/40
Kiểm tra bài cũ có thể linh hoạt, phong phú hơn với bất kỳ nội dung nào
có liên quan đến kiến thức bài học như vì sao khí CO lại gây ngộ độc, vì sao
người ta lại trồng xen kẽ cây sắn với cây họ đậu…
3.2.3.2. Hệ thống các hiện tượng hóa học thực tiễn dùng cho các bài
giảng trong hóa học phổ thông
*CHƯƠNG TRÌNH HÓA HỌC 10
Ví dụ 1. Axit clohiđric có vai trò như thế nào đối với cơ thể ?
Giải thích: Axit clohiđric có vai trò rất quan trọng trong quá trình trao đổi chất
của cơ thể. Trong dịch dạ dày của người có axit clohiđric với nồng độ khoảng
chừng 0,0001 đến 0,001 mol/l (có độ pH tương ứng với là 4 và 3). Ngoài việc
hòa tan các muối khó tan, nó còn là chất xúc tác cho các phản ứng phân hủy các
chất gluxit (chất đường, bột) và chất protein (đạm) thành các chất đơn giản hơn
để cơ thể có thể hấp thụ được.
Lượng axit trong dịch dạ dày nhỏ hơn hay lớn hơn mức bình thường đều gây
bệnh cho người. Khi trong dịch dạ dày có nồng độ axit nhỏ hơn 0,0001 mol/l
(pH>4,5) người ta mắc bệnh khó tiêu, ngược lại nồng độ axit lớn hơn 0,001
mol/l (pH<3,5) người ta mắc bệnh ợ chua. Một số thuốc chữa đau dạ dày chứa
muối hiđrocacbonat NaHCO3 (còn gọi là thuốc muối) có tác dụng trung hòa bớt
lượng axit trong dạ dày.
NaHCO3 + HCl → NaCl + CO2 + H2O
Áp dụng: Nhu cầu ngày càng cao của con người kéo theo nhu cầu ăn uống ngày
càng đa dạng, phong phú. Vấn đề ăn uống ảnh hưởng dạ dày ngày càng tăng.
Giáo viên có thể đưa vấn đề này trong phần mở bài hoặc ứng dụng của axit
clohiđric trong bài HIDROCLORUA-AXIT CLOHRIDRIC – HÓA 10.
Ví dụ 2. Tại sao nước máy thường dùng ở các thành phố lại có mùi khí clo ?
Trang 7/40
Giải thích: Trong hệ thống nước máy ở thành phố, người ta cho vào một lượng
nhỏ khí clo vào để có tác dụng diệt khuẩn. Một phần khí clo gây mùi và một
phần tác dụng với nước:
Cl2 + H2O HCl + HClO
Axit hipoclorơ HClO sinh ra có tính oxi hóa rất mạnh nên có tác dụng khử trùng,
sát khuẩn nước. Phản ứng thuận nghịch nên clo rất dễ sinh ra do đó khi ta sử
dụng nước ngửi được mùi clo.
Tuy nhiên, giáo viên cũng nên đưa ra vấn đề cần chú ý khi sử dụng nước máy:
“Clo là một khí độc, vì vậy, buổi sáng trước khi sử dụng nước máy chúng ta nên
xả nước khoảng 2-3 phút để cho lượng Clo bị giữ lại trong ống dẫn nước máy
sau một đêm có thể thoát hết ra ngoài, như vậy sẽ không gây độc cho người sử
dụng.”
Áp dụng: Vấn đề này đang được sử dụng làm sạch nước hiện nay ở các nhà máy
nước cung cấp nước cho các thành phố, thị xã, thị trấn. Giải thích được hiện
tượng này giúp học sinh hiểu được vai trò và ứng dụng của clo trong cuộc sống
mà học sinh có thể kiểm nghiệm thật dể dàng. Giáo viên có thể đặt câu hỏi cho
học sinh suy nghĩ để trả lời trong phần ứng dụng của clo trong b ài CLO – HÓA
10
Ví dụ 3. Vì sao trước khi luộc rau muống cân cho thêm một ít muối ăn NaCl
?
Giải thích: Dưới áp suất khí quyển 1atm thì nước sôi ở 100C. Nếu cho thêm
một ít muối ăn vào nước thì nhiệt độ sôi cao hơn 100C. Khi đó luộc rau sẽ mau
mềm, xanh và chín nhanh hơn là luộc bằng nước không. Thời gian rau chín
nhanh nên ít bị mất vitamin.
Áp dụng: Đây là một vấn đề rất quen thuộc mà nếu không chú ý thì học sinh sẽ
không biết. Học sinh dễ dàng làm thí nghiệm ngay khi nấu ăn. Từ đó góp phần
tạo nên kinh nghiệm nấu ăn cho học sinh, rất thiết thực trong cuộc sống. Giáo
Trang 8/40
viên có thể nêu vấn đề trên trong phần Một số muối clorua trong bài
HIDROCLORUA-AXIT CLOHRIDRIC- MUỐI CLORUA- HÓA 10.
Ví dụ 4. Làm thế nào có thể khắc được thủy tinh?
Giải thích: Muốn khắc thủy tinh người ta nhúng thủy tinh vào sáp nóng chảy,
nhắc ra cho nguội, dùng vật nhọn khắc hình ảnh cần khắc nhờ lớp sáp mất đi, rồi
nhỏ dung dịch HF vào thì thủy tinh sẽ bị ăn mòn ở những chổ lớp sáp bị cào đi :
SiO2 + 4HF → SiF4↑ + 2H2O
Nếu không có dung dịch HF thì thay bằng dung dịch H2SO4 đặc và bột CaF2.
Làm tương tự như trên nhưng ta cho bột CaF2 vào chổ cần khắc, sau đó cho thêm
H2SO4 đặc vào và lấy tấm kính khác đặt trên chổ cần khắc. Sau một thời gian,
thủy tinh cũng sẽ bị ăn mòn ở những nơi cạo sáp.
CaF2 + 2H2SO4 → CaSO4 + 2HF↑ ( dùng tấm kính che lại)
Sau đó SiO2 + 4HF → SiF4↑ + 2H2O
Áp dụng: Đây là một vấn đề rất thực tế khi mà nghề khắc thủy tinh đang phát
triển ở nước ta. Sau bài học học sinh không những biết được phương pháp khắc
thủy tinh mà còn có thể giải thích được vấn đề này. Thậm chí đây là cơ sở cho
việc học nghề, khơi gợi niềm đam mê học tập, học sinh có thể tự làm thí nghiệm
này trong tiết thực hành. Giáo viên có thể nêu vấn đề trên để dẫn dắt vào bài
giảng bài FLO, BROM, IOT – HÓA 10.
Ví dụ 5. Vi sao chât Florua lại bao vê đươc răng ?
Răng được bảo vệ bởi lớp men cứng, dày khoảng 2mm. Lớp men này là hợp chất
Ca5(PO4)3OH và được tạo thành bằng phản ứng:
5Ca2+ + 3PO43- + OH- ⎯⎯ ⎯⎯→ Ca5(PO4)3OH (1)
Quá trình tạo lớp men này là sự bảo vệ tự nhiên của con người chống lại bệnh
sâu răng.
Trang 9/40
Sau các bửa ăn, vi khuẩn trong miệng tấn công các thức ăn còn lưu lại trên răng
tạo thành các axit hữu cơ như axit axetic và axit lactic. Thức ăn với hàm lượng
đường cao tạo điều kiện tốt cho việc sản sinh ra các axit đó.
Lượng axit trong miệng tăng làm cho pH giảm, làm cho phản ứng sau xảy ra:
H+ + OH- → H2O
Khi nồng độ OH- giảm, theo nguyên lí Lơ-Sa-tơ-li-ê, cân bằng (1) chuyển dịch
theo chiều nghịch và men răng bị mòn, tạo điều kiện cho sâu răng phát triển.
Biện pháp tốt nhất phòng sâu răng là ăn thức ăn ít chua, ít đường và đánh răng
sau khi ăn.
Người ta thường trộn vào thuốc đánh răng NaF hay SnF2, vì ion F- tạo điều kiện
cho phản ứng sau xảy ra:
5Ca2+ + 3PO43- + F- → Ca5(PO4)3F
Hợp chất Ca5(PO4)3F là men răng thay thế một phần Ca5(PO4)3OH
Ơ nước ta, một số người có thói quen ăn trầu, việc này rất tốt cho việc tạo men
răng theo phản ứng (1), vì trong trầu có vôi tôi Ca(OH)2, chứa các ion Ca2+ và
OH- làm cho cân bằng (1) chuyển dịch theo chiều thuận.
Áp dụng: Vấn đề sâu răng và phòng ngừa sâu răng được mọi người quan tâm.
Nhưng ít ai biết rằng vì sao răng bị sâu và cơ chế phòng ngừa như thế nào. Học
sinh sẽ rất tò mò về vấn đề này. Giáo viên có thể đề cập vấn đề này ở phần khái
niệm về pH trong bài AXIT- BAZƠ- MUỐI. pH. CHẤT CHỈ THỊ AXITBAZƠ – HÓA 11 hay ứng dụng của flo trong bài FLO – HÓA 10 nhằm giúp
cho học sinh có thói quen bảo vệ răng bằng cách đánh răng sau các bữa ăn.
Ví dụ 6. Tại sao phai ăn muối iot ?
Giải thích: Trong cơ thể con người có tồn tại một lượng iot tập trung ở tuyến
giáp trạng. Ơ người trưởng thành lượng iot này khoảng 20-50mg. Hàng ngày ta
phải bổ sung lượng iot cần thiết cho cơ thể bằng cách ăn muối iot. Iôt có trong
muối ăn dạng KI và KIO3. Nếu lượng iot không cung cấp đủ thì sẽ dẫn đến tuyến
Trang 10/40
giáp trạng sưng to thành bướu cổ, nặng hơn là đần độn, vô sinh và các chứng
bệnh khác.
Áp dụng: Giáo viên có thể đặt câu hỏi trên khi kết thúc bài IOT-HÓA 10 nhằm
giúp cho học sinh hiểu được ích lợi của việc ăn muối iot và tuyên truyền cho
cộng đồng.
Lĩnh vực áp dụng: Điều này đề cập trong bài giảng về Iôt( tiết 44 lớp 10) giúp
học sinh hiểu được vai trò tại sao toàn dân phải ăn muối iôt. Giúp các em tự nhận
thấy tầm quan trọng của muối iôt, tăng tính hiểu biết hơn.
* Ví dụ 7. Vi sao tay một người dính cồn iot cầm bánh mi thi có châm xanh
trên bánh mì?
Giải thích: Do cồn iot là hỗn hợp tan của Iot và ancol etylic (C2H5OH), Iot gặp
tinh bột tạo ra phức màu xanh dương. Điều này cũng có thể giải thích khi bôi cồn
iot lên phía trong quả chuối xanh lại cũng có hiện tượng tương tự (do trong chuối
xanh có tinh bột (C6H10O5)n). Nhưng nếu là chuối chín thì không thấy hiện tượng
này (do chuối chín chuyển tinh bột thành đường Glucozo (C6H12O6). Người ta sử
dụng tinh bột để nhận biết iot và ngược lại.
Áp dụng: Điều này được đề cập khi dạy về Iot (ở lớp 10) và Tinh bột (ở lớp 12),
giúp học sinh có thể giải thích 1 hiện tượng trong đời sống vì thực tế cồn iot có
rất đại trà trong đời sống đặc biệt là trị ghẻ thú y, cung cấp cách nhận biết tinh
bột.
* Ví dụ 8. Vi sao khi sư dụng máy photocopy phai chu y đến viêc thông gió ?
Chúng ta đều biết khi máy photocopy làm việc thường xảy ra hiện tượng phóng
điện cao áp do đó có thể sinh ra khí ozon theo phản ứng:
tia
3O 2O 2 3 ⎯⎯⎯⎯→ löûa ñieän
Với một lượng ít ozon trong không khí thì có tác dụng diệt khuẩn, diệt vi trùng.
Nhưng nếu lượng ozon lại vượt qua giới hạn cho phép sẽ gây tổn hại cho đại
não, phá hoại khả năng miễn dịch bệnh, gây mất trí nhớ, biến đổi nhiễm sắc thể,
Trang 11/40
gây quái thai ở phụ nữ mang thai, v.v..Thậm chí ozon còn là chất gây ung thư
nên tác hại của ozon không thể kể hết được.
Hiển nhiên là lượng ozon do máy photocopy sinh ra rất bé nên nếu ngẫu nhiên
mà tiếp xúc với nó cũng chưa có thể gây nguy hại cho cơ thể. Nhưng nếu tiếp
xúc với ozon trong thời gian dài và nếu không chú ý làm thông gió căn phòng thì
do ozon tập hợp nhiều trong phòng đến mức vượt tiêu chuẩn an toàn thì sẽ có
ảnh hưởng đến sức khỏe con người. Cho nên khi sử dụng máy photocopy cần
chú ý đến việc thông gió cho phòng máy.
Áp dụng: Giáo viên có thể đề cập vấn đề trên khi nói về tác hại của ozon trong
bài OXI – OZON – HÓA 10. Sau bài học học sinh sẽ biết được sự nguy hiểm
khi photocopy tài liệu và biết cách tránh được sự nguy hại này.
Ví dụ 9. Vi sao sau nhưng cơn giông, không khí trở nên trong lành, mát me
hơn ?
Sau những cơn mưa, nếu dạo bước trên đường phố, đồng ruộng, người ta cảm
thấy không khí trong lành, sạch sẽ. Sở dĩ như vậy là có hai nguyên nhân:
Nước mưa đã gội sạch bụi bẩn làm bầu không khí được trong sạch.
Trong cơn giông đã xảy ra phản ứng tạo thành ozon từ oxi:
tia
3O 2O 2 3 ⎯⎯⎯⎯→ löûa ñieän
Ozon sinh ra là chất khí màu xanh nhạt, mùi nồng, có tính oxi hóa mạnh. Ozon
có tác dụng tẩy trắng và diệt khuẩn mạnh. Khi nồng độ ozon nhỏ, người ta cảm
giác trong sạch, tươi mát.
Do vậy sau cơn mưa giông trong không khí có lẫn ít ozon làm cho không khí
trong sạch, tươi mát.
Áp dụng: Đây là một hiện tượng tự nhiên không xa lạ với học sinh. Một số học
sinh cho rằng đây là điều hiển nhiên vì “ sau cơn mưa trời lại sáng”. Tuy nhiên
nhìn dưới góc độ hóa học thì ta có thể giải thích được rõ ràng vấn đề này. Giáo
Trang 12/40
viên có thể đề cập trong phần ứng dụng của ozon hay đặt câu hỏi trên để dẫn dắt
vào bài mới trong bài OXI – OZON – HÓA 10.
Ví dụ 10. Vi sao ta hay dùng bạc để “đánh gió” khi bị bênh cam ?
Giải thích: Khi bị bệnh cảm, trong cơ thể con người sẽ tích tụ một lượng khí H2S
tương đối cao. Chính lượng H2S sẽ làm cho cơ thể mệt mỏi. Khi ta dùng Ag để
đánh gió thì Ag sẽ tác dụng với khí H2S. Do đó, lượng H2S trong cơ thể giảm và
dần sẽ hết bệnh. Miếng Ag sau khi đánh gió sẽ có màu đen xám:
4Ag + 2H2S + O2 → 2Ag2S↓ + 2H2O
(đen)
Áp dụng: Hiện tượng “đánh gió” đã được ông bà ta sử dụng từ rất xa xưa cho
đến tận bây giờ để chữa bệnh cảm. Cách làm này rất có cơ sở khoa học mà mọi
người cần phải biết. Giáo viên có thể nêu hiện tượng trên để dẫn dắt vào bài mới
khi dạy bài HIDROSUNFUA – HÓA 10.
* Ví dụ 11. Tại sai hiđro sunfua lại độc hại đối với người?
Giải thích: Hiđro sunfua độc hại với người vì khi vào máu, máu hóa đen do tạo
ra FeS làm hemoglobin của máu chứa Fe2+ bị phá huỷ:
H2S + Fe2+ (hemoglobin) → FeS + 2H+
Áp dụng: Giáo viên có thể nêu hiện tượng trên trong phần tính chất vật lý của
hiđro sunfua hoặc có thể nêu hiện tượng trên để dẫn dắt vào bài mới khi dạy bài
HIDROSUNFUA – HÓA 10.
* Ví dụ 12. Loại đá nào có thể ăn?
Giải thích: Khi bạn bị bệnh đau dạ dày cần phải chụp X quang. Trước khi chụp
phim thì bác sy thường cho bạn ăn một thứ thức ăn ở dạng hồ trắng. Thành phần
chủ yếu của thức ăn là một loại đá BaSO4.
Nguyên do là thầy thuốc chẩn đoán bệnh đau dạ dày cho người bệnh thường phải
chụp X quang. Chụp X quang đối với dạ dày không dễ như với các bộ phận
xương cốt, bởi vì tỷ trọng của xương lớn, tia X khó xuyên qua, trên phim chụp
Trang 13/40
có thể lưu lại những hình ảnh đậm còn tỷ trọng của dạ dày và các tổ chức xung
quanh tương đối mềm nên ảnh chụp không rõ nét.
Khi bệnh nhân ăn xong, BaSO4 đã vào tới dạ dày thì tiến hành chụp X quang bởi
vì BaSO4 ngăn cản tia X rất tốt. Từ đó bác sy có thể chẩn đoán chính xác tình
trạng dạ dày.
Áp dụng: giáo viên có thể đưa vào phần bài giảng muối sunfat trong bài AXIT
SUNFURIC-MUỐI SUNFAT -HOÁ 10 khi kể cho học sinh biết thêm một số
ứng dụng của muối sunfat.
* CHƯƠNG TRÌNH HÓA HỌC 11
Ví dụ 13. “Hiên tương mưa axit” là gi ? Tác hại như thế nào ?
Giải thích: Khí thải công nghiệp và khí thải của các động cơ đốt trong (ô tô, xe
máy) có chứa các khí SO2, NO, NO2,…Các khí này tác dụng với oxi O2 và hơi
nước trong không khí nhờ xúc tác oxit kim loại (có trong khói, bụi nhà máy)
hoặc ozon tạo ra axit sunfuric H2SO4 và axit nitric HNO3.
2SO2 + O2 + 2H2O → 2H2SO4
2NO + O2 → 2NO2
4NO2 + O2 + 2H2 O → 4HNO3
Axit H2SO4 và HNO3 tan vào nước mưa tạo ra mưa axit. Vai trò chính của mưa
axit là H2SO4 còn HNO3 đóng vai trị thứ hai.
– Hiện nay mưa axit là nguồn ô nhiễm chính ở một số nơi trên thế giới. Mưa axit
làm mùa màng thất thu và phá hủy các công trình xây dựng, các tượng đài làm từ
đá cẩm thạch, đá vôi, đá phiến (các loại đá này thành phần chính là CaCO3):
CaCO3 + H2SO4 → CaSO4 + CO2↑ + H2O
CaCO3 + 2HNO3 → Ca(NO3)2 + CO2↑ + H2O
Áp dụng: Ngày nay hiện tượng mưa axit và những tác hại của nó đã gây nên
những hậu quả nghiêm trọng, đặc biệt là ở những nước công nghiệp phát triển.
Vấn đề ô nhiễm môi trường luôn được cả thế giới quan tâm. Việt Nam chúng ta
Trang 14/40
đang rất chú trọng đến vấn đề này. Do vậy mà giáo viên phải cung cấp cho học
sinh những hiểu biết về hiện tượng mưa axit cũng như tác hại của nó nhằm nâng
cao ý thức bảo vệ môi trường. Cụ thể giáo viên có thể đặt câu hỏi trên liên hệ
tích hợp môi trường sau khi học xong bài HIDROSUNFUA – LƯU HUỲNH
ĐIOXIT – LƯU HUỲNH TRIOXIT- HÓA 10 hoặc bài NITƠ – HÓA 11.
Ví dụ 14. Vi sao không nên đổ nước vào axit sunfuric đậm đặc mà chỉ có thể
đổ axit sunfuric đậm đặc vào nước ?
Giải thích: Khi axit sunfuric gặp nước thì lập tức sẽ có phản ứng hóa học xảy ra,
đồng thời sẽ tỏa ra một nhiệt lượng lớn. Axit sunfuric đặc giống như dầu và nặng
hơn trong nước. Nếu bạn cho nước vào axit, nước sẽ nổi trên bề mặt axit. Khi
xảy ra phản ứng hóa học, nước sôi mãnh liệt và bắn tung tóe gây nguy hiểm.
Trái lại khi bạn cho axit sunfuric vào nước thì tình hình sẽ khác: axit sunfuric
đặc nặng hơn nước, nếu cho từ từ axit vào nước, nó sẽ chìm xuống đáy nước, sau
đó phân bố đều trong toàn bộ dung dịch. Như vậy khi có phản ứng xảy ra, nhiệt
lượng sinh ra được phân bố đều trong dung dịch, nhiệt độ sẽ tăng từ từ không
làm cho nước sôi lên một cách quá nhanh.
Một chú ý thêm là khi pha loãng axit sunfuric bạn luôn luôn nhớ là “ phải đổ từ
từ ” axit vào nước và không nên pha trong các bình thủy tinh. Bởi vì thủy tinh sẽ
dễ vở khi tăng nhiệt độ khi pha.
Áp dụng: Vấn đề an toàn khi làm thí nghiệm được đặt lên hàng đầu trong những
tiết dạy có sử dụng hóa chất. Đặc biệt khi tiếp xúc với axit H2SO4 đặc thì rất
nguy hiểm. Giáo viên có thể đặt câu hỏi trên cho học sinh trả lời về cách pha
loãng axit H2SO4 khi dạy phần tính chất vật lí của bài AXIT SUNFURICMUỐI SUNFAT – HÓA 10.
Ví dụ 15. Vi sao khi ăn trái cây không nên đánh răng ngay ?
Giải thích: Vì chất chua (tức axit hữu cơ) có trong trái cây sẽ kết hợp với những
thành phần trong thuốc đánh răng theo bàn chảy sẽ tấn công các kẽ răng và gây
Trang 15/40
tổn thương cho lợi. Bởi vậy người ta đợi đến khi nước bọt trung hòa lượng axit
trong trái cây nhất là táo, cam, nho, chanh…
Áp dụng: Giáo viên có thể đặt câu hỏi trên cho phần mở rộng tính chất hóa học
của axit, bazơ trong bài AXIT-BAZƠ-MUỐI – HÓA 11 nhằm giáo dục học
sinh nhận thức được những thói quen hằng ngày phản khoa học trong việc bảo vệ
răng miệng.
Ví dụ 16. Vi sao nước rau muống đang xanh khi vắt chanh vào thi chuyển
sang màu đỏ ?
Giải thích: Có một số chất hóa học gọi là chất chỉ thị màu, chúng làm cho dung
dịch thay đổi khi độ axit thay đổi. Trong rau muống (và vài loại rau khác) có
chất chỉ thị màu này, trong chanh có 7% axit xitric. Khi chưa vắt chanh nước rau
muống màu xanh lét là chứa chất kiềm. Vắt chanh vào nước rau làm thay đổi độ
axit, do đó làm thay đổi màu của nước rau sang đỏ.
Áp dụng: Giáo viên có thể đặt câu hỏi trên cho phần chất chỉ thị axit-bazơ trong
bài SỰ ĐIỆN LI CỦA NƯỚC. pH. CHẤT CHỈ THỊ AXIT-BAZƠ – HÓA 11,
giáo dục học sinh tìm tòi những chất chỉ thị thường gặp hằng ngày.
Ví dụ 17. Bột nở là chât gi mà có thể làm cho bánh to ra và xốp đươc ?
Giải thích: (NH4)2CO3 được dùng làm bột nở vì khi trộn thêm bột mì hoặc các
bột khác, lúc nướng bánh (NH4)2CO3 phân hủy thành các chất khí và hơi làm cho
bánh xốp và nở.

(NH4)2CO3

2NH3 + CO2 + H2O

⎯⎯→ t0   
Áp dụng: Giáo viên có thể đặt câu hỏi trên cho phần nhiệt phân muối amoni
trong bài AMONIAC VÀ MUỐI AMONI – HÓA 11
Ví dụ 18. Ca dao Việt Nam có câu:
“Lua chim lâp ló ngoài bờ
Hễ nghe tiếng sâm phât cờ mà lên”
Mang ý nghĩa hóa học gì ?
Trang 16/40
Giải thích: Câu ca dao có nghĩa là: Khi vụ lúa chiêm đang trổ đồng mà có trận
mưa rào kèm theo sấm chớp thì rất tốt và cho năng suất cao. Vì sao vậy ?
Do trong không khí có khoảng 80% Nitơ và 20 % oxi. Khi có sấm chớp (tia lửa
điện) thì:
Sau đó: 2NO + O2 → 2NO2
Khí NO2 hòa tan trong nước: 4NO2 + O2 + H2O → 4HNO3
HNO3 hòa tan trong đất được trung hòa bởi một số muối tạo muối nitrat cung cấp
N cho cây. Nhờ có sấm chớp ở các cơn mưa giông, mỗi năm trung bình mỗi mẫu
đất được cung cấp khoảng 6-7 kg nitơ.
Áp dụng: Đây là một câu ca dao mang ý nghĩa thực tiễn rất thường gặp trong đời
sống. Đây quả là một kinh nghiệm được ông cha ta rút ra qua những tháng năm
canh tác nông nghiệp. Học sinh cũng dễ dàng quan sát để kiểm nghiệm và giải
thích được một cách khoa học về vấn đề trên. Giáo viên có thể đặt câu hỏi trên
để dẫn dắt vào bài mới khi dạy bài AXIT NITRIC HOẶC PHÂN BÓN HÓA
HỌC – HÓA 11
Ví dụ 19. “Thuốc chuột” là chât gi mà có thể làm chuột chết ?
Tại sao những con chuột sau khi ăn thuốc chuột lại đi tìm nước uống. Vậy thuốc
chuột là gì? Cái gì đã làm cho chuột chết? Nếu sau khi ăn thuốc mà không có
nước uống thì chuột chết mau hay lâu hơn ?
Thành phần thuốc chuột là kẽm photphua Zn3P2. Sau khi ăn, Zn3P2 bị thủy phân
rất mạnh, hàm lượng nước trong cơ thể chuột giảm, nó khát và đi tìm nước:
Zn3P2 + 6H2O → 3Zn(OH)2 + 2PH3↑
Chính PH3 (photphin) đã giết chết chuột.
Càng nhiều nước đưa vào cơ thể chuột → PH3 thoát ra nhiều → chuột càng
nhanh chết. Nếu không có nước chuột sẽ chết lâu hơn.
Áp dụng: Vấn đề diệt chuột đang được mọi người quan tâm vì chuột là con vật
mang nhiều mầm bệnh truyền nhiễm cho con người và hay phá hoại mùa màng.
Trang 17/40
“Thuốc chuột” đang được dùng với mục đích trên. Nhưng đây là loại thuốc rất
độc nên dể ảnh hưởng đến sức khỏe con người, vì vậy giáo viên nên hướng dẫn
cho học sinh biết cơ chế diệt chuột của thuốc chuột nhằm biết cách sử dụng an
toàn. Giáo viên có thể đề cập vấn đề này trong phần nêu ứng dụng của photpho
hoặc khi lấy ví dụ để chứng minh tính oxi hóa của photpho thì giáo viên nên viết
phương trình photpho tác dụng của với kẽm, sau đó nêu ứng dụng của sản phẩm
( Zn3P2) trong bài PHOTPHO – HÓA 11.
Ví dụ 20. “Ma trơi” là gi ? Ma trơi thường xuât hiên ở đâu ?
Giải thích: Trong xương của động vật luôn có chứa một hàm lượng photpho. Khi
cơ thể động vật chết đi, nó sẽ phân hủy một phần thành photphin PH3 và lẫn một
ít điphotphin P2H4. Photphin không tự bốc cháy ở nhiệt độ thường. Khi đun nóng
đến 150oC thì nó mới cháy được. Còn điphotphin P2H4 thì tự bốc cháy trong
không khí và tỏa nhiệt. Chính lượng nhiệt tỏa ra trong quá trình này làm cho
photphin bốc cháy:
2PH3 + 4O2 → P2O5 + 3H2O
Quá trình trên xảy ra cả ngày lẫn đêm nhưng do ban ngày có các tia sáng của mặt
trời nên ta không quan sát rõ như vào ban đêm.
Hiện tượng ma trơi chỉ là một quá trình hóa học xảy ra trong tự nhiên. Thường
gặp ma trơi ở các nghĩa địa vào ban đêm.
Áp dụng: Đây là một hiện tượng tự nhiên chứ không phải là một hiện tượng
“thần bí ” nào đó, tránh tình trạng mê tín dị đoan, làm cho cuộc sống thêm lành
mạnh. Vấn đề này có thể được đề cập ở phần trạng thái tự nhiên trong bài
PHOTPHO – HÓA 11
Ví dụ 21. Người ta biết chât diêp lục trong cây xanh có công thức phân tư
C55H70O5N4Mg. Cây xanh tạo chât này nhờ CO2 (trong không khí), hiđro (từ
nước trong đât) và các chât vô cơ là nitơ, magie (từ đât lên). Khi cây bị vàng lá
Trang 18/40
người ta nghi là không đủ chât diêp lục. Vậy theo em nên bón loại phân nào
giup cây tạo chât diêp lục hiêu qua nhât ?
Giải thích: Nên dùng phân đạm như phân magie nitrat và amoni sunfat vì 2 loại
phân này có Mg và N cung cấp cho cây.
Áp dụng: Giáo viên có thể đặt câu hỏi trên cho phần đặt vấn đề vào bài hoặc liên
hệ thực tế ở phần phân đạm trong bài PHÂN BÓN HÓA HỌC – HÓA 11.
Ví dụ 22. Tại sao khi đi gần các sông, hồ bẩn vào ngày nắng nóng, người ta
ngưi thây mùi khai ?
Giải thích: Khi nước sông, hồ bị ô nhiễm nặng bởi các chất hữu cơ giàu đạm như
nước tiểu, phân hữu cơ, rác thải hữu cơ… thì lượng urê trong các chất hữu cơ
này sinh ra nhiều. Dưới tác dụng của men ureaza của các vi sinh vật, urê bị phân
hủy tiếp thành CO2 và amoniac NH3 theo phản ứng:
(NH2)2CO + H2O CO2 + 2NH3
NH3 sinh ra hòa tan trong nước sông, hồ dưới dạng một cân bằng động. Như vậy
khi trời nắng (nhiệt độ cao), NH3 sinh ra do các phản ứng phân hủy urê chứa
trong nước sẽ không hòa tan vào nước mà bị tách ra bay vào không khí làm cho
không khí xung quanh sông, hồ có mùi khai khó chịu.
Áp dụng: Đây là hiện tượng thường gặp quanh hồ, ao, nhất là vào mùa khô, nắng
nóng. Giáo viên có thể nêu vấn đề ở phần phân ure trong bài PHÂN BÓN HÓA
HỌC – HÓA 11.
Ví dụ 23. Vi sao người ta dùng tro bếp để bón cho cây ?
Giải thích: Trong tro bếp có chứa muối K2CO3 cung cấp nguyên tố kali cho cây.
Áp dụng: Giáo viên có thể đặt câu hỏi trên cho phần đặt vấn đề vào bài hoặc liên
hệ thực tế ở phần phân kali trong bài PHÂN BÓN HÓA HỌC – HÓA 11.
Ví dụ 24. Tại sao để cai tạo đât ở một số ruộng chua người ta thường bón bột
vôi ?
Trang 19/40
Giải thích: Thành phần của bột vôi gồm CaO và Ca(OH)2 và một số ít CaCO3.
Ơ ruộng chua có chứa axit, pH < 7, nên sẽ có phản ứng giữa axit với CaO,
Ca(OH)2 và một ít CaCO3 làm giảm tính axit nên ruộng sẽ hết chua.
Áp dụng: Giáo viên có thể hướng dẫn học sinh vận dụng kiến thức các bài đã học
để trả lời khi kết thúc bài PHÂN BÓN HÓA HỌC – HÓA 11.
Ví dụ 25. Làm thế nào để biết dưới giếng có khí độc (CO) hoặc nhiều khí
thiên nhiên (CH4…) và không có oxi, để tránh khi xuống giếng bị ngạt?
Giải thích: Trong các giếng đào đặc biệt nhiều ở vùng đồng bằng thường có khí
độc CO, CH4… và không có O2. Mà người dân chúng ta hay có thói quen xuống
giếng thau giếng hoặc vì lấy gầu múc nước… Đã có nhiều trường hợp bị tử vong
một lúc nhiều mạng người vì gặp phải giếng có khí độc (CO) gây đông máu,
CH4… và không có O2 gây ngạt trong tíc tắc, làm người xuống cứu cũng chết.
Để tránh, tốt nhất không nên xuống các giếng đào, nếu có xuống phải đeo bình
oxi. Còn muốn biết có khí độc(CO), hoặc nhiều khí thiên nhiên(CH4…) và
không có O2 chỉ cần lấy dây buộc một con gà, vịt … thả xuống nếu nó chết thì
chứng tỏ có khí độc.
Áp dụng: Đây là một hiện tượng hay xảy ra, giáo viên nên đưa vào bài giảng để
nhắc nhở học sinh, cộng đồng …tránh những cái chết thương tâm. Vấn đề này có
thể xen vào bài dạy CACBON LỚP 11.
Ví dụ 26. Tại sao khi cơm bị khê, ông bà ta thường cho vào nồi cơm một mẫu
than củi ?
Do than củi xốp, có tính hấp phụ nên hấp phụ hơi khét của cơm làm cho cơm đỡ
mùi khê.
Áp dụng: Giáo viên có thể đặt câu hỏi trên cho phần liên hệ thực tế trong bài :
CACBON – HÓA 11.
Ví dụ 27. Vi sao khi mở binh nước ngọt có ga lại có nhiều bọt khí thoát ra ?
Trang 20/40
Giải thích: Nước ngọt không khác nước đường mấy chỉ có khác là có thêm khí
cacbonic CO2. Ơ các nhà máy sản xuất nước ngọt, người ta dùng áp lực lớn để ép
CO2 hòa tan vào nước. Sau đó nạp vào bình và đóng kín lại thì thu được nước
ngọt.
Khi bạn mở nắp bình, áp suất bên ngoài thấp nên CO2 lập tức bay vào không
khí. Vì vậy các bọt khí thoát ra giống như lúc ta đun nước sôi. Về mùa hè người
ta thường thích uống nước ngọt ướp lạnh.

Các thầy cô cần file liên hệ với chúng tôi tại fanpage facebook O2 Education

Hoặc xem nhiều SKKN hơn tại:  Tổng hợp SKKN môn hóa học cấp THPT

Hoặc xem thêm các tài liệu khác của môn hóa

• Phương pháp tư duy dồn chất xếp hình giải bài tập hóa học hữu cơ
• Tổng hợp đề thi môn hóa của bộ giáo dục từ năm 2007 đến nay
• Tổng hợp các phương pháp giải bài tập môn hoá học
• Tổng hợp giáo án chủ đề STEM trong môn hóa học

Sử dụng bài tập thực tiễn dạy học phần kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ, nhôm phát triển năng lực vận dụng kiến thức của học sinh

Xem bản đầy đủ trên google drive: TẠI ĐÂY

Các thầy cô cần file liên hệ với chúng tôi tại fanpage facebook O2 Education

Hoặc xem nhiều SKKN hơn tại:  Tổng hợp SKKN luận văn luận án O2 Education

1. Lí do chọn đề tài
Nghị quyết Hội nghị Trung ương 8 khóa XI (Nghị quyết số 29-NQ/TW – ngày
4/11/2013) về đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo nêu rõ: “Tiếp tục đổi
mới mạnh mẽ phương pháp dạy và học theo hướng hiện đại; phát huy tính tích cực,
chủ động, sáng tạo và vận dụng kiến thức, kỹ năng của người học; khắc phục lối
truyền thụ áp đặt một chiều, ghi nhớ máy móc. Tập trung dạy cách học, cách nghĩ,
khuyến khích tự học, tạo cơ sở để người học tự cập nhật và đổi mới tri thức, kỹ
năng, phát triển năng lực… Tập trung phát triển trí tuệ, thể chất, hình thành ph m
chất, năng lực công dân, phát hiện và bồi dưỡng năng khiếu, định hướng nghề
nghiệp cho học sinh. Nâng cao chất lượng giáo dục toàn diện, chú trọng giáo dục lý
tưởng, truyền thống, đạo đức, lối sống, ngoại ngữ, tin học, năng lực và kỹ năng thực
hành, vận dụng kiến thức vào thực tiễn…”
Giáo dục phổ thông nước ta đang thực hiện bước chuyển từ chương trình giáo
dục tiếp cận nội dung sang tiếp cận năng lực của người học, nghĩa là từ chỗ quan
tâm đến việc học sinh học được những gì đến chỗ quan tâm học sinh vận dụng được
những gì vào thực tiễn sau quá trình học tập. Để đạt được điều đó, việc dạy học ở
trường phổ thông phải được đổi mới đồng bộ cả về nội dung, phương pháp, hình
thức tổ chức dạy học, kiểm tra đánh giá. Trong quá trình dạy học nói chung và dạy
học bộ môn Hóa học nói riêng, việc sử dụng bài tập là không thể thiếu. Bài tập vừa
là mục đích vừa là nội dung và cũng là phương pháp dạy học hiệu quả. Bài tập
không chỉ cung cấp cho học sinh kiến thức, con đường giành lấy kiến thức và còn
mang lại niềm vui của sự phát hiện, của sự tìm ra đáp số. Nếu thông qua việc giải
một bài tập mà học sinh có thể giải đáp được những tình huống có vấn đề nảy sinh
trong đời sống, trong lao động, sản xuất thì sẽ làm tăng lòng say mê học hỏi, phát
triển tư duy sáng tạo, năng lực giải quyết vấn đề. Tăng cường sử dụng bài tập thực
tiễn trong dạy và học hoá học sẽ góp phần thực hiện nguyên lí giáo dục: học đi đôi
với hành, giáo dục kết hợp với lao động sản xuất, lí luận gắn liền với thực tiễn.
Tuy nhiên, trong chương trình sách giáo khoa và sách bài tập hoá học THPT
hiện nay, số lượng các bài tập thực tiễn còn rất hạn chế (khoảng 17,5%). Vì vậy học
sinh có thể giải thành thạo các bài tập hoá học định tính, định lượng về cấu tạo chất,
2
về sự biến đổi các chất rất phức tạp nhưng khi cần phải dùng kiến thức hoá học để
giải quyết một tình huống cụ thể trong thực tiễn thì lại rất lúng túng. Điều này khiến
cho việc phát triển NLVDKT vào thực tiễn của học sinh bị hạn chế, chưa đáp ứng
được yêu cầu đổi mới giáo dục theo định hướng phát triển năng lực.
Chính vì những lí do trên tôi chọn đề tài: “Sử dụng bài tập thực tiễn dạy học
phần kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ, nhôm (Hoá học 12) phát triển năng lực
vận dụng kiến thức của học sinh”.
2. Lịch sử nghiên cứu
Hiện nay, theo định hướng đổi mới giáo dục, nhiều tác giả đã quan tâm nghiên
cứu tới vấn đề sử dụng bài tập thực tiễn nhằm phát triển năng lực vận dụng kiến
thức của học sinh như:
– Đỗ Công Mỹ, 2005, Xây dựng, lựa chọn hệ thống câu hỏi lý thuyết và bài tập thực
tiễn môn hóa học trung học phổ thông (phần hóa đại cương và vô cơ), Luận văn
thạc sĩ giáo dục học, trường Đại học sư phạm Hà Nội.
– Nguyễn Thị Hằng, 2007, Xây dựng, lựa chọn hệ thống bài tập thực tiễn THPT
(phần hóa hữu cơ), luận văn thạc sĩ khoa học, trường Đại học sư phạm Hà Nội.
– Đặng thị Thanh Giang, 2009, Phát triển năng lực nhận thức và tư duy của học sinh
thông qua hệ thống bài tập hóa học có liên quan đến thực tiễn và môi trường (phần
vô cơ – hóa học THPT), luận văn thạc sĩ giáo dục học, trường Đại học Giáo dục, Đại
học Quốc Gia Hà Nội.
– Đậu Thị Thịnh, 2011, Một số biện pháp rèn luyện kĩ năng vận dụng kiến thức hóa
học vào thực tiễn cho học sinh THPT phần hữu cơ lớp 12 nâng cao, Luận văn Thạc
sĩ sư phạm, trường Đại học Giáo dục – Đại học Quốc gia Hà Nội.
– Lê Thị Kim Thoa, 2012, Tuyển chọn và xây dựng hệ thống bài tập hóa học gắn
với thực tiễn dùng trong dạy học hóa học ở trường phổ thông, Luận văn Thạc sĩ
Giáo dục, trường Đại học Sư phạm TP Hồ Chí Minh…
Tuy nhiên, chưa có nghiên cứu nào tập trung xây dựng và đề xuất biện pháp sử
dụng bài tập thực tiễn phần kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ, nhôm (Hóa học 12) để
phát triển năng lực vận dụng kiến thức của học sinh trung học phổ thông. Đây là
một trong những phần kiến thức trọng tâm của hóa học 12, đồng thời cũng có nhiều
3
kiến thức gắn liền với thực tế đời sống và sản xuất của con người. Vì vậy tôi chọn
đề tài này với hi vọng đóng góp một phần vào kho tài liệu dạy – học Hóa học.
3. Mục đích và nhiệm vụ nghiên cứu
3.1.Mục đích nghiên cứu
Xây dựng, sử dụng hệ thống câu hỏi lý thuyết và bài tập thực tiễn phần kim loại
kiềm, kim loại kiềm thổ, nhôm (hóa học 12) nhằm góp phần nâng cao chất lượng
dạy và học hoá học.
3.2. Nhiệm vụ nghiên cứu
– Nghiên cứu cơ sở lí luận và thực tiễn của dạy học phát triển năng lực vận dụng
kiến thức, mối quan hệ giữa hoá học và các vấn đề thực tiễn.
– Xây dựng, lựa chọn hệ thống câu hỏi lý thuyết và bài tập thực tiễn phần kim loại
kiềm, kim loại kiềm thổ, nhôm – Hóa 12.
– Đề xuất việc sử dụng hệ thống bài tập thực tiễn trong dạy học hoá học nhằm phát
triển năng lực vận dụng kiến thức của học sinh.
– Thiết kế kế hoạch, giáo án bài dạy và thiết kế công cụ đánh giá sự phát triển năng
lực vận dụng kiến thức của học sinh.
– Thực nghiệm sư phạm nhằm xác định tính hiệu quả của đề tài.
4. Câu hỏi nghiên cứu và giả thuyết nghiên cứu
4.1. Câu hỏi nghiên cứu
Dạy học sử dụng các bài tập thực tiễn giúp học sinh rèn luyện và phát triển năng lực
vận dụng kiến thức hóa học vào thực tiễn như thế nào?
4.2. Giả thuyết nghiên cứu
Nếu giáo viên xây dựng được hệ thống bài tập thực tiễn đảm bảo chất lượng và sử
dụng chúng một cách hợp lý thì sẽ phát triển năng lực vận dụng kiến thức vào thực
tiễn của học sinh, góp phần nâng cao chất lượng dạy học.
5. Phương pháp nghiên cứu
– Phương pháp nghiên cứu lý luận: Nghiên cứu các tài liệu liên quan đến bài tập hóa
học thực tiễn, năng lực vận dụng kiến thức hóa học vào thực tiễn của HS phổ thông.
– Phương pháp nghiên cứu thực tiễn: trao đổi, tiếp thu ý kiến đóng góp của các giáo
viên giàu kinh nghiệm. Kiểm nghiệm các biện pháp đã đề ra qua một số giờ dạy
4
thực nghiệm ở một số lớp đã chọn. Trên cơ sở đó kiểm tra, đánh giá, bổ sung và
chỉnh sửa để tăng thêm tính khả thi của các biện pháp đó.
– Phương pháp thống kê xử lí thông tin: Thống kê, xử lý các dữ liệu thu thập được
qua quá trình thực nghiệm sư phạm bằng các phần mềm hỗ trợ như excel,…
6. Khách thể và đối tượng nghiên cứu
6.1. Khách thể nghiên cứu
Quá trình dạy học ở trường phổ thông.
6.2. Đối tượng nghiên cứu
– Bài tập hóa học gắn với thực tiễn trong phần Kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ,
nhôm, chương trình Hóa học 12.
– Các biện pháp phát triển năng lực vận dụng kiến thức của HS trung học phổ thông.
7. Phạm vi nghiên cứu
Tập trung nghiên cứu xây dựng hệ thống bài tập hóa học gắn với thực tiễn
trong phần kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ, nhôm (Hóa học 12) và biện pháp sử
dụng chúng nhằm phát triển NLVDKT của HS.
8. Đóng góp của luận văn
Luận văn nghiên cứu tổng quan các vấn đề lí thuyết liên quan đến NLVDKT và
BTTT, góp phần làm sáng tỏ các nội dung về NLVDKT.
Tuyển chọn và xây dựng hệ thống câu hỏi, bài tập thực tiễn phần kim loại kiềm,
kim loại kiềm thổ, nhôm (Hóa học 12), đồng thời đề xuất biện pháp sử dụng hệ
thống BTTT trong quá trình dạy học nhằm phát triển NLVDKT của HS.
Thiết kế bộ công cụ đánh giá NLVDKT của HS.
9. Cấu trúc luận văn
Luận văn gồm các phần:
MỞ ĐẦU
Chương 1: Cơ sở lí luận và thực tiễn của đề tài.
Chương 2: Sử dụng hệ thống bài tập thực tiễn trong dạy học phần kim loại
kiềm, kim loại kiềm thổ, nhôm – hóa 12.
Chương 3: Thực nghiệm sư phạm
KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ
TÀI LIỆU THAM KHẢO
5
CHƯƠNG 1
CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
1.1. Quan điểm giáo dục phổ thông, mục tiêu giáo dục Việt Nam hiện nay
1.1.1. Quan điểm giáo dục phổ thông Việt Nam hiện nay
Nghị quyết Hội nghị lần thứ 8, Ban Chấp hành Trung ương khóa XI (Nghị quyết
số 29-NQ/TW) về đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo, đáp ứng yêu cầu
CNH-HĐH trong điều kiện kinh tế thị trường định hướng XHCN và hội nhập quốc
tế đã chỉ rõ quan điểm: “Phát triển giáo dục và đào tạo là nâng cao dân trí, đào tạo
nhân lực, bồi dưỡng nhân tài. Chuyển mạnh quá trình giáo dục từ chủ yếu trang bị
kiến thức sang phát triển toàn diện năng lực và ph m chất người học. Học đi đôi
với hành; lý luận gắn với thực tiễn; giáo dục nhà trường kết hợp với giáo dục gia
đình và giáo dục xã hội”.
Dự thảo chương trình giáo dục phổ thông tổng thể năm 2015 cũng xác định rõ:
“Chương trình giáo dục cấp trung học phổ thông nhằm giúp học sinh hình thành
ph m chất và năng lực của người lao động, nhân cách công dân, ý thức quyền và
nghĩa vụ đối với Tổ quốc trên cơ sở duy trì, nâng cao và định hình các ph m chất,
năng lực đã hình thành ở cấp trung học cơ sở; có khả năng tự học và ý thức học tập
suốt đời, có những hiểu biết và khả năng lựa chọn nghề nghiệp phù hợp với năng
lực và sở thích, điều kiện và hoàn cảnh của bản thân để tiếp tục học lên, học nghề
hoặc bước vào cuộc sống lao động”.
Như vậy có thể thấy rõ, quan điểm giáo dục phổ thông của nước ta hiện nay chú
trọng tới:
– Bồi dưỡng năng lực tự học, học suốt đời, học để nâng cao trình độ chuyên môn,
học để chuyển đổi nghề nghiệp….
– Rèn luyện kĩ năng vận dụng kiến thức đã học để giải quyết các vấn đề nảy sinh
trong đời sống, lao động và sản xuất.
– Khích lệ học sinh phát huy tính chủ động trong việc chiếm lĩnh tri thức, phát huy
tính sáng tạo trong việc vận dụng kiến thức để giải quyết tình huống có vấn đề nảy
sinh trong học tập và trong thực tiễn.
1.1.2. Mục tiêu, nhiệm vụ giảng dạy môn hoá học ở bậc THPT
1.1.2.1. Mục tiêu
6
Môn hoá học trường phổ thông cung cấp cho học sinh hệ thống kiến thức, kĩ
năng phổ thông, cơ bản, hiện đại, thiết thực và gắn với đời sống. Nội dung chủ yếu
bao gồm cấu tạo chất, sự biến đổi của các chất, những ứng dụng và tác hại của các
chất trong đời sống, sản xuất, môi trường. Những nội dung này góp phần giúp học
sinh có học vấn phổ thông tương đối toàn diện để có thể tiếp tục học lên đồng thời
có thể giải quyết một số vấn đề có liên quan đến hoá học trong đời sống và sản xuất,
mặt khác góp phần phát triển tư duy sáng tạo, năng lực giải quyết vấn đề cho học
sinh.
1.1.2.2. Nhiệm vụ
a. Kiến thức: Phát triển và hoàn chỉnh những kiến thức hoá học ở cấp trung học cơ
sở, cung cấp một hệ thống kiến thức hoá học phổ thông, cơ bản, hiện đại, thiết thực
gồm:
– Hoá đại cương: Bao gồm hệ thống lí thuyết chủ đạo, làm cơ sở để nghiên cứu các
chất hoá học cụ thể. Mức độ lí thuyết đề cập chủ yếu ở mức định tính, một phần ở
mức định lượng hoặc bán định lượng, giúp học sinh vận dụng để xem xét các đối
tượng hoá học cụ thể.
– Hoá vô cơ: Vận dụng lí thuyết chủ đạo nghiên cứu các đối tượng cụ thể như nhóm
nguyên tố, những nguyên tố điển hình và các hợp chất có nhiều ứng dụng quan
trọng, gần gũi trong đời sống, sản xuất hoá học.
– Hoá hữu cơ: Vận dụng lí thuyết chủ đạo nghiên cứu các hợp chất hữu cơ cụ thể,
một số dãy đồng đẳng hoặc loại chất hữu cơ tiêu biểu, có nhiều ứng dụng, gần gũi
trong đời sống sản xuất.
– Trong chương trình còn có thêm một số vấn đề:
+ Phân tích hoá học: phương pháp phân biệt và tách các chất thông dụng.
+ Hoá học về vấn đề kinh tế: vai trò của sản xuất hoá học trong việc nâng cao chất
lượng cuộc sống (các vật liệu mới, chất mới, sản ph m mới, năng lượng mới…)
+ Hoá học và vấn đề xã hội: vai trò của hoá học đối với sự phát triển của xã hội.
+ Hoá học và vấn đề môi trường: mối liên quan giữa các hoạt động của con người,
giữa sản xuất hoá học với sự ô nhiễm môi trường, phương pháp xử lí chất thải.
7
Những vấn đề trên vừa được lồng ghép trong khi học về các chất cụ thể vừa
được tách ra thành chương trình riêng nhằm tăng thêm tính thiết thực của chương
trình.
b. Kĩ năng: Phát triển các kĩ năng hoá học, kĩ năng giải quyết vấn đề nhằm phát
triển năng lực nhận thức và năng lực hành động cho học sinh như:
– Quan sát thí nghiệm, phân tích, dự đoán, kết luận và kiểm tra kết quả….
– Làm việc với tài liệu giáo khoa và các tài liệu tham khảo: tóm tắt nội dung chính,
thu thập tài liệu, phân tích và kết luận…
– Thực hiện một số thí nghiệm hoá học độc lập và theo nhóm.
– Cách làm việc hợp tác với các học sinh khác trong nhóm nhỏ để hoàn thành một
nhiệm vụ nghiên cứu.
– Vận dụng kiến thức để giải quyết một số vấn đề đơn giản của cuộc sống hàng ngày
có liên quan đến hoá học.
– Lập kế hoạch giải một bài tập hoá học, thực hiện một vấn đề thực tế, một thí
nghiệm, một đề tài nhỏ có liên đến hoá học….
c. Thái độ: Tiếp tục hình thành và phát triển thái độ tích cực ở học sinh như:
– Hứng thú học tập môn hoá học.
– Có ý thức trách nhiệm đối với một vấn đề của cá nhân, tập thể, cộng đồng có liên
quan đến hoá học.
– Nhìn nhận và giải quyết vấn đề một cách khách quan, trung thực trên cơ sở phân
tích khoa học.
– Có ý thức vận dụng những điều đã biết về hoá học vào cuộc sống và vận động
người khác cùng thực hiện.
1.2. Năng lực và dạy học theo định hướng phát triển năng lực
1.2.1. Khái niệm và cấu trúc năng lực [4]
1.2.1.1. Khái niệm
Theo Từ điển Hán Việt của tác giả Nguyễn Lân, “Năng lực là khả năng đảm
nhận công việc và thực hiện tốt công việc đó nhờ có ph m chất đạo đức và trình
độ chuyên môn.”
Ngoài ra, khái niệm năng lực được tiếp cận theo nhiều quan điểm khác như:
8
– Năng lực được xây dựng trên cơ sở tri thức, thiết lập qua giá trị, cấu trúc như là
các khả năng, hình thành qua trải nghiệm/củng cố qua kinh nghiệm, hiện thực hóa
qua ý chí (John Erpenbeck – 1998).
– Năng lực là khả năng cá nhân đáp ứng các yêu cầu phức hợp và thực hiện thành
công nhiệm vụ trong một bối cảnh cụ thể” (OECD, 2002).
– Năng lực là các khả năng và kỹ năng nhận thức vốn có ở cá nhân hay có thể học
được… để giải quyết các vấn đề đặt ra trong cuộc sống. Năng lực cũng hàm chứa
trong nó tính sẵn sàng hành động, động cơ, ý chí và trách nhiệm xã hội để có thể sử
dụng một cách thành công và có trách nhiệm các giải pháp… trong những tình
huống thay đổi (Weinert, 2001).
Như vậy, có thể nhìn nhận một cách tổng quát, năng lực luôn gắn với khả năng
thực hiện, nghĩa là phải biết làm chứ không dừng lại ở hiểu. Hành động “làm”
ở đây lại gắn với những yêu cầu cụ thể về kiến thức, kĩ năng, thái độ để đạt được
kết quả.
1.2.1.2. Cấu trúc
Hình 1.1. Mô hình cấu trúc năng lực thực hiện
Để hình thành và phát triển năng lực cần xác định các thành phần và cấu trúc
của chúng. Có nhiều loại năng lực khác nhau. Việc mô tả cấu trúc và các thành
phần năng lực cũng khác nhau. Cấu trúc chung của năng lực hành động được mô tả
là sự kết hợp của 4 năng lực thành phần: Năng lực chuyên môn, năng lực phương
pháp, năng lực xã hội, năng lực cá thể.
9
– Năng lực chuyên môn (Professional competency): Là khả năng thực hiện các nhiệm
vụ chuyên môn cũng như khả năng đánh giá kết quả chuyên môn một cách độc lập, có
phương pháp và chính xác về mặt chuyên môn. Nó được tiếp nhận qua việc học nội dung
chuyên môn và chủ yếu gắn với khả năng nhận thức và tâm lý vận động.
– Năng lực phương pháp (Methodical competency): Là khả năng đối với
những hành động có kế hoạch, định hướng mục đích trong việc giải quyết các
nhiệm vụ và vấn đề. Năng lực phương pháp bao gồm năng lực phương pháp
chung và phương pháp chuyên môn. Trung tâm của phương pháp nhận thức là
những khả năng tiếp nhận, xử lý, đánh giá, truyền thụ và trình bày tri thức. Nó được
tiếp nhận qua việc học phương pháp luận – giải quyết vấn đề.
– Năng lực xã hội (Social competency): Là khả năng đạt được mục đích trong những
tình huống giao tiếp ứng xử xã hội cũng như trong những nhiệm vụ khác nhau trong
sự phối hợp chặt chẽ với những thành viên khác. Nó được tiếp nhận qua việc học
giao tiếp.
– Năng lực cá thể (Induvidual competency): Là khả năng xác định, đánh giá được
những cơ hội phát triển cũng như những giới hạn của cá nhân, phát triển năng khiếu,
xây dựng và thực hiện kế hoạch phát triển cá nhân, những quan điểm, chu n giá trị
đạo đức và động cơ chi phối các thái độ và hành vi ứng xử. Nó được tiếp nhận qua
việc học cảm xúc – đạo đức và liên quan đến tư duy và hành động tự chịu trách nhiệm.
Mô hình cấu trúc năng lực trên đây có thể cụ thể hoá trong từng lĩnh
vực chuyên môn, nghề nghiệp khác nhau. Mặt khác, trong mỗi lĩnh vực nghề nghiệp
người ta cũng mô tả các loại năng lực khác nhau. Ví dụ năng lực của GV bao gồm
những nhóm cơ bản sau: Năng lực dạy học, năng lực giáo dục, năng lực ch n đoán
và tư vấn, năng lực phát triển nghề nghiệp và phát triển trường học.
Từ cấu trúc của khái niệm NL cho thấy giáo dục định hướng phát triển NL
không chỉ nhằm mục tiêu phát triển NL chuyên môn bao gồm tri thức, kỹ năng
chuyên môn mà còn phát triển NL phương pháp, NL xã hội và NL cá thể. Những
NL này không tách rời nhau mà có mối quan hệ chặt chẽ. Năng lực hành động được
hình thành trên cơ sở có sự kết hợp các NL này.
10
1.2.2. Các năng lực cơ bản của học sinh trung học phổ thông [2]
Năng lực của học sinh là khả năng làm chủ những hệ thống kiến thức, kỹ năng,
thái độ… phù hợp với lứa tuổi và vận hành (kết nối) chúng một cách hợp lý vào thực
hiện thành công nhiệm vụ học tập, giải quyết hiệu quả những vấn đề đặt ra cho
chính các em trong cuộc sống.
Theo quan điểm đổi mới giáo dục, năng lực chung là những năng lực cơ bản,
thiết yếu hoặc cốt lõi làm nền tảng cho mọi hoạt động của con người trong
cuộc sống và lao động nghề nghiệp, bao gồm:
– Năng lực tự học
– Năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo
– Năng lực th m mỹ
– Năng lực thể chất
– Năng lực giao tiếp
– Năng lực hợp tác
– Năng lực tính toán
– Năng lực công nghệ thông tin và truyền thông
Từ các ph m chất và năng lực chung, mỗi môn học xác định những ph m chất, và
năng lực cá biệt và những yêu cầu đặt ra cho từng môn học, từng hoạt động giáo dục.
Đối với môn Hóa học, cần hình thành và phát triển ở HS một số năng lực đặc thù như:
– Năng lực sử dụng ngôn ngữ hóa học
– Năng lực thực hành hóa học
– Năng lực tính toán hóa học
– Năng lực giải quyết vấn đề
– Năng lực vận dụng kiến thức hóa học vào cuộc sống.
Trong các NL trên, NLVDKT là một trong các NL đặc thù, cần thiết phải phát triển
cho HS trong quá trình học tập.
1.3. Vai trò của việc vận dụng kiến thức trong quá trình học tập và nhận thức
[9]
Phương pháp dạy học theo quan điểm phát triển năng lực không chỉ chú ý tích
cực hoá học sinh về hoạt động trí tuệ mà còn chú ý rèn luyện năng lực giải quyết
11
vấn đề gắn với những tình huống của cuộc sống và nghề nghiệp, đồng thời gắn hoạt
động trí tuệ với hoạt động thực hành, thực tiễn.
Việc phát triển năng lực vận dụng kiến thức cho học sinh có ý nghĩa quan trọng
trong việc giải quyết những nhiệm vụ đặt ra của học sinh như: vận dụng kiến thức
để giải bài tập, tiếp thu và xây dựng tri thức cho những bài học mới hay cao nhất là
vận dụng để giải quyết những vấn đề trong thực tiễn cuộc sống của các em. Phát
triển năng lực vận dụng kiến thức có thể giúp cho học sinh:
– Nắm vững kiến thức đã học để vận dụng những kiến thức giải quyết những bài tập
hay xây dựng kiến thức cho bài học mới; nắm vững kiến thức đã học, có khả năng
liên hệ, liên kết các kiến thức bởi những vấn đề thực tiễn liên quan đến kiến thức
khoa học.
– Vận dụng các kiến thức, kĩ năng vào trong học tập, trong cuộc sống giúp các em
HS xây dựng được thái độ học tập đúng đắn, phương pháp học tập chủ động, tích
cực, sáng tạo; lòng ham học, ham hiểu biết; năng lực tự học.
– Hình thành cho học sinh kĩ năng quan sát, thu thập, phân tích và xử lý thông tin,
hình thành phương pháp nghiên cứu khoa học; hình thành và phát triển kĩ năng
nghiên cứu thực tiễn; có tâm thế luôn luôn chủ động trong việc giải quyết những
vấn đề đặt ra trong thực tiễn.
– Giúp cho học sinh có được những hiểu biết về thế giới tự nhiên, chu kỳ hoạt động
và tác động tích cực cũng như tiêu cực đối với cuộc sống con người cũng như ảnh
hưởng của con người đến thế giới tự nhiên.
– Thông qua việc hiểu biết về thế giới tự nhiên bằng việc vận dụng kiến thức đã học
để tìm hiểu giúp các em ý thức được hoạt động của bản thân, có trách nhiệm với
chính mình, với gia đình, nhà trường và xã hội ngay trong cuộc sống hiện tại cũng
như tương lai sau này của các em.
– Đem lại niềm vui, tạo hứng thú học tập cho học sinh. Phát triển ở các em tính tích
cực, tự lập, sáng tạo để vượt qua khó khăn, tạo hứng thú trong học tập.
1.4. Dạy học phát triển năng lực vận dụng kiến thức của học sinh phổ thông
1.4.1. Khái niệm năng lực vận dụng kiến thức [10]
Năng lực vận dụng kiến thức là khả năng của bản thân người học tự giải quyết
được những vấn đề đặt ra một cách nhanh chóng và hiệu quả bằng cách sử dụng các
12
kiến thức đã được lĩnh hội vào những tình huống, hoạt động thực tiễn để tìm hiểu
thế giới xung quanh và có khả năng biến đổi nó. NLVDKT thể hiện ph m chất nhân
cách của con người trong quá trình hoạt động để thỏa mãn nhu cầu chiếm lĩnh tri
thức.
1.4.2. Cấu trúc của năng lực vận dụng kiến thức
Cấu trúc NLVDKT thể hiện:
– Năng lực hệ thống hóa kiến thức, phân loại kiến thức đã học.
– Năng lực phân tích tổng hợp các kiến thức hóa học vận dụng vào cuộc sống thực
tiễn.
– Năng lực phát hiện các nội dung kiến thức hóa học được ứng dụng trong các vấn
đề thuộc các lĩnh vực khác nhau.
– Năng lực phát hiện các vấn đề trong thực tiễn và sử dụng kiến thức hóa học để giải
thích.
– Năng lực độc lập sáng tạo trong việc xử lý các vấn đề thực tiễn.
1.4.3. Những biểu hiện của năng lực vận dụng kiến thức
Theo tài liệu tập huấn dạy học và kiểm tra, đánh giá kết quả học tập theo định hướng
phát triển NL HS các biểu hiện NLVDKT của HS bao gồm [3, tr. 52-53]:
NL hệ thống hóa kiến thức: Có NL hệ thống hóa kiến thức, phân loại kiến thức
hóa học, hiểu rõ đặc điểm, nội dung, thuộc tính của loại kiến thức hóa học đó. Khi
vận dụng kiến thức chính là việc lựa chọn kiến thức một cách phù hợp với mỗi hiện
tượng, tình huống cụ thể xảy ra trong cuộc sống, tự nhiên và xã hội.
NL phân tích tổng hợp các kiến thức hóa học vận dụng vào cuộc sống thực
tiễn: Định hướng được các kiến thức hóa học một cách tổng hợp và khi vận dụng
kiến thức hóa học có ý thức rõ ràng về loại kiến thức hóa học đó được ứng dụng
trong các lĩnh vực gì, ngành nghề gì, trong cuộc sống, tự nhiên và xã hội.
NL phát hiện các nội dung kiến thức hóa học được ứng dụng trong các vấn
đề thuộc các lĩnh vực khác nhau: Phát hiện và hiểu rõ được các ứng dụng của hóa
học trong các vấn đề thực ph m, sinh hoạt, y học, sức khỏe, khoa học thường thức, sản
xuất công nghiệp, nông nghiệp và môi trường.
NL phát hiện các vấn đề trong thực tiễn và sử dụng kiến thức hóa học để giải
thích: Tìm mối liên hệ và giải thích được các hiện tượng trong tự nhiên và các ứng
13
dụng của hóa học trong cuộc sống và trong các lĩnh vực đã nêu trên dựa vào các
kiến thức hóa học và các kiến thức liên môn khác.
NL độc lập sáng tạo trong việc xử lý các vấn đề thực tiễn: Chủ động sáng tạo
lựa chọn phương pháp, cách thức GQVĐ. Có NL hiểu biết và tham gia thảo luận
về các vấn đề hóa học liên quan đến cuộc sống thực tiễn và bước đầu biết tham gia
nghiên cứu khoa học để giải quyết các vấn đề đó.
1.4.4. Biện pháp rèn luyện và phát triển năng lực vận dụng kiến thức
– Hình thành cho HS hệ thống kiến thức cơ bản vững vàng sâu sắc về các khái niệm,
các định luật, các tính chất, các quy luật…
– Rèn luyện cho HS năng lực tư duy logic chính xác thông qua các thao tác: quan
sát, phân tích, tổng hợp, và dựa vào bản chất của vấn đề để tìm ra cách giải quyết
ngắn gọn, sáng tạo.
– Rèn luyện năng lực tư duy khái quát về các môn học: Năng lực khái quát cao là
khả năng phát hiện những nét chung, bản chất của các vấn đề, các đối tượng để đưa
vấn đề đó về một kiểu nhất định. Trong giải bài tập hóa học, khả năng khái quát thể
hiện ở năng lực của HS biết phân dạng bài tập hóa học và biết tìm phương pháp giải
chung cho từng dạng bài.
– Rèn khả năng độc lập suy nghĩ: là khả năng biết tự đặt ra vấn đề, giải quyết vấn
đề, kiểm tra cách giải quyết vấn đề, không thỏa mãn với những cái có sẵn, luôn luôn
tìm ra cách giải quyết mới trong cả những dạng bài tập quen thuộc.
– Rèn năng lực vận dụng kiến thức thông qua việc tìm các cách giải của một bài tập.
– Phát triển năng lực vận dụng kiến thức của HS thông qua việc hướng dẫn HS ra
đề, tự giải và tự kiểm định kết quả. Tích cực liên hệ giữa các kiến thức lý thuyết với
các hiện tượng thực tiễn, các vấn đề liên quan trong thực tiễn đời sống và sản xuất.
– Phát triển năng lực vận dụng kiến thức của HS gắn liền với việc rèn luyện phong
cách làm việc khoa học.
1.4.5. Đánh giá năng lực vận dụng kiến thức [1]
1.4.5.1. Tiêu chí đánh giá năng lực vận dụng kiến thức
Để đánh giá được NLVDKT của HS, ta phải xác định được các biểu hiện của
năng lực này và xây dựng bộ tiêu chí, công cụ đánh giá. Sau đây là một số tiêu chí
chúng tôi đề nghị để đánh giá các mức độ khác nhau của NLVDKT:
14
Bảng 1.1. Tiêu chí đánh giá năng lực vận dụng kiến thức

Tiêu chí	Chưa đạt (0-4 điểm)	Đạt (5-6 điểm)	Khá (7-8 điểm)	Tốt (9-10 điểm)
1. Hệ thống hóa kiến thức, phân loại kiến thức hóa học.	Chưa hệ thống và chưa phân loại được các kiến thức hóa học.	Hệ thống hóa và phân loại được kiến thức nhưng chưa rõ ràng, chưa đầy đủ.	Hệ thống hóa và phân loại được kiến thức hóa học rõ ràng, đầy đủ.	Hệ thống hóa và phân loại được kiến thức hóa học một cách rõ ràng, đầy đủ một cách logic và khoa học.
2. Phân tích, tổng hợp các kiến thức hóa học.	Chưa phân tích, tổng hợp các kiến thức hóa học.	Biết phân tích, tổng hợp các kiến thức hóa học nhưng còn sơ sài.	Phân tích, tổng hợp các kiến thức hóa học một cách rõ ràng.	Phân tích, tổng hợp các kiến thức hóa học một cách rõ ràng, khoa học, logic.
3. Phát hiện các nội dung kiến thức hóa học được ứng dụng trong thực tiễn.	Không phát hiện các nội dung kiến thức hóa học được ứng dụng trong thực tiễn.	Phát hiện các nội dung kiến thức hóa học được ứng dụng trong thực tiễn nhưng chưa rõ ràng.	Phát hiện các nội dung kiến thức hóa học được ứng dụng trong thực tiễn rõ ràng.	Phát hiện các nội dung kiến thức hóa học được ứng dụng trong thực tiễn rõ ràng, cụ thể, chính xác.
4. Phát hiện các vấn đề trong thực tiễn và sử dụng kiến thức hóa học để giải	Không phát hiện được các vấn đề trong thực tiễn.	Phát hiện được các vấn đề trong thực tiễn nhưng giải thích chưa rõ ràng.	Phát hiện được các vấn đề trong thực tiễn và giải thích được các vấn đề rõ ràng	Phát hiện được các vấn đề trong thực tiễn và giải thích được các vấn đề rõ

15

thích	nhưng chưa khoa học.	ràng, khoa học.
5. Độc lập sáng tạo trong việc xử lí các vấn đề thực tiễn.	Chưa xử lí được các vấn đề thực tiễn.	Xử lí các vấn đề thực tiễn thông qua gợi ý.	Xử lí các vấn đề thực tiễn một cách độc lập.	Xử lí các vấn đề thực tiễn một cách độc lập, đưa ra được các phương án xử lí khác nhau.

1.4.5.2. Các phương pháp đánh giá năng lực [3, tr.97-99]
a. Đánh giá thông qua bài kiểm tra
GV có thể đánh giá HS thông qua các bài kiểm tra 15 phút hay 45 phút. Có
thể sử dụng hình thức trắc nghiệm tự luận hay trắc nghiệm khách quan hoặc kết hợp
cả hai để đánh giá xem người học đang ở đâu trong quá trình dạy học, từ đó giúp
đỡ, định hướng cho người học hoặc người dạy có thể thay đổi cách dạy để đáp ứng
với trình độ lĩnh hội của HS.
b. Đánh giá thông qua quan sát
Đánh giá thông qua quan sát trong giờ như: quan sát thái độ trong giờ học;
quan sát tinh thần xây dựng bài; quan sát thái độ trong hoạt động nhóm, quan sát kĩ
năng trình diễn của HS… giúp cho người dạy có cái nhìn tổng quan về thái độ, hành
vi, sự tiến bộ của các kĩ năng học tập của người học suốt cả quá trình dạy học để từ đó
có thể giúp cho người học có thái độ học tập tích cực và các kĩ năng học tập.
c. Đánh giá thông qua vấn đáp, thảo luận nhóm
GV có thể vấn đáp về nội dung bài cũ để kiểm tra việc học bài ở nhà của HS
hoặc có thể đặt những câu hỏi cho HS trả lời cá nhân hay hoạt động nhóm trong quá
trình dạy bài mới nhằm đánh giá mức độ đạt được mục tiêu bài học hoặc ch n đoán
những khó khăn mà người học mắc phải nhằm cải thiện quá trình dạy, giúp người
học cải thiện việc học tập của mình.
d. Học sinh tự đánh giá
HS có thể đánh giá kiến thức, thái độ lẫn nhau trong các giờ học.
16
– Đối với các bài kiểm tra trên lớp: cho HS tự đánh giá bài của mình hoặc đánh
giá bài của bạn thông qua việc cung cấp cho các em đáp án của bài kiểm tra.
– Đối với tự đánh giá thông qua bài tập, báo cáo/ dự án: GV yêu cầu HS thực hiện
các bài tập, báo cáo/ dự án, sau đó các em tự đánh giá bài làm của mình thông qua
bảng kiểm.
e. Đánh giá dựa vào một số kỹ thuật thu nhận thông tin phản hồi khác
– Yêu cầu HS thiết kế SĐTD hoặc bản đồ khái niệm về nội dung bài học trước
hoặc sau khi học. Qua đó, GV có thể biết được HS đã có kiến thức gì và HS biết
cách hệ thống hóa kiến thức.
– Yêu cầu HS tóm tắt các kiến thức vừa học bằng một số ít câu giới hạn.
1.5. Bài tập hóa học
1.5.1. Khái niệm bài tập hóa học
Theo từ điển Tiếng Việt phổ thông: “Bài tập là bài ra cho HS làm để tập vận
dụng những điều đã học”.
BTHH là một vấn đề không lớn mà trong trường hợp tổng quát được
giải quyết nhờ những suy luận logic, những phép toán và những thí nghiệm trên
cơ sở các khái niệm, định luật, học thuyết và phương pháp hóa học.
BTHH là phương tiện chính và hết sức quan trọng dùng để rèn luyện khả
năng vận dụng kiến thức cho HS. Là nhiệm vụ học tập mà GV đặt ra cho
người học, buộc người học vận dụng các kiến thức, năng lực của mình để giải
quyết các nhiệm vụ đó nhằm chiếm lĩnh tri thức, kỹ năng một cách tích cực,
hứng thú và sáng tạo.
BTHH là một dạng bài làm gồm những bài toán, những câu hỏi hay đồng
thời cả bài toán và câu hỏi thuộc về hóa học mà trong khi hoàn thành chúng, HS
nắm được một tri thức hay kĩ năng nhất định.
1.5.2. Nguyên tắc xây dựng và tuyển chọn hệ thống bài tập hóa học
– Nguyên tắc 1: Hệ thống bài tập phải góp phần thực hiện mục tiêu môn học
Mục tiêu của hóa học ở trường THPT là cung cấp cho HS hệ thống kiến thức,
kỹ năng cơ bản, thiết thực, gắn với đời sống thực tiễn. Nội dung chủ yếu bao gồm
cấu tạo chất, sự biến đổi các chất trong đời sống, sản xuất và môi trường. Những
nội dung này giúp HS có kiến thức tương đối toàn diện để có thể giải quyết một số
17
vấn đề hóa học có liên quan đến đời sống và sản xuất.
-Nguyên tắc 2: Hệ thống bài tập phải đảm bảo tính chính xác và khoa học
Khi xây dựng, nội dung của bài tập phải có sự chính xác về kiến thức hóa học,
đầy đủ các dữ kiện, diễn đạt logic, chính xác.
– Nguyên tắc 3: Hệ thống bài tập phải đảm bảo tính hệ thống và tính đa dạng
+ Mọi sự vật, hiện tượng, quá trình trong thế giới khách quan luôn có mối quan
hệ mật thiết với nhau, tồn tại trong một hệ thống.
+ Vận dụng quan điểm hệ thống – cấu trúc vào việc xây dựng bài tập cho HS.
Mỗi bài tương ứng với một kỹ năng cơ bản nhất định. Toàn bộ hệ thống gồm nhiều
bài tập sẽ hình thành hệ thống kỹ năng toàn diện cho HS.
+ Hệ thống bài tập được xây dựng một cách đa dạng và phong phú, giúp hình
thành và phát triển các kỹ năng cụ thể và chuyên biệt một cách hiệu quả.
-Nguyên tắc 4: Hệ thống bài tập phải đảm bảo tính phân hóa và tính vừa sức
+ Hệ thống bài tập này được chia thành từng dạng, trong mỗi dạng sắp xếp theo thứ
tự từ dễ đến khó. Các bài tập phải có đủ loại điển hình và tính mục đích rõ ràng,
có bài tập chung cho cả lớp nhưng cũng có bài tập riêng cho từng đối tượng, tạo
được hứng thú cho HS. Hệ thống bài tập được xây dựng dựa trên nguyên tắc này
giúp cho các HS có học lực khác nhau có thể tham gia vào việc giải bài tập.
+ Lựa chọn những bài tập điển hình làm mẫu. Biên soạn hệ thống bài tập bao
quát hết các kiến thức cơ bản. Những bài tập tương tự chỉ cho khác bài mẫu một ít,
nâng cao trình độ từng bước.
-Nguyên tắc 5: Hệ thống bài tập phải góp phần củng cố kiến thức cho HS
+ Sự nắm vững kiến thức có thể phân biệt ở 3 mức độ: biết, hiểu, vận dụng. HS
nắm vững kiến thức hóa học một cách chắc chắn khi được hình thành kỹ năng, kỹ
xảo.
+ Sử dụng bài tập nhằm mục đích luyện tập cho HS vận dụng kiến thức để giải
những bài toán dưới các hình thức khác nhau, nhờ đó kiến thức được củng cố vững
chắc hơn.
– Nguyên tắc 6: Hệ thống bài tập phải phát huy tính tích cực nhận thức, năng lực
sáng tạo của HS

Các thầy cô cần file liên hệ với chúng tôi tại fanpage facebook O2 Education

Hoặc xem nhiều SKKN hơn tại:  Tổng hợp SKKN môn hóa học cấp THPT

Hoặc xem thêm các tài liệu khác của môn hóa

• Phương pháp tư duy dồn chất xếp hình giải bài tập hóa học hữu cơ
• Tổng hợp đề thi môn hóa của bộ giáo dục từ năm 2007 đến nay
• Tổng hợp các phương pháp giải bài tập môn hoá học
• Tổng hợp giáo án chủ đề STEM trong môn hóa học

Luận văn dạy học theo định hướng giáo dục STEM phần Hóa học hữu cơ lớp 12 nhằm phát triển năng lực hợp tác cho học sinh 

Các thầy cô cần file liên hệ với chúng tôi tại fanpage facebook O2 Education

Hoặc xem nhiều SKKN hơn tại:  Tổng hợp SKKN luận văn luận án O2 Education

Lí do chọn đề tài
Hiện nay, thế giới đang hướng đến cách mạng công nghiệp 4.0 bao gồm một
số công nghệ chính nhu trí tuệ nhân tạo, Internet vạn vật, Big Data, công nghẹ in
3D, và công nghệ nano trên nền tảng của các cuộc cách mạng công nghiệp trước
nhằm mục đích nâng cao hiệu quả sản xuất và chất lượng cuộc sống. Con người là
yếu tố quan trọng nhất và cũng là động lực của mọi cuộc cách mạng. Trong cách
mạng công nghiệp nói chung và cách mạng công nghiệp 4.0 nói riêng, việc đào tạo
nguồn nhân lực để thực hiện cuộc cách mạng đóng một vai trò then chốt. Với sự
thay đổi nhanh chóng của công nghệ, đòi hỏi giáo dục phải đem lại cho người học
cả tư duy những kiến thức kỹ năng mới, khả năng sáng tạo, thích ứng với thách thức
và những yêu cầu mới mà các phương pháp giáo dục truyền thống không thể đáp
ứng. Giáo dục STEM có thể giúp học sinh chiếm lĩnh các năng lực STEM và các kĩ
năng thiết yếu để theo đuổi các ngành nghề STEM cũng như giải quyết những thách
thức lớn mà thế kỉ 21 đặt ra – Kỉ nguyên của khoa học công nghệ – CMCN 4.0.
Giáo dục STEM đào tạo nguồn nhân lực cho tương lai, là cơ hội để tiến hành cải
cách xã hội, xây dựng xã hội học thực làm thực. Giáo dục STEM trang bị cho người
học: Kỹ năng giả quyết vấn đề, vấn đề phức tạp, kỹ năng tư duy hệ thống, hợp tác
giao tiếp, tư duy điện toán, kỹ năng nghiên cứuvà tư duy khoa học. Trong đó, năng
lực hợp tác làm việc nhóm là cách thức nhiều người cũng thực hiện tốt một nhiệm
vụ và hướng đến mục tiêu chung, qua đó giúp đỡ mỗi cá nhân nhận ra thiếu sót của
mình để khắc phục, trở nên hoàn thiện hơn.
Thông tư số 32/2018/TT-BGDĐT ngày 26/12/2018 của Bộ giáo dục và Đào
tạovề việc ban hành Chương trình giáo dục phổ thông đã khẳng định giáo dục
STEM là một trong những hướng giáo dục đang được quan tâm phát triển trên thế
giới cũng như ở Việt Nam, góp phần đáp ứng yêu cầu cung cấp nguồn nhân lực trẻ
cho giai đoạn công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước, đồng thời nhấn mạnh vai
trò thúc đẩy STEM trong nhà trường của các môn Toán, Công nghệ, Tin học, Khoa
học tự nhiên. Từ năm học 2020-2021, Chương trình giáo dục phổ thông chính thức
2
được áp dụng, giáo dục STEM trong trường cũng được triển khai rộng và sâu hơn
trong các trường phổ thông trên cả nước.
Chúng ta đang sống trong thời đại diễn ra hòa nhập cao giữa các quốc gia có
nền văn hóa khác nhau, nhu cầu trao đổi công việc và nhân lực cũng ngày một cao,
đòi hỏi ngành giáo dục phải đào tạo ra các công dân đáp ứng chuẩn toàn cầu. Giáo
dục STEM là một mô hình giáo dục mới đã được triển khai tại các nước châu Âu,
châu Mỹ và được chứng minh là một mô hình giáo dục tiên tiến, hiện đại. Dạy học
theo định hướng STEM là giảng dạy tích hợp bốn lĩnh vực: khoa học, công nghệ, kỹ
thuật và toán học, theo nguyên tắc giảng dạy thông qua thực hành, trên những thí
nghiệm thiết thực và sinh động có thể ứng dụng ngay trong thực tiễn hàng ngày.
Tuy vậy, ở mô hình giáo dục STEM còn khá mới mẻ nên cần được quan tâm và
nhận thức của toàn xã hôi, công nghẹ, kỹ thuạt và toán học, theo nguyên tắc giảng
dạy thông qua thực hành, trên những thí nghiẹm thiết thực và sinh đọng có thể ứng
dụng ngay trong thực tiễn hàng ngày.
Giáo dục STEM xuất hiện ở Việt Nam trong vài năm trở lại đây tuy chưa
thực sự trở thành một hoạt động chính thức trong trường phổ thông. Nhưng giáo
dục STEM với nhiệm vụ cung cấp các kiến thức và kĩ năng cần thiết cho HS thế kỉ
21 sẽ là mô hình giáo dục diện rộng trong tương lai gần của cả thế giới. Gần đây ở
Việt Nam, STEM và giáo dục STEM nói riêng đã bắt đầu được nghiên cứu, tuy
nhiên trong môn Hóa học còn chưa nhiều. Ngoài ra, Hóa học là môn học liên quan
nhiều đến những hiện tượng, sự vật trong cuộc sống hằng ngày. Tuy nhiên, hiện nay
việc giảng dạy vẫn còn đặt nặng mặt lí thuyết, dạy học theo chủ đề STEM trong dạy
học Hóa học là một phương pháp mới giúp học sinh tiếp cận kiến thức một cách dễ
dàng và thú vị nhất, không khô khan và khó hiểu như cách học lí thuyết cũ. Xuất
phát từ những lý do trên, tác giả quyết định chọn đề tài: “Dạy học theo định hƣớng
giáo dục STEM phần Hóa học hữu cơ lớp 12 nhằm phát triển năng lực hợp tác
cho học sinh” với mong muốn giúp học sinh không chỉ lĩnh hội tốt kiến thức mà
còn tích cực say mê tự tìm kiếm và chọn lọc kiến thức, vận dụng kiến thức vào đời
sống thực tế, phát triển các NL của người học, nâng cao chất lượng dạy và học ở
trường phổ thông nói chung và bộ môn Hóa học nói riêng.
3
1.1. Tổng quan nghiên cứu giáo dục STEM
1.1.1. Giáo dục STEM trên thế giới
Giáo dục STEM trên bình diện quốc tế đã đuợc quan tâm và triển khai ở
nhiều quốc gia trên thế giới với sự đa dạng về quan điểm, mục tiêu, phuong pháp và
hình thức triển khai. Tại nh, mục tiêu giáo dục STEM là tạo ra nguồn nhân lực
nghiên cứu khoa học chất luợng cao. Còn tại Mỹ, ba mục tiêu co bản cho giáo dục
STEM là: 1 . trang bị cho tất cả các công dân những kĩ nang về STEM; 2 . mở
rọng lực luợng lao đọng trong lĩnh vực STEM; 3 tang cuờng số luợng HS sẽ theo
đuổi và nghiên cứu chuyên sâu về các lĩnh vực STEM. Tại c, mục tiêu của giáo
dục STEM là xây dựng kiến thức nền tảng của quốc gia nhằm đáp ứng các thách
thức đang nổi lên của viẹc phát triển mọt nền kinh tế cho thế kỉ 21. Đề cạp tới giáo
dục STEM, Tổng thống Barack Obama phát biểu tại Hội chợ Khoa học Nhà Trắng
hàng năm lần thứ ba, tháng 4 năm 2013: “Một trong những điều mà tôi tập trung khi
làm Tổng thống là làm thế nào chúng ta tạo ra một phương pháp tiếp cận toàn diện
cho khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học (STEM)… Chúng ta cần phải ưu tiên
đào tạo đội ngũ giáo viên mới trong các lĩnh vực chủ đề này và để đảm bảo rằng tất
cả chúng ta là một quốc gia ngày càng dành cho các giáo viên sự tôn trọng cao hơn
mà họ xứng đáng. Bill Gates, trong mọt bài phát biểu truớc thuợng nghị viẹn Mỹ đã
từng nói: Chúng ta không thể duy trì mọt nền kinh tế trên nền tảng của sự đổi mới
trừ khi tạo ra đuợc những công dân đuợc giáo dục tốt về toán học, khoa học và kỹ
thuạt. Nếu không làm đuợc điều này chúng ta không thể cạnh tranh đuợc trong nền
kinh tế toàn cầu . Tuy các phát biểu về mục tiêu giáo dục STEM có những điểm
khác biẹt nhung các Quốc gia đều coi giáo dục STEM nhu là mọt giải pháp trong
cải cách giáo dục nhằm huớng tới phát triển nguồn nhân lực đáp ứng các mục tiêu
phát triển kinh tế, phát triển quốc gia trong thời đại toàn cầu hóa đầy cạnh tranh.
i ụ i
Giáo dục STEM ở Việt Nam đuợc đề cạp tới khoảng nam 2010 thông qua
các công ty về Công nghẹ và Giáo dục trong và ngoài nuớc. Nhiều hoạt đọng truyền
thông về STEM cũng nhu tổ chức giáo dục STEM cho HS thông qua các hoạt đọng
4
trải nghiẹm với Robotics, khám phá khoa học đã đuợc triển khai. Tuy nhiên, các
hoạt đọng giáo dục STEM này mới chỉ dừng lại ở những hoạt đọng đon lẻ, thiếu
tính kết nối và đồng bọ. Gần đây, Bọ Giáo dục và Đào tạo đang phối hợp với Họi
Đồng nh triển khai chuong trình thí điểm về giáo dục STEM cho mọt số truờng
Trung học tại mọt số tỉnh thành nhu Hà Nọi, Hải Duong, Hải Phòng, Quảng Ninh
và Nam Định. Đây là những buớc đi quan trọng nhằm phát triển mọt chuong trình
giáo dục theo định huớng STEM mang tầm quốc gia.
Nghị quyết Số: 29-NQ T “về đổi mới can bản, toàn diẹn giáo dục và đào
tạo, đáp ứng yêu cầu công nghiẹp hóa, hiẹn đại hóa trong điều kiẹn kinh tế thị
truờng định huớng xã họi chủ nghĩa và họi nhạp quốc tế họi nghị trung uong 8
(khóa XI) nêu rõ:
“Đối với giáo dục phổ thông, tạp trung phát triển trí tuẹ, thể chất, hình thành
phẩm chất, nang lực công dân, phát hiẹn và bồi duỡng nang khiếu, định huớng nghề
nghiẹp cho học sinh. Nâng cao chất luợng giáo dục toàn diẹn, chú trọng giáo dục lý
tuởng, truyền thống, đạo đức, lối sống, ngoại ngữ, tin học, nang lực và kỹ nang thực
hành, vạn dụng kiến thức vào thực tiễn. Phát triển khả nang sáng tạo, tự học,
khuyến khích học tạp suốt đời. Hoàn thành viẹc xây dựng chuong trình giáo dục
phổ thông giai đoạn sau nam 2015. Bảo đảm cho học sinh có trình đọ trung học co
sở hết lớp 9 có tri thức phổ thông nền tảng, đáp ứng yêu cầu phân luồng mạnh sau
trung học co sở; trung học phổ thông phải tiếp cạn nghề nghiẹp và chuẩn bị cho giai
đoạn học sau phổ thông có chất luợng. Nâng cao chất luợng phổ cạp giáo dục, thực
hiẹn giáo dục bắt buọc 9 nam từ sau nam 2020.
Nghị quyết số 88 2014 QH13 ngày 28 11 2014 của Quốc họi về đổi mới
chuong trình, sách giáo khoa giáo dục phổ thông; Quyết định số 404 QĐ- TTg ngày
27 3 2015 của Thủ tuớng Chính phủ về phê duyẹt Đề án đổi mới chuong trình, sách
giáo khoa giáo dục phổ thông nêu r : “Chuong trình mới, sách giáo khoa mới đuợc
xây dựng theo huớng coi trọng dạy nguời với dạy chữ, rèn luyẹn, phát triển cả về
phẩm chất và nang lực; chú trọng giáo dục tinh thần yêu nuớc, lòng tự hào dân tọc,
đạo đức, nhân cách, lối sống; phát hiẹn, bồi duỡng nang khiếu và định huớng nghề
5
nghiẹp cho mỗi học sinh; tang cuờng nang lực ngoại ngữ, tin học và các kỹ nang
sống, làm viẹc trong điều kiẹn họi nhạp quốc tế; đẩy mạnh ứng dụng, phát huy
thành quả khoa học công nghẹ thế giới, nhất là công nghẹ giáo dục và công nghẹ
thông tin.”
Chỉ thị số 16 CT-TT ngày 4 5 2017 của Thủ tuớng chính phủ về viẹc tang
cuờng tiếp cạn cuọc cách mạng công nghiẹp lần thứ 4 trong đó có nọi dung:
Thay đổi mạnh mẽ các chính sách, nọi dung, phuong pháp giáo dục và dạy
nghề nhằm tạo ra nguồn nhân lực có khả nang tiếp nhạn các xu thế công nghẹ sản
xuất mới, trong đó cần tạp trung vào thúc đẩy đào tạo về khoa học, công nghẹ, kỹ
thuạt và toán học STEM , ngoại ngữ, tin học trong chuong trình giáo dục phổ
thông; đẩy mạnh tự chủ đại học, dạy nghề; thí điểm quy định về đào tạo nghề, đào
tạo đại học đối với mọt số ngành đạc thù. Biến thách thức dân số cùng giá trị dân số
vàng thành lợi thế trong họi nhạp và phân công lao đọng quốc tế.
Bọ Giáo dục và Đào tạo thúc đẩy triển khai giáo dục về khoa học, công nghẹ,
kỹ thuạt và toán học STEM trong chuong trình giáo dục phổ thông; tổ chức thí
điểm tại mọt số truờng phổ thông ngay từ nam học 2017 – 2018. Nâng cao nang lực
nghiên cứu, giảng dạy trong các co sở giáo dục đại học; tang cuờng giáo dục những
kỹ nang, kiến thức co bản, tu duy sáng tạo, khả nang thích nghi với những yêu cầu
của cuọc Cách mạng công nghiẹp lần thứ 4.
Chuong trình giáo dục phổ thông tổng thể chính thức đuợc thông qua ngày
17 8 2017 nêu r : Giáo dục công nghẹ đuợc thực hiẹn thông qua nhiều môn học,
trong đó cốt l i là các môn Thế giới công nghẹ lớp 1, lớp 2 và lớp 3 và Tìm hiểu
công nghẹ lớp 4 và lớp 5 ; Công nghẹ và Huớng nghiẹp trung học co sở ; Thiết kế
và Công nghẹ trung học phổ thông . Cùng với Toán học, Khoa học tự nhiên và Tin
học, các môn học về công nghẹ góp phần thúc đẩy giáo dục STEM, mọt trong
những xu huớng giáo dục đang đuợc coi trọng ở nhiều quốc gia trên thế giới.
Văn bản số 4228 BGDĐT-GDTrH ngày 18/9/2019 của Bộ GD&ĐT về việc
hướng dẫn triển khai hoạt động NCKH và tổ chức cuộc thi KHKT cấp quốc gia học
sinh trung học năm học 2019-2020
6
Nghị quyết số 52-NQ/TW ngày 27/9/2019 của Bộ Chính trị về một số chủ
trương, chính sách chủ động tham gia cuộc Cách mạng công nghiệp lần thứ tư.
Trong nội dung 5 có đề cập đến Chính sách phát triển nguồn nhân lực STEM cho
cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 liên quan đến giáo dục STEM.
Cho đến nay có nhiều đề tài nghiên cứu về những phương pháp dạy học mới
có tính hiệu quả và khả năng áp dụng rộng rãi, phù hợp với điều kiện của giáo dục
Việt Nam. Xây dựng các chủ đề STEM trong dạy học cũng là một hướng nghiên
cứu mới và có tính thực tiễn cao. Tuy nhiên, hiện nay số lượng công trình nghiên
cứu về vấn đề này chưa nhiều. Một số đề tài nghiên cứu về sử dụng các chủ đề
STEM trong dạy học Hóa học như:
– Luận văn Thạc sĩ khoa học Giáo dục của Lê Thị Ánh Tuyết [24] đã thiết kế
và tổ chức được các chủ đề dạy học STEM trong chương trình hóa vô cơ lớp 11
nhằm phát triển NL cho HS.
– Luận văn Thạc sĩ khoa học Giáo dục của Nông Thủy Kiều [10] Tác giả đã
vận dụng mô hình STEM qua dạy học phần dẫn xuất hiđrocacbon, hóa học 11 nhằm
phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo.
– Luận văn Thạc sĩ Khoa học Giáo dục của Trần Thế Sang [19] đã xây dựng
và sử dụng một số chủ đề STEM nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng
tạo cho HS lớp 10.
Còn một số công trình nghiên cứu khác về STEM và việc phát triển NLHT
cho HS. Tuy nhiên, chưa có đề tài sử dụng mô hình STEM để phát triển NLHT cho
HS thông qua dạy học phần Hóa học hữu cơ 12. Như vậy đề tài tác giả nghiên cứu
có sự kế thừa và phát triển của các nghiên cứu trước đây, phù hợp với định hướng
về đổi mới giáo dục phổ thông và rất cần thiết.
2 Mục đ ch nghiên cứu
Xây dựng và tổ chức dạy họccác chủ đề STEM trong dạy học Hóa học hữu
cơ lớp 12 nhằm phát triển năng lực hợp tác cho học sinh.
3 Nhiệ vụ nghiên cứu
– Nghiên cứu cơ sở lý luận và thực tiễn của đề tài:
7
Tổng quan về các vấn đề: định hướng đổi mới giáo dục, xây dựng chủ đề
dạy học STEM, năng lực và năng lực hợp tác.
Điều tra, đánh giá thực trạng việc sử dụng dạy học STEM và việc phát
triển năng lực hợp tác cho HS ở một số trường THPT.
– Phân tích chương trình Hóa học lớp 12 THPT.
– Đề xuất nguyên tắc và quy trình lựa chọn, xây dựng chủ đề STEM.
– Xây dựng một số chủ đề dạy học STEM và nghiên cứu phương pháp tổ
chức dạy học các chủ đề này.
– Thiết kế bộ công cụ đánh giá năng lực hợp tác cho HS thông qua dạy học
STEM.
– Thực nghiệm sư phạm:
Đánh giá tính hiệu quả và khả thi của các đề xuất trong luận văn.
Đánh giá tính phù hợp của các chủ đề dạy học STEM đã đưa ra.
4 hách thể đối tƣợng phạ vi nghiên cứu
h h h ghi
Dạy học Hóa học hữu cơ lớp 12 ở trường THPT.
i g ghi
Tổ chức dạy học chủ đề STEM trong dạy học Hóa học hữu cơ lớp 12 THPT
nhằm phát triển năng lực hợp tác cho học sinh.
h i ghi
Nội dung: Nghiên cứu và xây dựng chủ đề STEM và sử dụng chúng trong
dạy học Hóa học hữu cơ lớp 12 THPT
Địa bàn thực nghiệm: trường THPT Nguyễn Gia Thiều, trường THPT ên
Viên trên địa bàn thành phố Hà Nội.
Thời gian thực hiện: Từ tháng 01 2020 đến tháng 11 2020.
5 C u h i nghiên cứu
Xây dựng và tổ chức dạy học chủ đề STEM Hóa học hữu cơ lớp 12 như thế
nào để phát triển được năng lực hợp tác cho học sinh
8
6 Giả thuyết hoa học
Nếu giáo viên xây dựng và tổ chức dạy học các chủ đề STEM một cách khoa
học, hiệu quả thì sẽ phát triển được năng lực hợp tác cho HS và nâng cao chất
lượng học tập Hóa học ở trường THPT.
7 Phƣơng pháp nghiên cứu
h h g h ghi
Thu thập tài liệu và sử dụng kết hợp các phương pháp phân tích, đánh giá, hệ
thống hóa,… các tài liệu có liên quan đến đề tài.
h h g h ghi h i
– Sử dụng phiếu điều tra, thu thập thông tin, để đánh giá sự hiểu biết về STEM
của giáo viên, thực trạng sự dụng STEM trong dạy học; đánh giá nhận thức của giáo
viên về vài trò dạy học STEM nhằm phát triển năng lực hợp tác của học sinh.
– Hỏi ý kiến các chuyên gia, các giảng viên khoa sư phạm và các giáo viên
Hóa học ở trường THPT.
– Thực nghiệm sư phạm để đánh giá, kiểm chứng giả thiết khoa học của đề tài.
h g h h g i
Sử dụng phương pháp thống kê toán học áp dụng trong nghiên cứu khoa học
Giáo dục để xử lí kết quả thực nghiệm sư phạm.
8. Đ ng g p ới của đề tài
– Tổng quan và làm r cơ sở lý luận dạy học STEM và đánh giá sự phát triển
năng lực hợp tác thông qua dạy học STEM.
– Xây dựng được một số các chủ đề dạy học STEM trong chương trình Hóa
học lớp 12 THPT.
– Đề xuất một số phương pháp tổ chức dạy học các chủ đề STEM.
– Thiết kế bộ công cụ đánh giá năng lực hợp tác trong dạy học STEM.
Cấu tr c của lu n văn
Ngoài phần mở đầu, kết luận, kiến nghị, tài liệu tham khảo, phụ lục nội dung
của luận văn gồm có 3 chương:
Chương 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn của phát triển năng lực hợp tác cho học
sinh thông qua dạy học theo định hướng giáo dục STEM.
9
Chương 2: Xây dựng và tổ chức dạy học các chủ đề STEM nhằm phát triển
năng lực hợp tác cho học sinh.
Chương 3: Thực nghiệm sư phạm.
10
CHƢƠNG 1. CƠ SỞ LÝ LU N VÀ THỰC TIỄN CỦA PHÁT TRIỂN NĂNG
LỰC HỢP TÁC CHO HỌC SINH THÔNG QUA DẠY HỌC THEO ĐỊNH
HƢỚNG GIÁO DỤC STEM
1 1 Định hƣớng đổi mới giáo dục phổ thông hiện nay
Đổi mới giáo dục đang được toàn xã hội quan tâm. Đổi mới phương pháp dạy học
trong đổi mới giáo dục phổ thông theo hướng hiện đại; phát huy tính tích cực, chủ
động, sáng tạo và vận dụng kiến thức; tập trung dạy cách học, cách nghĩ, khuyến
khích tự học, tạo cơ sở để người học cập nhật và đổi mới tri thức, kĩ năng, phát triển
năng lực.
Để phát triển toàn diện hệ thống phẩm chất, năng lực cho HS THPT, người
GV phải đổi mới từ phương pháp dạy học tới cách kiểm tra, đánh giá HS theo cách
tiếp cận năng lực. Người GV không thể sử dụng cách dạy như trước đây là chủ yếu
tổ chức cho HS ghi nhớ khối kiến thức hàn lâm, rời rạc mà thay vào đó là các kế
hoạch bài dạy theo các chủ đề học tập được kết cấu lại từ các bài học sẵn có trong
chương trình và sách giáo khoa hiện hành theo hướng cho HS được trải nghiệm,
được tiếp cận với thế giới tự nhiên sống động bằng các hoạt động đóng vai, trải
nghiệm, được làm dự án học tập tích hợp liên môn với thực tiễn… đổi mới cách
đánh giá theo hướng đánh giá quá trình, đánh giá qua quan sát, qua bảng hỏi, các
tình huống thực, qua phiếu nhìn lại quá trình… để hướng đến đánh giá năng lực HS.
Theo công văn số : 3089 BGDĐT-GDTrH V/v triển khai thực hiện giáo dục
STEM trong giáo dục trung học: Tiếp tục triển khai thực hiện Chỉ thị số 16/CT-TTg
ngày 04/5/2017 của Thủ tướng Chính phủ về việc tăng cường năng lực tiếp cận
cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư; nhằm hỗ trợ các trường phổ thông triển
khai thực hiện có hiệu quả giáo dục Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học
(STEM), Bộ Giáo dục và Đào tạo GDĐT hướng dẫn một số nội dung thực hiện
giáo dục STEM và tổ chức, quản lý hoạt động giáo dục STEM trong trường trung
học
Từ các lí do trên tác giả đã chọn đề tài: “Dạy học theo định hƣơng giáo dục
STEM phần Hóa học hữu cơ lớp 12 nhằm phát triển năng lực hợp tác cho học
11
sinh”nhằm phát triển các NL của người học, nâng cao chất lượng dạy và học ở
trường phổ thông nói chung và bộ môn Hóa học nói riêng.
1.2. Năng lực và phát triển năng lực cho học sinh trung học phổ thông
1.2.1. Khái ni ă g c
Khái niệm năng lực (NL) có thể được hiểu theo nhiều cách khác nhau tùy
thuộc vào cách tiếp cận và bối cảnh cụ thể khác nhau.
Theo Chương trình giáo dục phổ thông – Chương trình tổng thể của Bộ
GD&ĐT: “NL là thuộc tính cá nhân được hình thành, phát triển nhờ tố chất sẵn có
và quá trình học tập, rèn luyện, cho phép con người huy động tổng hợp các kiến
thức, kĩ năng và các thuộc tính cá nhân khác như hứng thú, niềm tin, ý chí , thực
hiện thành công một loạt hoạt động nhất định, đạt kết quả mong muốn trong những
điều kiện cụ thể”. [5]
Theo einert 2001 : “Năng lực là những khả năng và kĩ xảo học được hoặc
sẵn có của cá thể nhằm giải quyết các tình huống xác định, cũng như sự sẵn sàng về
động cơ, xã hội và khả năng vận dụng các giải quyết vấn đề một cách có trách
nhiệm và hiệu quả trong những tình huống linh hoạt”[12, tr.4].
Có thể thấy dù cách phát biểu khác nhau, nhưng các tác giả đều nhấn mạnh
đến tính hiệu quả trong thực hiện một hành động/ nhiệm vụ của cá nhân, trên cơ sở
là các kiến thức, kĩ năng, thái độ của họ đối với nhiệm vụ.
Do đó, trong đề tài này, chúng tôi hiểu ngắn gọn: NL là khả năng thực hiện
thành công, có trách nhiệm và hiệu quả các hành động, giải quyết các nhiệm vụ,
tình huống thực tế dựa trên cơ sở hiểu biết, kĩ năng, kĩ xảo và kinh nghiệm cũng
như sự sẵn sàng hành động.
1.2.2. Cấu trúc và phân lo i ă g c
Có nhiều phát biểu về NL khác nhau, do vậy việc mô tả cấu trúc và các thành
phần NL cũng khác nhau. Trên cơ sở sự phân tích các tài liệu [5, [12], [16], [20]
chúng tôi xác định cấu trúc của NL hành động gồm:
– Năng lực chuyên môn: Là khả năng thực hiện các nhiệm vụ về chuyên môn
cũng như đánh giá kết quả một cách độc lập, có phương pháp và đảm bảo chính xác
về mặt chuyên môn (bao gồm khả năng tư duy logic, phân tích, tổng hợp và trừu
12
tượng; khả năng nhận biết các mối quan hệ thống nhất trong quá trình).
– Năng lực phương pháp: Là khả năng đối với những hành động có kế hoạch,
định hướng mục đích trong công việc giải quyết các nhiệm vụ và vấn đề đặt ra. Trung
tâm của năng lực PP là những PP nhận thức, xử lý, đánh giá, chia sẻ và giới thiệu.
– Năng lực xã hội: Là khả năng đạt được mục đích trong những tình huống xã
hội cũng như trong những nhiệm vụ khác nhau với sự phối hợp chặt chẽ với những
thành viên khác. Trọng tâm của NL xã hội là ý thức được trách nhiệm của bản thân
cũng như của những người khác, tự chịu trách nhiệm, tự tổ chức, có khả năng thực
hiện các hành động xã hội, khả năng cộng tác và giải quyết xung đột.
– Năng lực cá thể: Là khả năng suy nghĩ và đánh giá được những cơ hội phát
triển cũng như những giới hạn của mình; phát triển được năng khiếu cá nhân cũng
như xây dựng và thực hiện kế hoạch cho cuộc sống riêng; những quan điểm, chuẩn
giá trị đạo đức và động cơ chi phối các hành vi ứng xử.
Các NL này không tách rời nhau mà có mối quan hệ chặt chẽ, kết hợp tạo
thành NL hành động.
C ă g c đặc thù
Theo [5, [16], [20] ngoài các phẩm chất và NL chung, môn Hoá học góp phần
hình thành và phát triển ở HS năng lực tìm hiểu tự nhiên, cụ thể là NL Hoá học, bao
gồm các thành phần sau: NL nhận thức kiến thức hoá học; NL tìm tòi, khám phá thế
giới tự nhiên dưới góc độ hoá học; NL vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học, cụ thể:
a Năng lực nhận thức kiến thức hoá học
– Nhận thức được các kiến thức phổ thông cốt lõi của môn Hoá học: Cơ sở
kiến thức về cấu tạo chất; Sự chuyển hoá hoá học, các dạng năng lượng và bảo toàn
năng lượng; Một số chất hoá học cơ bản và chuyển hoá hoá học; Một số ứng dụng
của hoá học trong đời sống và sản xuất; Nhận biết được một số ngành, nghề liên
quan đến hoá học. Năng lực nhận thức đã được nghiên cứu kĩ theo thang Bloom.
b Năng lực tìm tòi và khám phá thế giới tự nhiên dưới góc độ Hoá học
– Thực hiện được một số kỹ năng tìm tòi, khám phá một số sự vật, hiện tượng
trong thế giới tự nhiên và đời sống theo tiến trình;Thực hiện được việc phân tích, so
13
sánh, rút ra những dấu hiệu chung và riêng của một số sự vật, hiện tượng đơn giản
trong thế giới tự nhiên; Sử dụng được các chứng cứ khoa học để kiểm tra các dự
đoán, lí giải các chứng cứ, rút ra kết luận.
c Năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học
– Vận dụng được kiến thức hoá học vào một số tình huống cụ thể trong thực
tiễn; mô tả, dự đoán, giải thích hiện tượng, giải quyết các vấn đề một cách khoa
học; Ứng xử thích hợp trong các tình huống có liên quan đến vấn đề sức khoẻ của
bản thân, gia đình và cộng đồng; Ứng xử với tự nhiên phù hợp với yêu cầu phát
triển bền vững xã hội và bảo vệ môi trường.
1 3 Năng lực hợp tác
1.3.1. Khái ni ă g c h p tác
Là khả năng tương tác lẫn nhau, trong đó mỗi cá nhân thể hiện sự tích cực, sự
tương tác trực diện và trách nhiệm cao trên cơ sở huy động những tri thức, kĩ năng
và bản thân nhằm giải quyết có hiệu quả nhiệm vụ chung.
Theo nhà tâm lí học David và Roger Johnson [30]: Học tập hợp tác là một loại
hình cụ thể của học tập tích cực, là một phương pháp giảng dạy chính thức, trong đó
HS làm việc cùng nhau trong các nhóm nhỏ để đạt được một mục tiêu học tập chung.
Trong môn Hóa học, NLHT thể hiện ở việc HS cùng chia sẻ, phối hợp với
nhau trong các hoạt động học tập qua việc thực hiện các nhiệm vụ học tập diễn ra
trong giờ học. Thông qua các hoạt động nhóm, cặp, HS thể hiện suy nghĩ của cá
nhân về những vấn đề đặt ra, đồng thời lắng nghe những ý kiến trao đổi thảo luận
của nhóm để tự điều chỉnh mình. Đây là yếu tố rất quan trọng góp phần hình thành
nhân cách của người HS trong bối cảnh mới.
1.3.2. Bi u hi n củ ă g c h p tác
– Xác định mục đích và phương thức hợp tác: Chủ động đề xuất mục đích
hợp tác khi được giao các nhiệm vụ, xác định được loại công việc nào có thể hoàn
thành tốt nhất bằng hợp tác theo nhóm với quy mô phù hợp.
– Xác định trách nhiệm và hoạt động của bản thân: Biết trách nhiệm, vai trò
của mình trong nhóm ứng với công việc cụ thể. Phân tích nhiệm vụ của cả nhóm để
14
nêu được các hoạt động phải thực hiện, trong đó tự đánh giá được hoạt động mình
có thể đảm nhiệm tốt nhất để tự đề xuất cho nhóm phân công.
– Xác định được nhu cầu, khả năng của người hợp tác: Nhận biết được đặc
điểm, khả năng của tùng thành viên cũng như kết quả làm việc nhóm. Dự kiến phân
công từng thành viên trong nhóm các công việc phù hợp.
– Tổ chức và thuyết phục người khác: Chủ động và gương mẫu hoàn thành
phần việc được giao, góp ý điều chỉnh thúc đẩy họat động chung. Chia sẻ học hỏi
các thành viên trong nhóm.
– Đánh giá hoạt động hợp tác: Biết dựa vào mục đích đặt ra để tổng kết hoạt
động chung của nhóm. Nêu mặt được, mặt thiếu sót của cá nhân và của cả nhóm.
C h g h đ h gi ă g c h p tác cho học sinh trung học
phổ thông
Đánh giá NLHT của HS là quá trình GV thu thập thông tin, tìm minh chứng;
phân tích các thông tin, minh chứng đã thu thập được; nhận biết mức độ NLHT của
HS thông qua việc trao đổi, hợp tác của HS trong quá trình học tập nhóm, cùng tạo
ra các sản phẩm học tập. Từ đó, GV có những nhận xét, quyết định về NLHT, phản
hồi cho HS, nhà trường, gia đình và kết quả đánh giá; có biện pháp bồi dưỡng, rèn
luyện NLHT cho HS. Có các phương pháp đánh giá NLHT cho HS như sau:
– Phương pháp đánh giá NLHT của HS thông qua quan sát, phỏng vấn.
– Phương pháp đánh giá NLHT của HS thông qua phiếu tự đánh giá và đánh
giá thành viên của nhóm.
– Đánh giá NLHT thông qua các phiếu đánh giá hoạt động (do HS tự đánh
giá và nhóm đưa ra nhận xét đánh giá trên tiêu chí về NLHT để giúp GV đánh giá
được NLHT của HS.
1.4. Dạy học theo định hƣớng giáo dục STEM
1.4.1. Khái ni m STEM
– STEM là thuạt ngữ viết tắt của các từ Science Khoa học , Technology
(Công nghẹ , Engineering Kĩ thuạt) và Mathematic Toán học [15].
– Giáo dục STEM là mô hình giáo dục dựa trên cách tiếp cạn liên môn, giúp
học sinh áp dụng các kiến thức khoa học, công nghẹ, kỹ thuạt và toán học vào giải
15
quyết mọt số vấn đề thực tiễn trong bối cảnh cụ thể. Định huớng giáo dục STEM
đang đuợc triển khai nhu mọt huớng đi quan trọng trong giáo dục và đào tạo tại
nhiều nuớc trên thế giới và đuợc nhấn mạnh trong chuong trình giáo dục phổ thông
mới của nuớc ta ban hành ngày 27 12 2018 , đạc biẹt trong các môn học nhu: Toán
học, Tin học, Công nghẹ, Khoa học.
– Những kiến thức và kỹ nang về các lĩnh vực trên đuợc tích hợp, lồng ghép
và bổ trợ cho nhau giúp học sinh không chỉ hiểu biết về nguyên lý mà còn có thể áp
dụng để thực hành và tạo ra đuợc những sản phẩm trong cuọc sống hằng ngày.
Trong đó:
Kỹ nang khoa học: học sinh đuợc trang bị kiến thức về các khái niẹm, các
nguyên lý, các định luạt và các co sở lý thuyết của giáo dục khoa học. Mục tiêu
quan trọng nhất là thông qua giáo dục khoa học, học sinh có khả nang liên kết các
kiến thức này để thực hành và có tu duy để sử dụng kiến thức vào thực tiễn để giải
quyết các vấn đề trong thực tế.
Kỹ nang công nghẹ: học sinh có khả nang sử dụng, quản lý, hiểu biết, và
truy cạp đuợc công nghẹ, từ những vạt dụng đon giản nhu cái bút, chiếc quạt đến
những hẹ thống phức tạp nhu mạng Internet, máy móc.
Kỹ nang kỹ thuạt: học sinh đuợc trang bị kỹ nang sản xuất ra đối tuợng và
hiểu đuợc quy trình để làm ra nó. Vấn đề này đòi hỏi học sinh phải có khả nang
tổng hợp và kết hợp để biết cách làm thế nào để cân bằng các yếu tố liên quan nhu
khoa học, nghẹ thuạt, công nghẹ, kỹ thuạt để có đuợc mọt giải pháp tốt nhất trong
thiết kế và xây dựng quy trình. Ngoài ra học sinh còn có khả nang nhìn nhạn ra nhu
cầu và phản ứng của xã họi trong những vấn đề liên quan đến kỹ thuạt.
Kỹ nang toán học là khả nang nhìn nhạn và nắm bắt đuợc vai trò của toán
học trong mọi khía cạnh tồn tại trên thế giới. Học sinh có kỹ nang toán học sẽ có
khả nang thể hiẹn các ý tuởng mọt cách chính xác, có khả nang áp dụng các khái
niẹm và kỹ nang toán học vào cuọc sống hằng ngày.
– Những học sinh học theo cách tiếp cạn giáo dục STEM đều có những uu
thế nổi bạt nhu: kiến thức khoa học, kỹ thuạt, công nghẹ và toán học chắc chắn; khả
16
nang sáng tạo, tu duy logic; hiẹu suất học tạp và làm viẹc vuợt trọi; và có co họi
phát triển các kỹ nang mềm toàn diẹn hon trong khi không hề gây cảm giác nạng nề,
quá tải đối với học sinh.
– Giáo dục STEM vạn dụng phuong pháp học tạp chủ yếu dựa trên thực hành
và các hoạt đọng trải nghiẹm sáng tạo, các phuong pháp giáo dục tiến bọ, linh hoạt
nhất nhu Học qua dự án – chủ đề, Học qua trò choi và đạc biẹt phuong pháp Học
qua hành luôn đuợc áp dụng triẹt để cho các môn học tích hợp STEM.
– Giáo dục STEM chú trọng đến viẹc hình thành và phát triển nang lực Giải
quyết vấn đề cho nguời học. Trong mỗi bài học theo chủ đề STEM học sinh đuợc
đạt truớc mọt tình huống có vấn đề thực tiễn cần giải quyết liên quan đến các kiến
thức khoa học. Để giải quyết vấn đề đó, học sinh phải tìm tòi nghiên cứu những
kiến thức thuọc các môn học có liên quan đến vấn đề Sách giáo khoa, học liẹu,
Thiết bị thí nghiẹm, Thiết bị công nghẹ , phải biết cách mở rọng kiến thức, biết
cách sửa chữa, chế biến lại chúng cho phù hợp với tình huống có vấn đề mà nguời
học đang phải giải quyết.
1.4.2. Nhữ g đặ đi bản của d y học theo định h ớng giáo dục STEM
Dựa trên việc nghiên cứu các tài liệu [6], [7], [13] có 5 đặc điểm chính của
giáo dục STEM như sau:
– Tập trung vào sự tích hợp: Giáo dục STEM có đặc điểm là tập trung vào sự
tích hợp hai hay nhiều môn học, trong đó đặc biệt nhấn mạnh Khoa học và Toán
học, sự sáng tạo bổ sung thêm các yếu tố Nghệ thuật, Xã hội, Văn học là tùy
thuộc vào từng GV, từng bối cảnh cụ thể.
– Liên hệ với cuộc sống thực tế: Do thuộc tính tích hợp và đa ngành nên
chương trình học STEM không nặng tính lí thuyết mà thiên về vận dụng và giải
quyết các vấn đề trong thực tiễn cuộc sống, từ các vấn đề mang tính địa phương đến
các vấn đề có tính toàn cầu. HS phải vận dụng kiến thức đa ngành để giải quyết một
vấn đề cụ thể.
– Hướng đến phát triển các kỹ năng của thế kỷ 21: Các chương trình học
STEM đều tạo cơ hội để HS rèn luyện và phát triển các nhóm kỹ năng mục tiêu cần
thiết cho công việc của thế kỷ 21. Các kỹ năng được lồng ghép trong các hoạt động
17
học tập trong lớp hoặc ngoài lớp học, được xây dựng có tính hệ thống, liên tục và kế
thừa lẫn nhau.
– Thách thức HS vượt lên chính mình: Các bài tập, dự án học tập hoặc các
chuyến đi thực địa đều đòi hỏi HSphải nỗ lực bản thân, phối hợp với làm việc nhóm,
khai thác các nguồn lực sẵn có để đạt đến những cột mốc mới về kiến thức, kinh
nghiệm cũng như năng lực mới của mình. Sẽ không có những bài tập chỉ là học thuộc
lòng, ghi nhớ và trả bài như cách học truyền thống, mà thay vào đó, HS phải vận
dụng kiến thức để hướng đến giải quyết các vấn đề, sáng tạo và đổi mới.
– Có tính hệ thống và gắn kết giữa đa dạng các bài học: Đây là một đặc điểm
rất quan trọng giúp quá trình giáo dục đạt được hiệu quả cao đối với HS. Nếu HSchỉ
tham gia rất nhiều bài học trải nghiệm khác nhau, tham gia các hoạt động thực hành
khác nhau, nhưng các bài học đó lại thiếu sự gắn kết, kế thừa và liên tục, thì HS sẽ
bị rơi vào lỗ hổng kiến thức và rời rạc về mặt thông tin.
Thông qua cách tiếp cận giáo dục tích hợp, HSnhận thức được sự giao thoa
giữa các ngành Khoa học và Toán học, thấy được sự cần thiết của các kiến thức
khoa học để có thể giải quyết một vấn đề hay tạo nên một sản phẩm. Đồng thời, nhờ
được tạo cơ hội khuyến khích sáng tạo dựa trên sở thích riêng của bản thân, nên các
em HS tự tin hơn trong quá trình học tập và làm việc.
1.4.3. Các hình th c d y họ he đị h h ớng giáo dục STEM
1.4.3.1. Dạy học theo chủ đề
Dạy học theo chủ đề là sự kết hợp giữa mô hình dạy học truyền thống và hiện
đại, ở đó giáo viên không dạy học chỉ bằng cách truyền thụ kiến thức mà chủ yếu là
hướng dẫn học sinh tự lực tìm kiếm thông tin, sử dụng kiến thức vào giải quyết các
nhiệm vụ có ý nghĩa thực tiễn.
Với dạy học theo chủ đề, học sinh được học tập theo từng chủ đề và nghiên
cứu sâu các chủ đề dưới sự hướng dẫn của giáo viên. Các em được giao bài tập hoặc
bài thực nghiệm làm việc theo từng nhóm với từng đề án riêng của môn học. Với
phương pháp học này, việc thảo luận và hợp tác tìm ra giải pháp cho vấn đề giúp
các em phát triển khả năng học độc lập rất nhiều. Chính quá trình tự khám phá và
thực hành, các em hiểu biết vấn đề sâu hơn là chỉ nghe giảng và chép bài.
18
1.4.3.2. Dạy học trải nghiệm
Trải nghiệm là quá trình nhận thức, khám phá đối tượng bằng việc tương tác
với đối tượng thông qua các thao tác vật chất bên ngoài (nhìn, sờ, nếm, ngửi…) và
các quá trình tâm lý bên trong (chú ý, ghi nhớ, tư duy, tưởng tượng). Thông qua
đó,chủ thể có thể học hỏi, tìm tòi, sáng tạo, tiếp thu, tích lũy được những kinh
nghiệm cho bản thân và hoàn thiện các kĩ năng trong cuộc sống.
Dạy học trải nghiệm là giáo viên khuyến khích người học tham gia trải
nghiệm thực tế, sau đó phản ánh, tổng kết lại để tăng cường hiểu biết, phát triển kỹ
năng, định hình các giá trị sống và phát triển tiềm năng bản thân, tiến tới đóng góp
tích cực cho cộng đồng và xã hội.
1.4.3.3. Nghiên cứu khoa học
Nghiên cứu khoa học là một họat động tìm kiếm, xem xét, điều tra, hoặc thử
nghiệm. Dựa trên những số liệu, tài liệu, kiến thức, đạt được từ các thí nghiệm
NCKH để phát hiện ra những cái mới về bản chất sự vật, về thế giới tự nhiên và xã
hội, và để sáng tạo phương pháp và phương tiện kỹ thuật mới cao hơn, giá trị hơn.
Con người muốn làm NCKH phải có kiến thức nhất định về lãnh vực nghiên cứu và
cái chính là phải rèn luyện cách làm việc tự lực, có phương pháp từ lúc ngồi trên
ghế nhà trường.
1.4.4. Chủ đề STEM
Để từng bước đưa Giáo dục STEM vào trường phổ thông làm tiền đề, cơ sở
để thực hiện chương trình giáo dục phổ thông mới, theo chúng tôi cần phải xây
dựng theo các chủ đề từng môn hoặc tích hợp liên môn ở các môn học STEM. Các
chủ đề STEM cần theo hướng rất linh hoạt và có thể triển khai dưới nhiều hình
thức. Để xây dựng một chủ đề STEM theo định hướng phát triển năng lực cho học
sinh, nên thực hiện theo các bước sau [17], [19]:
– Bước 1. Xác định đối tượng, thời gian, hình thức tổ chức chủ đề STEM
* Đối tượng: cần xác định đối tượng phù hợp với chủ đề trên cơ sở nội dung
bám sát với chương trình phổ thông của Bộ Giáo dục và Đào tạo. Đối tượng học
sinh nên theo lớp từ lớp 1 đến lớp 12.
19
* Thời gian: cần xác định thời gian phù hợp gồm cả thời gian chuẩn bị,
thời gian thực hiện. Mỗi chủ đề nên xây dựng thời gian thực hiện trên lớp từ 60
đến 90 phút.
* Hình thức tổ chức: có thể tổ chức trong giờ học chính khóa tại các phòng
STEM của nhà trường hoặc tại các cơ sở sản xuất, phòng STEM các doanh ngiệp,
các trường đào tạo nghề …
– Bước 2. Nêu vấn đề thực tiễn
Giáo viên nêu vấn đề thực tiễn bằng nhiều hình thức như: một câu chuyện,
một tình huống thực tiễn, bài tập thực tiễn, dự án học tập giải quyết các vấn đề thực
tiễn, hoạt động trải nghiệm sáng tạo, hoạt động nghiên cứu khoa học làm cho
học sinh xuất hiện nhu cầu giải quyết vấn đề thực tiễn.
– Bước 3. Đặt câu hỏi định hướng, hình thành ý tưởng của chủ đề, hệ thống
kiến thức STEM trong chủ đề
Các câu hỏi tập trung vào các nội dung: Chủ đề nhằm mục đích gì Nhiệm
vụ chính trong chủ đề là gì Chủ đề có ý nghĩa gì trong thực tiễn Kiến thức môn
học STEM nào liên quan
Ý tưởng chủ đề hướng tới các vấn đề thực tiễn gì liên quan để giải quyết
được vấn đề thực tiễn.
Xây dựng hệ thống kiến thức thuộc lĩnh vực STEM trong chủ đề. Các kiến
thức các môn STEM liên quan cần xác định trọng tâm, liên quan trực tiếp chủ đề,
do đó khi xây dựng chủ đề STEM cần thiết phải hợp tác giữa giáo viên các bộ môn.
– Bước 4. Xác định mục tiêu của chủ đề
Cần xác định mục tiêu về kiến thức, kĩ năng và thái độ cần đạt được sau khi
thực hiện chủ đề STEM cho học sinh. Mục tiêu cần r ràng, có tính khả thi phù hợp
với năng lực học sinh và điều kiện địa phương.
– Bước 5. Chuẩn bị các mẫu vật, hóa chất, dụng cụ, vị trí để thực hiện chủ
đề STEM.
Trên cơ sở nội dung, mục tiêu chủ đề, giáo viên chuẩn bị hoặc hướng dẫn
học sinh chuẩn bị đầy đủ cơ sở vật chất, dụng cụ cần thiết để tổ chức thực hiện
chủ đề.
20
– Bước 6. Xác định được quy trình các hoạt động hoặc chuỗi hoạt động kĩ
thuật giải quyết vấn đề thực tiễn bằng ứng dụng STEM và thực hiện được các hoạt
động giải quyết vấn đề thực tiễn.
Giáo viên xây dựng quy trình tổ chức, thực hiện chủ đề STEM theo các hoạt
động một cách rành mạch, r ràng, dễ thực hiện.
Tuy nhiên, ở mức độ cao hơn, giáo viên chỉ nêu mục tiêu chủ đề, yêu cầu
đạt được, cung cấp cơ sở vật chất cần thiết yêu cầu học sinh tự xây dựng các bước
và thực hiện chủ đề. Một trong những giá trị cốt l i chương trình thực hiện chủ đề
STEM là truyền cảm hứng về khả năng sáng tạo của cá nhân, giúp phát triển các
đặc điểm của cá nhân sáng tạo: tính trôi chảy, tính linh hoạt, tính độc đáo, tính tỉ mỉ.
– Bước 7. Báo cáo kết quả, nêu các kiến nghị, đề xuất mới.
Sau khi thực hiện chủ đề, học sinh báo cáo kết quả quá trình ứng dụng
STEM giải quyết vấn đề thực tiễn, có thể đề xuất một số vấn đề mới phát sinh, ý
tưởng mới liên quan đến chủ đề. Giáo viên kết luận vấn đề, tổng kết.
i ủ họ g i h i ă g họ i h
iáo dục S E mang lại lợi ch g cho học sinh?
– Giáo dục STEM là cách tiếp cận giáo dục hàng đầu đang được các quốc gia
phát triển áp dụng trong hoạt động giáo dục – đào tạo. Giáo dục STEM không nhằm
mục đích hướng người học trở thành nhà toán học, khoa học hay kỹ sư phần mềm
mà tạo dựng cho người học kỹ năng tự học, tư duy ngôn ngữ – những kỹ năng thiết
yếu để đáp ứng công việc của thời đại 4.0.
– Viẹc đua giáo dục STEM vào truờng trung học mang lại nhiều ý nghĩa, phù
hợp với định huớng đổi mới giáo dục phổ thông. Cụ thể là:
+ ảm ảo giáo dục toàn diẹn: Triển khai giáo dục STEM ở nhà truờng, bên
cạnh các môn học đang đuợc quan tâm nhu Toán, Khoa học, các lĩnh vực Công
nghẹ, Kỹ thuạt cũng sẽ đuợc quan tâm, đầu tu trên tất cả các phuong diẹn về đọi ngũ
giáo viên, chuong trình, co sở vạt chất.

Các thầy cô cần file liên hệ với chúng tôi tại fanpage facebook O2 Education

Hoặc xem nhiều SKKN hơn tại:  Tổng hợp SKKN môn hóa học cấp THPT

Hoặc xem thêm các tài liệu khác của môn hóa

• Phương pháp tư duy dồn chất xếp hình giải bài tập hóa học hữu cơ
• Tổng hợp đề thi môn hóa của bộ giáo dục từ năm 2007 đến nay
• Tổng hợp các phương pháp giải bài tập môn hoá học
• Tổng hợp giáo án chủ đề STEM trong môn hóa học

Luận văn xác định hàm lượng chì, kẽm trong đất và nước khu vực mỏ sắt Thuận Hòa – Hà Giang bằng phương pháp phổ hấp thụ và phát xạ nguyên tử

Các thầy cô cần file liên hệ với chúng tôi tại fanpage facebook O2 Education

Hoặc xem nhiều SKKN hơn tại:  Tổng hợp SKKN luận văn luận án O2 Education

MỞ ĐẦU

Môi trường và bảo vệ môi trường ngày nay đang là mối quan tâm chung của toàn xã hội. Hiện nay, đất nước ta đang trên con đường Công nghiệp hoá – hiện đại hoá. Việc khai thác các tài nguyên thiên nhiên, trong đó có tài nguyên khoáng sản kim loại phục vụ xây dựng và phát triển đất nước là rất cần thiết. Tuy nhiên, quá trình khai thác và chế biến các loại quặng này sẽ tác động nhiều mặt đến môi trường, vì vậy việc nghiên cứu ảnh hưởng của quá trình khai thác và chế biến các loại quặng sắt tới môi trường ngày càng được quan tâm.

Hà Giang là tỉnh miền núi có tiềm năng về tài nguyên khoáng sản hết sức đa dạng và phong  phú. Trong đó có những loại khoáng sản có giá trị kinh tế cao là sắt, chì, kẽm, Mangan, Antimon…Theo tài liệu địa chất và khoáng sản, đến nay trên địa bàn tỉnh Hà Giang đã xác định được 215 mỏ, điểm quặng, điểm khoáng sản với 28 loại khoáng sản khác nhau. Trong đó mỏ Quặng sắt (21 mỏ, điểm mỏ). Mỏ sắt ở Thuận Hòa có trữ lượng khoảng 19,8 – 22,0 triệu tấn đây được xem là nơi có trữ lượng sắt lớn nhất trong tỉnh [1].

Để khai thác và sử dụng có hiệu quả nguồn tài nguyên khoáng sản này cần phải có công nghệ khai thác chế biến phù hợp với điều kiện địa chất khu vực và các điều kiện thực tế khác. Song song với việc khai thác chế biến loại khoáng sản này, công tác bảo vệ môi trường cần phải hết sức quan tâm vì nước thải của quá trình khai thác và chế biến có chứa các ion kim loại nặng (như Pb và Zn) gây ô nhiễm nguồn nước và đất, các ion kim loại này thể hiện độc tính cao đối với sức khỏe của con người khi hàm lượng của chúng vượt quá tiêu chuẩn cho phép. Vì vậy cần phải phân tích đánh giá mức độ ô nhiễm ảnh hưởng đến nguồn nước và đất ở khu vực khai thác khoảng sản từ đó tìm biện pháp thích hợp để loại trừ và hạn chế ô nhiễm lan rộng là vấn đề cấp bách.

Xuất phát từ những lý do trên, chúng tôi đã chọn đề tài: “Xác định hàm lượng chì, kẽm trong đất và nước khu vực mỏ sắt Thuận Hòa – Hà Giang bằng phương pháp phổ hấp thụ và phát xạ nguyên tử”.

Với mục tiêu:

– Phân tích xác định hàm lượng chì, kẽm trong mẫu đất và nước.

– Đánh giá so sánh với tiêu chuẩn Việt Nam để đánh giá mức độ ô nhiễm.

CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1. GIỚI THIỆU VỀ NGUYÊN TỐ CHÌ, KẼM

1.1.1. Chì

1.1.1.1. Trạng thái tự nhiên

Chì trong tự nhiên chiếm khoảng 0,0016 % khối lượng vỏ Trái đất, phân bố trong 170 khoáng vật khác nhau nhưng quan trọng nhất là galena (PbS), anglesite ( PbSO₄ ) và cerussite ( PbCO₃), hàm lượng chì trong các khoáng lần lượt là 88 %, 68% và 77%. [1, 2, 3]

1.1.1.2. Tính chất vật lí

Chì  là kim loại nặng, có ánh kim. Chì kim loại có màu xanh xám, mềm, bề mặt chì thường mờ đục do bị oxi hóa. Một số hằng số vật lí của chì: [1, 2]

Cấu hình electron	[Xe]4f145d106s26p2
Năng lượng ion hóa thứ nhất (eV)	7,42
Bán kính nguyên tử (A0)	1,75
Thế điện cực chuẩn (V)	-0,126
Khối lượng nguyên tử (đvC)	207,21
Nhiệt độ nóng chảy (oC)	327
Nhiệt độ sôi (oC)	1737
Cấu trúc tinh thể	Lập phương tâm diện

1.1.1.3. Tính chất hóa học

Nhìn chung, chì là kim loại tương đối hoạt động về mặt hoá học. Ở điều kiện thường, chì bị oxi hoá tạo thành lớp oxit màu xám xanh bao bọc bên trên mặt bảo vệ cho chì không tiếp xúc bị oxi hoá nữa:

2Pb + O₂ → 2PbO

Khi gặp nước, nước sẽ tách dần màng oxit bao bọc ngoài và tiếp tục bị tác dụng.

Chì tương tác với halogen và nhiều nguyên tố không kim loại khác:

Pb + X₂ → PbX₂

Chì có thế điện cực âm nên về nguyên tắc nó tan được trong các axit. Nhưng thực tế chì chỉ tương tác ở trên bề mặt với dung dịch axit clohiđric loãng và axit sunfuric dưới 80% vì bị bao bọc bởi lớp muối khó tan (PbCl₂; PbSO₄). Với dung dịch đậm đặc hơn của các axit đó, chì có thể tan vì muối khó tan của lớp bảo vệ đã chuyển thành hợp chất tan: [1, 2, 3]

PbCl₂ + 2HCl → H₂PbCl₄

PbSO₄ + H₂SO₄ → Pb(HSO₄)₂

Với axit nitric ở bất kỳ nồng độ nào, chì tương tác như một kim loại:

3Pb + 8HNO_3loãng → 3Pb(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O

Khi có mặt oxi, chì có thể tương tác với nước:

2Pb + 2H₂O + O₂ → 2Pb(OH)₂

có thể tan trong axit axetic và các axit hữu cơ khác:

2Pb + 4CH₃COOH + O₂ → 2Pb(CH₃COO)₂ + 2H₂O

Với dung dịch kiềm, chì có tương tác khi đun nóng, giải phóng hiđro:

Pb + 2KOH + 2H₂O → K₂[Pb(OH)₄] + H₂

1.1.1.4. Tác dụng sinh hóa

Chì là một nguyên tố không cần thiết cho cơ thể sinh vật. Không khí, nước và thực phẩm bị ô nhiễm chì đều rất nguy hiểm cho con người, nhất là trẻ em đang phát triển. Chì có tác dụng âm tính lên sự phát triển của bộ não trẻ em, chì ức chế mọi hoạt động của các enzim, không chỉ ở não mà còn ở các bộ phận tạo máu, nó là tác nhân phá hủy hồng cầu.       

Chì có thể thâm nhập vào cơ thể con người qua thức ăn, nước uống, hít thở hoặc thông qua da nhưng chủ yếu lượng chì đi vào cơ thể con người là do khẩu phần ăn uống, chúng được tích tụ trong xương, ít gây độc cấp tính trừ liều lượng cao, nguy hiểm hơn là sự tích luỹ lâu dài trong cơ thể ở liều lượng thấp nhưng với thời gian dài. Triệu chứng thể hiện nhiễm độc chì là mệt mỏi, ăn không ngon, đau đầu, nó tác dụng lên hệ thần kinh trung ương và ngoại vi, hiệu ứng sinh hoá quan trọng của chì là can thiệp vào hồng cầu, nó can thiệp vào quá trình tạo hợp chất trung gian trong quá trình hình thành Hemoglobin. Khi nồng độ chì trong máu đạt 0,3 ppm thì nó ngăn cản quá trình sử dụng oxi để oxi hóa glucoza tạo a năng lượng cho quá trình sống, do đó làm cho cơ thể mệt mỏi và khi nồng độ lớn hơn 0,8 ppm thì hụt hẳn Hemoglobin gây thiếu máu và làm rối loạn chức năng thận.

Ngoài ra Pb²⁺ đồng hình với Ca²⁺ nên có thể thay thế Ca²⁺ tạo phức trong xương (làm xương đen), nếu lượng Ca²⁺ cao lại đẩy Pb²⁺ ra và Pb²⁺ được tích luỹ ở mô mềm. [4]

1.1.2. Kẽm

1.1.2.1. Trạng Thái tự nhiên

Kẽm là nguyên tố tương đối phổ biến. Trong vỏ Trái Đất kẽm chiếm khoảng 75 ppm. Đất chứa 5-77 ppm kẽm với giá trị trung bình là 64 ppm. Nước biển chứa 30 ppb và trong khí quyển chứa 0.1-4 µg/m. Ngoài ra kẽm có trong tất cả các loài vật sống, cơ thể con người chứa đến 0.001 % kẽm ở răng và hệ thần kinh và tuyến sinh dục

Kẽm (tiếng la tinh là zinc) nằm ở vị trí thứ 30 trong bảng tuần hoàn thuộc phân nhóm IIB.  Kẽm là nguyên tố phổ biến thứ 24 trong lớp vỏ Trái Đất và có 5 đồng vị bền. Quặng kẽm phổ biến nhất là quặng sphalerit, một loại kẽm sulfua. [5, 6]

1.1.2.2. Trạng thái vật lý

Kẽm là kim loại có màu trắng bạc nhưng ở trong không khí ẩm nó dần bị bao phủ bởi màng oxit nên mất ánh kim. Là kim loại mềm dễ nóng chảy, dễ bay hơi tương đối cứng và giòn..

Màu sắc	Ánh kim bạc xám
Trạng thái vật chất	Chất rắn
Nhiệt độ nóng chảy	692,68 K ​(419,53 °C, ​787,15 °F)
Nhiệt độ sôi	1.180 K ​(907 °C, ​1.665 °F)
Mật độ	7,14 g·cm−3 (ở 0 °C, 101.325 kPa)
Mật độ ở thể lỏng	ở nhiệt độ nóng chảy: 6,57 g·cm−3
Nhiệt lượng nóng chảy	7,32 kJ·mol−1
Nhiệt lượng bay hơi	123,6 kJ·mol−1
Nhiệt dung	25,470 J·mol−1·K−1

Kẽm là kim loại có màu trắng bạc nhưng ở trong không khí ẩm nó dần bị bao phủ bởi màng oxit nên mất ánh kim. Là kim loại mềm dễ nóng chảy, dễ bay hơi tương đối cứng và giòn. [5, 6]

1.1.2.3. Tính chất hóa học

Kẽm là kim loại tương đối hoạt động. Trong không khí ẩm, kẽm bền ở nhiệt độ thường do có màng oxit bảo vệ. Nhưng ở nhiệt độ cao, kẽm cháy mãnh liệt tạo thành ngọn lửa màu lam và sáng chói.

Kẽm tác dụng với halogen, lưu huỳnh và các nguyên tố không kim loại khác như photpho, selen…

Ở nhiệt độ thường, Zn bền với nóng nước vì có màng oxit bảo vệ, ở nhiệt độ cao khử hơi nước thành oxit:

Zn + H₂O  →  ZnO  + H₂

Có thế điện cực âm, kẽm dễ dàng tác dụng với axit không phải là chất oxi hoá giải phống khí hidro.

Kẽm có thể tan trong dung dịch kiềm giải phóng hidro giống như nhôm:

Zn + 2H₂O + 2 OH^– → [ Zn(OH)₄^2-]  + H₂

1.1.2.4. Tác dụng sinh hóa

Kẽm tham gia hoạt hoá khoảng 70 enzym của nhiều hoạt đông sinh lý, sinh hoá của cây. Nó là một nguyên tố có ảnh hưởng to lớn đối với năng suất cây trồng. Thực vật hấp thụ kẽm ở dạng ion Zn²⁺. Tác dụng sinh lý của kẽm:

1. Zn cần cho sự hoạt động của nhiều enzym đường phân (hexokinase, andolase…)

2. Zn hoạt hoá enzym hô hấp cacboanhydrase, xúc tác phản ứng loại nước của hydrat oxit cacbon. Phản ứng này cung cấp CO₂ cho quá trình quang hợp.

3. Zn xúc tác quá trình tổng hợp triptophan, protein, axit indolilaxetic và cần cho quá trình sử dụng P vô cơ thành P hữu cơ trong thành phần của axit nucleic, các nucleotit.

Mặc dù kẽm là vi chất cần thiết cho sức khỏe, tuy nhiên nếu hàm lượng kẽm vượt quá mức cần thiết sẽ có hại cho sức khỏe. Hấp thụ quá nhiều kẽm làm ngăn chặn sự hấp thu đồng và sắt. Ion kẽm tự do trong dung dịch là chất có độc tính cao đối với thực vật, động vật và đặc biệt là đối với người. [3, 7]

1.2. MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH KẼM VÀ CHÌ

Hiện nay có rất nhiều phương pháp khác nhau để xác định Kẽm và Chì như phương pháp phân tích khối lượng, phân tích thể tích, điện hoá, phổ phân tử UV – VIS, phổ phát xạ nguyên tử (AES), phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa (F-AAS) và không ngọn lửa (GF-AAS), phương pháp ICP – OES,.… Dưới đây là một số phương pháp xác định Zn, Pb.

1.2.1. Các phương pháp hoá học

1.2.1.1. Phương pháp phân tích khối lượng

Phương pháp phân tích khối lượng là phương pháp cổ điển, độ chính xác có thể đạt tới 0,1%. Cơ sở của phương pháp là sự kết tủa định lượng của chất phân tích với một thuốc thử thích hợp. [7]

1.2.1.2. Phương pháp phân tích thể tích

Phương pháp phân tích thể tích dựa trên sự đo thể tích dung dịch thuốc thử để biết nồng độ chính xác (dung dịch chuẩn) được thêm vào dung dịch chất định phân để tác dụng đủ toàn bộ lượng chất định phân đó. Thời điểm thêm lượng thuốc thử tác dụng với toàn bộ chất định phân gọi là điểm tương đương. Để nhận biết điểm tương đương, người ta dùng các chất gây ra hiện tượng có thể quan sát bằng mắt gọi là các chất chỉ thị. [7]

1.2.1.3. Phương pháp phân tích công cụ.

1. Phương pháp phổ hấp thụ phân tử UV – VIS

Phương pháp này chính là phương pháp phổ hấp thụ phân tử trong vùng UV – VIS. Ở điều kiện thường, các phân tử, nhóm phân tử của chất bền vững và nghèo năng lượng. Đây là trạng thái cơ bản. Nhưng khi có một chùm sáng với năng lượng thích hợp chiếu vào thì các điện tử hoá trị trong các liên kết (л, ∂ , n) sẽ hấp thụ năng lượng chùm sáng, chuyển lên trạng thái kích thích với năng lượng cao hơn. Hiệu số giữa hai mức năng lượng (cơ bản E_o và kích thích E_m) chính là năng lượng mà phân tử hấp thụ từ nguồn sáng để tạo ra phổ hấp thụ phân tử của chất.

Nguyên tắc: Phương pháp xác định dựa trên việc đo độ hấp thụ ánh sáng của một dung dịch phức tạo thành giữa ion cần xác định với một thuốc thử vô cơ hay hữu cơ trong môi trường thích hợp khi được chiếu bởi chùm sáng. Phương pháp định lượng phép đo:

A = K.C

Trong đó:       A: độ hấp thụ quang

K: hằng số thực nghiệm

C: nồng độ nguyên tố phân tích

Phương pháp này cho phép xác định nồng độ chất ở khoảng 10^-5 – 10^-7M và là một trong các phương pháp được sử dụng khá phổ biến.

Phương pháp trắc quang có độ nhạy, độ ổn định và độ chính xác khá cao, được sử dụng nhiều trong phân tích vi lượng. Tuy nhiên với việc xác định Zn, Pb thì lại gặp rất nhiều khó khăn do ảnh hưởng của một số ion kim loại tương tự. Khi đó phải thực hiện các công đoạn che, tách phức tạp. [7]

2. Phương pháp cực phổ

Nguyên tắc: Người ta thay đổi liên tục và tuyến tính điện áp đặt vào 2 cực để khử các ion kim loại, do mỗi kim loại có thế khử khác nhau. Thông qua chiều cao của đường cong Von-Ampe có thể định lượng được ion kim loại trong dung dịch ghi cực phổ. Vì dòng giới hạn I_gh ở các điều kiện xác định tỉ lệ thuận với nồng độ ion trong dung dịch ghi cực phổ theo phương trình:

I = k.C

Phương pháp này sử dụng điện cực giọt thuỷ ngân rơi làm cực làm việc, trong đó thế được quét tuyến tính rất chậm theo thời gian (thường 1 – 5 mV/s) đồng thời ghi dòng là hàm của thế trên cực giọt thuỷ ngân rơi. Sóng cực phổ thu được có dạng bậc thang, dựa vào chiều cao có thể định lượng được chất phân tích.

Phương pháp này có khá nhiều ưu điểm: Nó cho phép xác định cả chất vô cơ và hữu cơ với nồng độ 10^-5 ÷ 10^-6M tuỳ thuộc vào cường độ và độ lặp lại của dòng dư. Sai số của phương pháp thường là 2 ÷ 3% với nồng độ 10^-3 ÷ 10^-4M, là 5% với nồng độ 10^-5  M (ở điều kiện nhiệt độ không đổi). Tuy nhiên phương pháp cực phổ bị ảnh hưởng rất lớn của dòng tụ điện, dòng cực đại, lượng oxi hoà tan hay bề mặt điện cực nên giới hạn phát hiện kém khoảng 10^-5 – 10^-6 M.

Nhằm loại trừ ảnh hưởng trên đồng thời tăng độ nhạy, hiện nay đã có các phương pháp cực phổ hiện đại: cực phổ xung vi phân (DPP), cực phổ sóng vuông (SQWP)… chúng cho phép xác định lượng vết của nhiều nguyên tố. [8]

3. Phương pháp Von-Ampe hoà tan

Về bản chất, phương pháp Von-Ampe hoà tan cũng giống như phương pháp cực phổ là dựa trên việc đo cường độ dòng để xác định nồng độ các chất trong dung dịch. Nguyên tắc gồm hai bước:

Bước 1: Điện hoá làm giàu chất cần phân tích trên bề mặt điện cực làm việc trong khoảng thời gian xác định, tại thế điện cực xác định.

Bước 2: Hoà tan kết tủa đã được làm giàu bằng cách phân cực ngược cực làm việc, đo và ghi dòng hoà tan. Trên đường Von-Ampe hoà tan xuất hiện pic của nguyên tố cần phân tích. Chiều cao pic tỉ lệ thuận với nồng độ. [8]

4. Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử

Nguyên tắc: Khi nguyên tử tồn tại tự do ở thể khí và ở trạng thái năng lượng cơ bản, thì nguyên tử không thu hay không phát ra năng lượng. Tức là nguyên tử ở trạng thái cơ bản. Song, nếu chiếu vào đám hơi nguyên tử tự do một chùm tia sáng đơn sắc có bước sóng phù hợp, trùng với bước sóng vạch phổ phát xạ đặc trưng của nguyên tố phân tích, chúng sẽ hấp thụ tia sáng đó sinh ra một loại phổ của nguyên tử. Phổ này được gọi là phổ hấp thụ của nguyên tử. Với hai kỹ thuật nguyên tử hóa, nên chúng ta cũng có hai phép đo tương ứng. Đó là phép đo phổ hấp thụ nguyên tử trong ngọn lửa (F- AAS có độ nhạy cỡ 0,1 ppm) và phép đo phổ hấp thụ nguyên tử không ngọ n lửa (GF – AAS có độ nhạy cao hơn kỹ thuật ngọn lửa 50- 1000 lần, cỡ 0,1- 1 ppb).

Cơ sở của phân tích định lượng theo AAS là dựa vào mối quan hệ giữa cường độ vạch phổ và nồng độ nguyên tố cần phân tích theo biểu thức:

A_λ = a.C_X

Có 2 phương pháp định lượng theo phép đo AAS là : phương pháp đường chuẩn và phương pháp thêm tiêu chuẩn.

Thực tế cho thấy phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử có nhiều ưu việt như:

Độ nhạy, độ chính xác cao, lượng mẫu tiêu thụ ít, tốc độ phân tích nhanh. Với ưu điểm này, AAS được thế giới dùng làm phương pháp tiêu chuẩn để xác định lượng nhỏ và lượng vết các kim loại trong nhiều đối tượng khác nhau.

Phép đo phổ AAS có thể phân tích được hàm lượng vết của hầu hết các kim loại và cả những hợp chất hữu cơ hay anion không có phổ hấp thụ nguyên tử. Nó được sử dụng rộng rãi trong các ngành: địa chất, công nghiệp hóa học, hóa dầu, y học, sinh học, dược phẩm. [9]

4.1.  Phép đo phổ F-AAS

Kỹ thuật F-AAS dùng năng lượng nhiệt của ngọn lửa đèn khí để hoá hơi và

nguyên tử hoá mẫu phân tích. Do đó mọi quá trình xảy ra trong khi nguyên tử hoá mẫu phụ thuộc vào đặc trưng và tính chất của ngọn lửa đèn khí nhưng chủ yếu là nhiệt độ ngọn lửa. Đây là yếu tố quyết định hiệu suất nguyên tử hoá mẫu phân tích, mọi yếu tố ảnh hưởng đến nhiệt độ ngọn lửa đèn khí đều ảnh hưởng đến kết quả của phương pháp phân tích. [9]

4.2. Phép đo phổ GF-AAS

Kỹ thuật GF-AAS ra đời sau kỹ thuật F-AAS nhưng đã được phát triển rất nhanh, nó đã nâng cao độ nhạy của phép xác định lên gấp hàng trăm lần so với kỹ thuật F-AAS. Mẫu phân tích bằng kỹ thuật này không cần làm giàu sơ bộ và lượng mẫu tiêu tốn ít.

Kỹ thuật GF-AAS là quá trình nguyên tử hoá tức khắc trong thời gian rất ngắn nhờ năng lượng nhiệt của dòng điện có công suất lớn và trong môi trường khí trơ (Argon). Quá trình nguyên tử hoá xảy ra theo các giai đoạn kế tiếp nhau: sấy khô, tro hoá luyện mẫu, nguyên tử hoá để đo phổ hấp thụ nguyên tử và cuối cùng là làm sạch cuvet. Nhiệt độ trong cuvet graphit là yếu tố quyết định mọi diễn biến của quá trình nguyên tử hoá mẫu. Trong đó hai giai đoạn đầu là chuẩn bị cho giai đoạn nguyên tử hóa để đạt kết quả tốt. Nhiệt độ trong cuvet graphit là yếu tố chính quyết định mọi sự diễn biến của quá trình nguyên tử hóa mẫu.

* Những ưu – nhược điểm của phép đo:

Cũng như các phương pháp phân tích khác, phương pháp phân tích phổ hấp thụ nguyên tử cũng có những ưu, nhược điểm nhất định đó là:

– Ưu điểm: Đây là phép đo có độ nhạy cao và độ chọn lọc tương đối cao. Gần 60 nguyên tố hoá học có thể xác định bằng phương pháp này với độ nhạy từ 1.10^-4 – 1.10^-5 %. Đặc biệt, nếu sử dụng kỹ thuật nguyên tử hoá không ngọn lửa thì có thể đạt tới độ nhạy n.10^-7 %. Chính vì có độ nhạy cao nên phương pháp phân tích này đã được sử dụng rất rộng rãi trong nhiều lĩnh vực để xác định lượng vết các kim loại. Một ưu điểm lớn của phép đo là: trong nhiều trường hợp không phải làm giàu nguyên tố cần xác định trước khi phân tích. Do đó, tốn ít mẫu, ít thời gian cũng như hoá chất tinh khiết để làm giàu mẫu. Tránh được sự nhiễm bẩn khi xử lý mẫu qua các giai đoạn phức tạp. Đặc biệt, phương pháp này cho phép phân tích hàng loạt mẫu với thời gian ngắn, kết quả phân tích lại rất ổn định, sai số nhỏ.

– Nhược điểm: Tuy nhiên, bên cạnh những ưu điểm phép đo AAS cũng có nhược điểm là chỉ cho biết thành phần nguyên tố của chất ở trong mẫu phân tích mà không chỉ ra trạng thái liên kết của nguyên tố ở trong mẫu. [9]

5. Phương pháp phổ phát xạ nguyên tử (ICP – OES)

Khi ở điều kiện thường, nguyên tử không thu hay phát ra năng lượng nhưng nếu bị kích thích thì các điện tử hoá trị sẽ nhận năng lượng chuyển lên trạng thái có năng lượng cao hơn (trạng thái kích thích). Trạng thái này không bền, chúng có xu hướng giải phóng năng lượng để trở về trạng thái ban đầu bền vững dưới dạng các bức xạ. Các bức xạ này được gọi là phổ phát xạ của nguyên tử.

Phương pháp ICP – OES dựa trên sự xuất hiện phổ phát xạ của nguyên tử tự do của nguyên tố phân tích ở trạng thái khí khi có sự tương tác với nguồn năng lượng phù hợp. Hiện nay, người ta dùng một số nguồn năng lượng để kích thích phổ AES như ngọn lửa đèn khí, hồ quang điện, tia lửa điện, plasma cao tần cảm ứng (ICP)…

Nhìn chung, phương pháp AES đạt độ nhạy rất cao (thường từ n.10^-3 đến n.10^-4%), lại tốn ít mẫu, có thể phân tích đồng thời nhiều nguyên tố trong cùng một mẫu. Vì vậy, đây là phương pháp dùng để kiểm tra đánh giá hoá chất, nguyên liệu tinh khiết, phân tích lượng vết ion kim loại độc trong nước, lương thực, thực phẩm. Tuy nhiên, phương pháp này lại chỉ cho biết thành phần nguyên tố trong mẫu mà không chỉ ra được trạng thái liên kết của nó trong mẫu. [9]

Hình 1.1. Nguyên tắc cấu tạo hệ thống máy phổ phát xạ nhiều kênh

HF-Nguồn cao tần RF. Pm-Hệ NTH mẫu. S-Tâm ngọn lửa ICP.  T-Khe sáng.

L-Hệ thấu kính. G-Cách tử. M1-Hệ chuẩn trực. M2-Hệ hội tụ. PM-Nhân quang (detectror), >>-Hệ điện tử. Sig-Bộ hiện thị kết quả. Mr-Hệ máy tính

1.3. GIỚI THIỆU CÁC MỎ QUẶNG SẮT VÀ CÔNG NGHỆ KHAI THÁC QUẶNG SẮT THUẬN HÒA HUYỆN VỊ XUYÊN, TỈNH HÀ GIANG

Hà Giang là tỉnh có tiềm năng về tài nguyên khoáng sản hết sức đa dạng và phong  phú cả về kim loại và phi kim loại. Trong đó có những loại khoáng sản có giá trị kinh tế cao là chì, kẽm, Mangan, Antimon…Theo tài liệu địa chất và khoáng sản, đến nay trên địa bàn tỉnh Hà Giang đã xác định được 215 mỏ, điểm quặng, điểm khoáng sản với 28 loại khoáng sản khác nhau. Trong đó 4 loại khoáng sản trọng điểm là: Quặng sắt (21 mỏ, điểm mỏ); quặng chì, kẽm (16 mỏ, điểm mỏ); quặng Mangan (27 mỏ, điểm mỏ) và quặng Antimon.

Mỏ sắt Tùng Bá có trữ lượng 22 triệu tấn

Mỏ sắt Thuận Hòa có trữ lượng 725,525 tấn công suất 100.000 ngìn tấn/năm

Mỏ sắt Sàng Thần (huyện Bắc Mê) trữ lượng 31,86 triệu tấn. [1]

Hình 1.2. Toàn cảnh khu khai thác mỏ sắt Thuận hòa

* Quy trình khai thác quạng sắt tại mỏ sắt Thuận Hòa

Quặng đầu được máy xúc tải cấp lên bun ke cấp liệu. Quặng từ bun ke cấp liệu được máy cấp liệu cấp lên máy đập hàm để giảm kích thước cỡ hạt xuống còn -100mm, sau đó quặng được băng tải vận chuyển lên máy đập trung  là máy đập nón để tiếp tục giảm kích thước cỡ hạt xuống còn -35mm rồi được băng tải vận chuyển tới sàng sơ bộ và kiểm tra có kích thước lỗ lưới 8mm. Sản phẩm trên sàng qua máng dẫn đổ trực tiếp vào máy đập nhỏ  là máy đập nón, sản phẩm của máy đập được băng tải  cấp trở lại sàng phân loại S1 theo một chu trình. Sản phẩm dưới sàng được băng tải  vận chuyển lên hai bun ke trung chuyển

Quặng có cấp hạt 0÷8mm từ bun ke qua máy cấp liệu qua băng tải (B5) cấp cho máy nghiền bi giai đoạn 1được nghiền đến cấp hạt -0,5mm. Sản phẩm của máy nghiền được kiểm tra lại qua phân cấp ruột xoắn, cát của phân cấp ruột xoắn được cấp trở lại máy nghiền, bùn tràn của phân cấp ruột xoắn được chảy xuống thùng  qua bơm  cấp lên thiết bị tuyển vít đứng. Qua hệ thống tuyển vít đứng quặng được chia thành 03 sản phẩm. Sản phẩm tinh quặng (tinh quặng 1) được chảy xuống thùng bơm bơm ra bể lắng quặng tinh, sản phẩm đuôi được tự chảy qua đường ống vào thùng chứa bùn quặng ; còn sản phẩn trung gian của vít đứng tự chảy vào máy nghiền giai đoạn 2.

Sản phẩm của máy nghiền giai đoạn 2 với độ mịn nghiền là -0,1mm tức tỷ lệ của cấp hạt -0,074mm chiếm khoảng 70%. Sản phẩm của máy nghiền được kiểm tra lại qua phân cấp ruột xoắn. Cát của phân cấp ruột xoắn được cấp trở lại máy nghiền, bùn tràn của phân cấp được chảy xuống thùng bơm  và qua bơm  cấp lên thiết bị tuyển vít đứng .

Qua vít xoắn, quặng được phân chia thành 02 sản phẩm: sản phẩm tinh quặng (tinh quặng 2) chảy xuống bể lắng quặng tinh, quăng đuôi của vít đứng kết hợp với quặng đuôi của vít đứng trước gộp chảy xuống thùng bơm bùn .

Qua bơm bùn quặng lên máy tuyển từ chính, bùn thải của máy tuyển từ chính lại được tuyển lại trên máy tuyển từ vét, tinh quặng của máy tuyển từ chính và máy tuyển từ vét (tinh quặng 3) được bơm về bể lắng quặng tinh. Bùn thải của máy tuyển từ vét chảy về thùng bơm bùn và được bơm  bơm ra hồ lắng bùn. Tại hồ lắng bùn nước trong được cấp trở lại dây chuyền xưởng tuyển.

Tinh quặng 1, tinh quặng 2, tinh quặng 3 được bơm về bể lắng quặng tinh theo từng ô một và luôn phiên tháo khô được máy bốc lên ô tô vận chuyển về kho chứa sản phẩm trước khi cấp cho nhà máy luyện gang.

Đập hàm

Đập côn trung

Sàng phân loại 8mm

Quặng nguyên khai

Đập côn nhỏ

Nghiền -0,5mm

Phân cấp ruột xoắn 1

Tuyển vít đứng 1

Nghiền -0,1mm

Phân cấp ruột xoắn 2

Tuyển vít đứng 2

Tuyển từ 2 cấp

Bể lắng quặng tinh

Hồ lắng quặng tinh

Tinh quặng

Nước tuần hoàn

Bùn thải

Hình 1.3. Sơ đồ công nghệ tuyển quặng sắt Thuận Hòa

CHƯƠNG 2

THỰC NGHIỆM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. THIẾT BỊ, HÓA CHẤT, DỤNG CỤ

2.1.1. Thiết bị

– Máy quang phổ hấp thụ nguyên tử Shimadzu AA – 6300 của Nhật Bản tại Trung tâm y tế Dự phòng Thái Nguyên.

– Máy quang phổ phát xạ nguyên tử Agilent ICP- OES 5100 của Mỹ tại phòng phân tích SGS Núi Pháo – Thái Nguyên.

– Máy cất nước hai lần Aquatron A4000D  của Mỹ .

– Cân phân tích  CPA2245 của Đức (  0,1 mg).

– Tủ lạnh, bếp điện.

2.1.2. Dụng cụ

 – Bình định mức các loại: 10, 25, 50, 100, 250 ml.

 – Pipet man.             

 – Pipet bầu 1, 2, 5, 10 ml

 – Cốc thuỷ tinh, ống đong, phễu các loại.

2.1.3. Hoá chất

– Các dung dịch chuẩn của Pb, Zn được pha từ dung dịch chuẩn có nồng độ 1000mg/l của hãng Meck (Đức) sản xuất.

– Dung dịch HCl, HNO₃, Mg(NO₃)₂ (Merk).

Các dung dịch hóa chất đều được pha chế bằng nước cất 2 lần.

Các thầy cô cần file liên hệ với chúng tôi tại fanpage facebook O2 Education

Hoặc xem nhiều SKKN hơn tại:  Tổng hợp SKKN môn hóa học cấp THPT

Hoặc xem thêm các tài liệu khác của môn hóa

• Phương pháp tư duy dồn chất xếp hình giải bài tập hóa học hữu cơ
• Tổng hợp đề thi môn hóa của bộ giáo dục từ năm 2007 đến nay
• Tổng hợp các phương pháp giải bài tập môn hoá học
• Tổng hợp giáo án chủ đề STEM trong môn hóa học

Luận văn xác định hàm lượng Chì và Asen trong một số mẫu đất và nước khu vực mỏ Trại Cau – Thái Nguyên bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử và phổ phát xạ nguyên tử

Các thầy cô cần file liên hệ với chúng tôi tại fanpage facebook O2 Education

Hoặc xem nhiều SKKN hơn tại:  Tổng hợp SKKN luận văn luận án O2 Education

MỞ ĐẦU

          Những năm gần đây, cùng với sự phát triển chung của cả nước, các hoạt động khai thác khoáng sản đã và đang góp phần to lớn vào công cuộc đổi mới đất nước. Ngành công nghiệp khai thác mỏ đã và đang ngày càng chiếm vị trí quan trọng trong nền kinh tế của Việt Nam. Trong những năm qua, hoạt động khai khoáng sản đã đóng góp tới 5,6% GDP. Tuy nhiên, bên cạnh những mặt tích cực đạt được, chúng ta cũng đang phải đối mặt với nhiều vấn đề về môi trường. Quá trình khai thác mỏ phục vụ cho lợi ích của mình, con người đã làm thay đổi môi trường xung quanh. Yếu tố chính gây tác động đến môi trường là khai trường của các mỏ, bãi thải, khí độc hại, bụi và nước thải… Làm phá vỡ cân bằng điều kiện sinh thái, đã được hình thành từ hàng chục triệu năm, gây ra sự ô nhiễm nặng nề đối với môi trường và là vấn đề cấp bách mang tính chất xã hội và chính trị của cộng đồng [1].

          Ô nhiễm không khí, nước: Các hoạt động khai thác khoáng sản thường sinh ra bụi, nước thải với khối lượng lớn, gây ô nhiễm không khí và nước. Tác động hoá học của hoạt động khai thác khoáng sản tới nguồn nước: Sự phá vỡ cấu trúc của đất đá chứa quặng khi tiến hành đào bới và khoan nổ sẽ thúc đẩy các quá trình hoà tan, rửa lũa các thành phần chứa trong quặng và đất đá, quá trình tháo khô mỏ, đổ các chất thải vào nguồn nước, chất thải rắn, bụi thải không được quản lý, xử lý chặt chẽ, tham gia vào thành phần nước mưa, nước chảy tràn cung cấp cho nguồn nước tự nhiên,… là những tác động hoá học làm thay đổi tính chất vật lý và thành phần hoá học của nguồn nước xung quanh các khu mỏ [1].

Trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên nói chung và huyện Đồng Hỷ nói riêng, tài nguyên rất phong phú và đa dạng: nhiều mỏ kim loại màu, kim loại đen, mỏ sắt đang và sẽ được khai thác trong tương lai. Trong quá trình khai thác, các hợp chất của một số kim loại nặng như: Chì, Kẽm, Thủy ngân, Cadimi, Asen…sẽ được giải phóng có thể đi vào trong môi trường đất hay nước gây ô nhiễm môi trường và khu vực xung quanh. Mỏ sắt Trại Cau là một trong những mỏ sắt lớn ở Thái Nguyên, vì vậy nó cũng tiềm ẩn nguy cơ gây ô nhiễm các kim loại nặng đối với môi trường xung quanh.

Vì những lí do trên, chúng tôi chọn đề tài:

“Xác định hàm lượng Chì và Asen trong một số mẫu đất và nước khu vực mỏ Trại Cau – Thái Nguyên bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử và phổ phát xạ nguyên tử” với các mục tiêu là:

1. Nghiên cứu, khảo sát các điều kiện tối ưu để xác định hàm lượng Chì và Asen trong một số mẫu đất và mẫu nước khu vực mỏ Trại Cau – Thái Nguyên bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử và phổ phát xạ nguyên tử.

2. Áp dụng các kết quả nghiên cứu để đánh giá khả năng ô nhiễm Chì và Asen trong mẫu đất và mẫu nước khu vực mỏ Trại Cau – Thái Nguyên.

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1. Nguyên tố Chì (Pb) và Asen (As)

1.1.1. Giới thiệu về nguyên tố Chì (Pb)

1.1.1.1. Trạng thái tự nhiên

Chì trong tự nhiên chiếm khoảng 0,0016 % khối lượng vỏ Trái đất, phân bố trong 170 khoáng vật khác nhau nhưng quan trọng nhất là galena (PbS), anglesite ( PbSO₄ ) và cerussite ( PbCO₃), hàm lượng chì trong các khoáng lần lượt là 88 %, 68% và 77% [2].

1.1.1.2. Tính chất vật lí

Chì  là kim loại nặng, có ánh kim. Chì kim loại có màu xanh xám, mềm, bề mặt chì thường mờ đục do bị oxi hóa. Một số hằng số vật lí của chì [2]:

Cấu hình electron	[Xe]4f145d106s26p2
Năng lượng ion hóa thứ nhất (eV)	7,42
Bán kính nguyên tử (A0)	1,75
Thế điện cực chuẩn (V)	-0,126
Khối lượng nguyên tử (đvC)	207,21
Nhiệt độ nóng chảy (oC)	327
Nhiệt độ sôi (oC)	1737
Cấu trúc tinh thể	Lập phương tâm diện

1.1.1.3. Tính chất hóa học

Nhìn chung, chì là kim loại tương đối hoạt động về mặt hoá học. Ở điều kiện thường, chì bị oxi hoá tạo thành lớp oxit màu xám xanh bao bọc bên trên mặt bảo vệ cho chì không tiếp xúc bị oxi hoá nữa [2]:

2Pb + O₂ → 2PbO

Khi gặp nước, nước sẽ tách dần màng oxit bao bọc ngoài và tiếp tục bị tác dụng.

          Chì tương tác với halogen và nhiều nguyên tố không kim loại khác:

Pb + X₂ → PbX₂

          Chì có thế điện cực âm nên về nguyên tắc nó tan được trong các axit. Nhưng thực tế chì chỉ tương tác ở trên bề mặt với dung dịch axit clohiđric loãng và axit sunfuric dưới 80% vì bị bao bọc bởi lớp muối khó tan (PbCl₂; PbSO₄). Với dung dịch đậm đặc hơn củacác axit đó, chì có thể tan vì muối khó tan của lớp bảo vệ đã chuyển thành hợp chất tan:

PbCl₂ + 2HCl → H₂PbCl₄

PbSO₄ + H₂SO₄ → Pb(HSO₄)₂

Với axit nitric ở bất kỳ nồng độ nào, chì tương tác như một kim loại:

3Pb + 8HNO_3loãng → 3Pb(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O

Khi có mặt oxi, chì có thể tương tác với nước:

2Pb + 2H₂O + O₂ → 2Pb(OH)₂

có thể tan trong axit axetic và các axit hữu cơ khác:

2Pb + 4CH₃COOH + O₂ → 2Pb(CH₃COO)₂ + 2H₂O

Với dung dịch kiềm, chì có tương tác khi đun nóng, giải phóng hiđro:

Pb + 2KOH + 2H₂O → K₂[Pb(OH)₄] + H₂

1.1.1.4. Độc tính của Chì

          Chì là một nguyên tố không cần thiết cho cơ thể sinh vật. Không khí, nước và thực phẩm bị ô nhiễm chì đều rất nguy hiểm cho con người, nhất là trẻ em đang phát triển. Chì có tác dụng âm tính lên sự phát triển của bộ não trẻ em, chì ức chế mọi hoạt động của các enzim, không chỉ ở não mà còn ở các bộ phận tạo máu, nó là tác nhân phá hủy hồng cầu.

Chì có thể thâm nhập vào cơ thể con người qua thức ăn, nước uống, hít thở hoặc thông qua da nhưng chủ yếu lượng chì đi vào cơ thể con người là do khẩu phần ăn uống, chúng được tích tụ trong xương, ít gây độc cấp tính trừ liều lượng cao, nguy hiểm hơn là sự tích luỹ lâu dài trong cơ thể ở liều lượng thấp nhưng với thời gian dài. Triệu chứng thể hiện nhiễm độc chì là mệt mỏi, ăn không ngon, đau đầu, nó tác dụng lên hệ thần kinh trung ương và ngoại vi, hiệu ứng sinh hoá quan trọng của chì là can thiệp vào hồng cầu, nó can thiệp vào quá trình tạo hợp chất trung gian trong quá trình hình thành Hemoglobin. Khi nồng độ chì trong máu đạt 0,3 ppm thì nó ngăn cản quá trình sử dụng oxi để oxi hóa glucoza tạo ra năng lượng cho quá trình sống, do đó làm cho cơ thể mệt mỏi và khi nồng độ lớn hơn 0,8 ppm thì hụt hẳn Hemoglobin gây thiếu máu và làm rối loạn chức năng thận.

          Ngoài ra Pb²⁺ đồng hình với Ca²⁺ nên có thể thay thế Ca²⁺ tạo phức trong xương (làm xương đen), nếu lượng Ca²⁺ cao lại đẩy Pb²⁺ ra và Pb²⁺ được tích luỹ ở mô mềm[3].

1.1.2. Giới thiệu về nguyên tố Asen (As)

1.1.2.1.Trạng thái tự nhiên của Asen

As chiếm khoảng 10^-4 % tổng số nguyên tử trong vỏ trái đất là các nguyên tố giàu thứ 20 sau các nguyên tố khác, nhưng ít tồn tại ở dạng nguyên chất trong tự nhiên. Người ta tìm thấy As tồn tại ở dạng hợp chất với một hay một số nguyên tố khác. Thường thì các các dạng hợp chất hữu cơ của Asen ít độc hơn hợp chất Asen vô cơ.

Asen phân bố rộng rãi trên vỏ trái đất với nồng độ trung bình khoảng 2mg/kg. Nó có mặt trong đá đất nước không khí, và một số sinh vật. Asen có thể tồn tại với 4 trạng thái oxi hóa: -3, 0, +3, +5.

Asen là nguyên tố cancofil dễ tạo sunfua với lưu huỳnh, tạo hợp chất với selen, telua và đặc biệt với đồng, niken, sắt, bạc,… Có khoảng gần 140 khoáng vật độc lập của Asen, trong đó 60% là Asenat và 35% là Sunfua. Các khoáng vật quan trọng nhất của Asen là: Asenopirit (FeAsS), Ocpirmen(As₂S₃), Rialga (AsS)… Asen còn kết hợp các nguyên tố khác, thay thế lưu huỳnh trong các hợp chất như: Lơlingit ( FeAs₂), Smartina (As₂Co), các loại hợp chất này thường tạo thành ở nhiệt độ thấp[4].

1.1.2.2. Tính chất vật lí

Asen hay còn gọi là thạch tín, là một á kim có màu xám kim loại, rất giòn, kết tinh dạng tinh thể. Asen lần đầu tiên được Albertus Magnus (Đức) viết về nó vào năm 1250. Asen là một á kim gây ngộ độc mạnh.

Asen có một vài dạng thù hình, dạng kim loại và dạng không kim loại. Ở dạng không kim loại Asen được tạo nên khi ngưng tụ hơi của nó. Đó là chất rắn mầu vàng, ở nhiệt độ thường dưới tác dụng của ánh sáng nó chuyển nhanh thành bột. Ở dạng kim loại: Asen có màu xám và là dạng bền nhất, dễ nghiền nhỏ thành bột, dẫn nhiệt và dẫn điện tốt, hơi Asen có mùi tỏi rất độc[4].

Dưới đây là một số hằng số vật lí của Asen:

Cấu hình electron	[Ar]3d104s24p3
Năng lượng ion hóa thứ nhất (eV)	10,5
Bán kính nguyên tử (A0)	1,25
Khối lượng nguyên tử (đvC)	74,92
Nhiệt độ nóng chảy (oC)	817
Nhiệt độ sôi (oC)	610

1.1.2.3. Tính chất hóa học

Asen là nguyên tố vừa có tính kim loại vừa có tính phi kim. Về lí tính nó có tính chất giống kim loại nhưng hóa tính lại giống các phi kim. Khi đun nóng trong không khí nó cháy tạo thành As₂O₃ màu trắng [4].

As + 3O₂ → As₂O₃

Ở dạng bột nhỏ As có thể bốc cháy trong khí clo tạo thành triclorua.

2As + 3Cl₂ → 2AsCl₃

Khi đun nóng As tương tác với Br, S, kim loại kiềm, kiềm thổ và một số kim loại khác tạo nên Asenua.

2As + 3M → M₃As₂ (đun nóng, M = Mg, Ca, Cu)

2As + M → MAs₂ (đun nóng, M = Zn, Ca, Fe)

As + M → MAs ( đun nóng, M = Al, Ga, In, La)

Asen không phản ứng với nước, axit loãng nhưng tan trong HNO₃ đặc, cường thủy, kiềm, chất ôxi hóa điển hình.

As + 3HCl_đ + HNO_3đ → AsCl₃ + NO↑ + H₂O

As + 5 HNO₃ + 2 H₂O → 3 H₃AsO₄ + 5 NO↑

As + 6 NaOH → 2NaAsO₃ + 2H₂

1.1.2.4. Độc tính của Asen

Về mặt hoá học As là một á kim, về mặt sinh học As nằm trong danh mục các hoá chất độc hại cần được kiểm soát. As được xếp cùng hàng với các kim loại nặng, As là chất độc có thể gây nên 19 bệnh khác nhau trong đó có ung thư da và phổi, bàng quang, ruột. Các triệu chứng cổ điển của nhiễm độc As là sậm màu da, tăng sừng hóa và ung thư, tác động đến hệ thần kinh ngoại biên và ảnh hưởng xấu đến sức khỏe như chứng to chướng gan, bệnh đái tháo đường, cao huyết áp, bệnh tim, viêm cuống phổi, các bệnh về đường hô hấp…. As ở dạng vô cơ có độc tính cao gấp nhiều lần As ở dạng hữu cơ, trong đó các hợp chất có chứa As thì hợp chất chứa As (III) độc tính cao hơn As (V), tuy nhiên trong cơ thể As (V) có thể bị khử về As (III); As(III) tác động vào nhóm – SH của các enzim do vậy ức chế hoạt động của men[3].

1.2. Một số phương pháp xác định Chì và Asen

Hiện nay có rất nhiều phương pháp khác nhau để xác định Chì và Asen như phương pháp phân tích khối lượng, phân tích thể tích, điện hoá, phổ phân tử UV – VIS, phổ phát xạ nguyên tử (ICP-OES), phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa (F-AAS) và không ngọn lửa (ETA-AAS), phương pháp ICP – MS,… Dưới đây là một số phương pháp xác định Chì và Asen.

1.2.1. Các phương pháp hoá học

1.2.1.1. Phương pháp phân tích khối lượng

Phương pháp phân tích khối lượng là phương pháp cổ điển, độ chính xác có thể đạt tới 0,1%. Cơ sở của phương pháp là sự kết tủa định lượng của chất phân tích với một thuốc thử thích hợp.

Asen thường được kết tủa dưới dạng Ag₃AsO₄, As₂S₃, Mg(NH₄)AsO₄ hay Ag₂HAsO₄, sau đó kết tủa được lọc, rửa, sấy rồi đem cân từ đó xác định hàm lượng chất phân tích[5].

Chì được kết tủa dưới dạng PbSO₄, PbCrO₄ hay PbMoO₄ sau đó được kết tủa được lọc, rửa, sấy hoặc nung rồi cân và từ đó xác định được hàm lượng chất phân tích.

Phương pháp này không đòi hỏi dụng cụ đắt tiền nhưng quá trình phân tích lâu, nhiều giai đoạn phức tạp đặc biệt khi phân tích lượng vết các chất. Vì vậy phương pháp này không được dùng phổ biến trong thực tế để xác định lượng vết các chất mà chỉ dùng trong phân tích hàm lượng lớn.

1.2.1.2. Phương pháp phân tích thể tích

Phương pháp phân tích thể tích dựa trên sự đo thể tích dung dịch thuốc thử để biết nồng độ chính xác (dung dịch chuẩn) được thêm vào dung dịch chất định phân để tác dụng đủ toàn bộ lượng chất định phân đó. Thời điểm thêm lượng thuốc thử tác dụng với toàn bộ chất định phân gọi là điểm tương đương. Để nhận biết điểm tương đương, người ta dùng các chất gây ra hiện tượng có thể quan sát bằng mắt gọi là các chất chỉ thị.

Asen có thể được xác định bằng phương pháp chuẩn độ iot, chuẩn độ bicromat hay phương pháp chuẩn độ Brom.

Xác định Asen bằng chuẩn độ iot người ta chuyển Asen về dạng AsO₃^3- bằng K₂CO₃, NaHCO₃ và H₂SO₄ loãng, sau đó chuẩn độ bằng iot với chỉ thị hồ tinh bột cho tới khi dung dịch xuất hiện màu xanh. Phương pháp này xác định được hàm lượng As trong khoảng từ 0,1% đến vài chục %.

Với Chì, ta có thể dùng các phép chuẩn độ như chuẩn độ phức chất, chuẩn độ ôxi hoá – khử với các chất chỉ thị khác nhau.

Để xác định chì ta có thể chuẩn độ trực tiếp bằng EDTA hay chuẩn độ ngược bằng Zn²⁺ hoặc chuẩn độ thay thế với ZnY^2- với chất chỉ thị ET-OO.

– Cách 1: Chuẩn độ trực tiếp Pb²⁺ bằng EDTA ở pH trung tính hoặc kiềm (pH khoảng 8 – 12), với chỉ thị ET-OO.

Pb²⁺ + H₂Y^2- → PbY^2- + 2H⁺

          Tuy nhiên, chì rất dễ thuỷ phân nên trước khi tăng pH phải cho Pb²⁺ tạo phức kém bền với tactrat hoặc trietanolamin.

– Cách 2: Chuẩn độ ngược Pb²⁺ bằng Zn²⁺: cho Pb²⁺ tác dụng với một lượng dư chính xác EDTA đã biết nồng độ ở pH = 10. Sau đó chuẩn độ EDTA dư bằng Zn²⁺ với chỉ thị là ET-OO.

Pb²⁺ + H₂Y^2- = PbY^2- + 2H⁺

H₂Y^2- (dư) + Zn²⁺ = ZnY^2- + 2H⁺

ZnInd + H₂Y^2- = ZnY^2- + HInd

 (đỏ nho)             (xanh)

– Cách 3: Chuẩn độ thay thế dùng ZnY^2-, chỉ thị ET-OO.

Do phức PbY^2- bền hơn ZnY^2- ở pH = 10 nên Pb²⁺ sẽ đẩy Zn²⁺ ra khỏi phức ZnY^2-. Sau đó, chuẩn Zn²⁺ sẽ xác định được Pb²⁺:

Pb^2- + ZnY^2- = Zn²⁺ + PbY^2-

ZnInd + H₂Y^2- = ZnY^2- + HInd

   (đỏ nho)            (xanh)

1.2.2.Phương pháp phân tích công cụ.

1.2.2.1. Các phương pháp quang phổ.

a. Phương pháp phổ hấp thụ phân tử UV – VIS

Phương pháp này chính là phương pháp phổ hấp thụ phân tử trong vùng UV – VIS. Ở điều kiện thường, các phân tử, nhóm phân tử của chất bền vững và nghèo năng lượng. Đây là trạng thái cơ bản. Nhưng khi có một chùm sáng với năng lượng thích hợp chiếu vào thì các điện tử hoá trị trong các liên kết (л, ∂, n) sẽ hấp thụ năng lượng chùm sáng, chuyển lên trạng thái kích thích với năng lượng cao hơn. Hiệu số giữa hai mức năng lượng (cơ bản E_o và kích thích E_m) chính là năng lượng mà phân tử hấp thụ từ nguồn sáng để tạo ra phổ hấp thụ phân tử của chất [5,7].

Nguyên tắc: Phương pháp xác định dựa trên việc đo độ hấp thụ ánh sáng của một dung dịch phức tạo thành giữa ion cần xác định với một thuốc thử vô cơ hay hữu cơ trong môi trường thích hợp khi được chiếu bởi chùm sáng. Phương pháp định lượng phép đo:

A = K.C

Trong đó:    A: độ hấp thụ quang

K: hằng số thực nghiệm

C: nồng độ nguyên tố phân tích

Phương pháp này cho phép xác định nồng độ chất ở khoảng 10^-5 – 10^-7 M và là một trong các phương pháp được sử dụng khá phổ biến.

Phương pháp trắc quang có độ nhạy, độ ổn định và độ chính xác khá cao, được sử dụng nhiều trong phân tích vi lượng. Tuy nhiên với việc xác định Pb thì lại gặp rất nhiều khó khăn do ảnh hưởng của một số ion kim loại tương tự. Khi đó phải thực hiện các công đoạn che, tách phức tạp[6].

b. Phương pháp phổ phát xạ nguyên tử (ICP-OES)

Khi ở điều kiện thường, nguyên tử không thu hay phát ra năng lượng nhưng nếu bị kích thích thì các điện tử hoá trị sẽ nhận năng lượng chuyển lên trạng thái có năng lượng cao hơn (trạng thái kích thích). Trạng thái này không bền, chúng có xu hướng giải phóng năng lượng để trở về trạng thái ban đầu bền vững dưới dạng các bức xạ. Các bức xạ này được gọi là phổ phát xạ của nguyên tử.

Phương pháp ICP-OES dựa trên sự xuất hiện phổ phát xạ của nguyên tử tự do của nguyên tố phân tích ở trạng thái khí khi có sự tương tác với nguồn năng lượng phù hợp. Hiện nay, người ta dùng một số nguồn năng lượng để kích thích phổ AES như ngọn lửa đèn khí, hồ quang điện, tia lửa điện, plasma cao tần cảm ứng (ICP)…

Nhìn chung, phương pháp ICP-OES đạt độ nhạy rất cao (thường từ n.10^-3 đến n.10^-4%), lại tốn ít mẫu, có thể phân tích đồng thời nhiều nguyên tố trong cùng một mẫu. Vì vậy, đây là phương pháp dùng để kiểm tra đánh giá hoá chất, nguyên liệu tinh khiết, phân tích lượng vết ion kim loại độc trong nước, lương thực, thực phẩm. Tuy nhiên, phương pháp này lại chỉ cho biết thành phần nguyên tố trong mẫu mà không chỉ ra được trạng thái liên kết của nó trong mẫu[7].

1.2.2.2 Phương pháp điện hoá

a. Phương pháp cực phổ

Nguyên tắc: Người ta thay đổi liên tục và tuyến tính điện áp đặt vào 2 cực để khử các ion kim loại, do mỗi kim loại có thế khử khác nhau. Thông qua chiều cao của đường cong Von-Ampe có thể định lượng được ion kim loại trong dung dịch ghi cực phổ. Vì dòng giới hạn I_gh ở các điều kiện xác định tỉ lệ thuận với nồng độ ion trong dung dịch ghi cực phổ theo phương trình:

I = k.C

Phương pháp này sử dụng điện cực giọt thuỷ ngân rơi làm cực làm việc, trong đó thế được quét tuyến tính rất chậm theo thời gian (thường 1 – 5 mV/s) đồng thời ghi dòng là hàm của thế trên cực giọt thuỷ ngân rơi. Sóng cực phổ thu được có dạng bậc thang, dựa vào chiều cao có thể định lượng được chất phân tích.

Phương pháp này có khá nhiều ưu điểm: Nó cho phép xác định cả chất vô cơ và hữu cơ với nồng độ 10^-5 – 10^-6 M tuỳ thuộc vào cường độ và độ lặp lại của dòng dư. Sai số của phương pháp thường là 2 – 3% với nồng độ 10^-3 – 10^-4 M, là 5% với nồng độ 10^-5 M (ở điều kiện nhiệt độ không đổi). Tuy nhiên phương pháp cực phổ bị ảnh hưởng rất lớn của dòng tụ điện, dòng cực đại, lượng oxi hoà tan hay bề mặt điện cực nên giới hạn phát hiện kém khoảng 10^-5 – 10^-6 M.

Nhằm loại trừ ảnh hưởng trên đồng thời tăng độ nhạy, hiện nay đã có các phương pháp cực phổ hiện đại: cực phổ xung vi phân (DPP), cực phổ sóng vuông (SQWP)… chúng cho phép xác định lượng vết của nhiều nguyên tố[8].

b. Phương pháp Von-Ampe hoà tan

Về bản chất, phương pháp Von-Ampe hoà tan cũng giống như phương pháp cực phổ là dựa trên việc đo cường độ dòng để xác định nồng độ các chất trong dung dịch. Nguyên tắc gồm hai bước:

Bước 1: Điện hoá làm giàu chất cần phân tích trên bề mặt điện cực làm việc trong khoảng thời gian xác định, tại thế điện cực xác định.

Bước 2: Hoà tan kết tủa đã được làm giàu bằng cách phân cực ngược cực làm việc, đo và ghi dòng hoà tan. Trên đường Von-Ampe hoà tan xuất hiện pic của nguyên tố cần phân tích. Chiều cao pic tỉ lệ thuận với nồng độ[8].

1.2.2.3. Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử

Nguyên tắc: Khi nguyên tử tồn tại tự do ở thể khí và ở trạng thái năng lượng cơ bản, thì nguyên tử không thu hay không phát ra năng lượng. Tức là nguyên tử ở trạng thái cơ bản. Song, nếu chiếu vào đám hơi nguyên tử tự do một chùm tia sáng đơn sắc có bước sóng phù hợp, trùng với bước sóng vạch phổ phát xạ đặc trưng của nguyên tố phân tích, chúng sẽ hấp thụ tia sáng đó sinh ra một loại phổ của nguyên tử. Phổ này được gọi là phổ hấp thụ của nguyên tử. Với hai kỹ thuật nguyên tử hóa, nên chúng ta cũng có hai phép đo tương ứng. Đó là phép đo phổ hấp thụ nguyên tử trong ngọn lửa (F – AAS có độ nhạy cỡ 0,1 ppm) và phép đo phổ hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa (GF – AAS có độ nhạy cao hơn kỹ thuật ngọn lửa 50 – 1000 lần, cỡ 0,1 – 1 ppb).

Cơ sở của phân tích định lượng theo AAS là dựa vào mối quan hệ giữa cường độ vạch phổ và nồng độ nguyên tố cần phân tích theo biểu thức:

A_λ = a.C_X

Có 2 phương pháp định lượng theo phép đo AAS là : phương pháp đường chuẩn và phương pháp thêm tiêu chuẩn.

Thực tế cho thấy phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử có nhiều ưu việt như:

Độ nhạy, độ chính xác cao, lượng mẫu tiêu thụ ít, tốc độ phân tích nhanh. Với ưu điểm này, AAS được thế giới dùng làm phương pháp tiêu chuẩn để xác định lượng nhỏ và lượng vết các kim loại trong nhiều đối tượng khác nhau.

Phép đo phổ AAS có thể phân tích được hàm lượng vết của hầu hết các kim loại và cả những hợp chất hữu cơ hay anion không có phổ hấp thụ nguyên tử. Nó được sử dụng rộng rãi trong các ngành: địa chất, công nghiệp hóa học, hóa dầu, y học, sinh học, dược phẩm…

a.  Phép đo phổ F-AAS

Kỹ thuật F-AAS dùng năng lượng nhiệt của ngọn lửa đèn khí để hoá hơi và nguyên tử hoá mẫu phân tích. Do đó mọi quá trình xảy ra trong khi nguyên tử hoá mẫu phụ thuộc vào đặc trưng và tính chất của ngọn lửa đèn khí nhưng chủ yếu là nhiệt độ ngọn lửa. Đây là yếu tố quyết định hiệu suất nguyên tử hoá mẫu phân tích, mọi yếu tố ảnh hưởng đến nhiệt độ ngọn lửa đèn khí đều ảnh hưởng đến kết quả của phương pháp phân tích.

          b. Phép đo phổ GF-AAS

Kỹ thuật GF-AAS ra đời sau kỹ thuật F-AAS nhưng đã được phát triển rất nhanh, nó đã nâng cao độ nhạy của phép xác định lên gấp hàng trăm lần so với kỹ thuật F-AAS. Mẫu phân tích bằng kỹ thuật này không cần làm giàu sơ bộ và lượng mẫu tiêu tốn ít.

Kỹ thuật GF-AAS là quá trình nguyên tử hoá tức khắc trong thời gian rất ngắn nhờ năng lượng nhiệt của dòng điện có công suất lớn và trong môi trường khí trơ (Argon). Quá trình nguyên tử hoá xảy ra theo các giai đoạn kế tiếp nhau: sấy khô, tro hoá luyện mẫu, nguyên tử hoá để đo phổ hấp thụ nguyên tử và cuối cùng là làm sạch cuvet. Nhiệt độ trong cuvet graphit là yếu tố quyết định mọi diễn biến của quá trình nguyên tử hoá mẫu. Trong đó hai giai đoạn đầu là chuẩn bị cho giai đoạn nguyên tử hóa để đạt kết quả tốt. Nhiệt độ trong cuvet graphit là yếu tố chính quyết định mọi sự diễn biến của quá trình nguyên tử hóa mẫu.

* Những ưu – nhược điểm của phép đo:

Cũng như các phương pháp phân tích khác, phương pháp phân tích phổ hấp thụ nguyên tử cũng có những ưu, nhược điểm nhất định đó là:

– Ưu điểm: Đây là phép đo có độ nhạy cao và độ chọn lọc tương đối cao. Gần 60 nguyên tố hoá học có thể xác định bằng phương pháp này với độ nhạy từ 1.10^-4 – 1.10^-5 %. Đặc biệt, nếu sử dụng kỹ thuật nguyên tử hoá không ngọn lửa thì có thể đạt tới độ nhạy n.10^-7 %. Chính vì có độ nhạy cao nên phương pháp phân tích này đã được sử dụng rất rộng rãi trong nhiều lĩnh vực để xác định lượng vết các kim loại. Một ưu điểm lớn của phép đo là: trong nhiều trường hợp không phải làm giàu nguyên tố cần xác định trước khi phân tích. Do đó, tốn ít mẫu, ít thời gian cũng như hoá chất tinh khiết để làm giàu mẫu. Tránh được sự nhiễm bẩn khi xử lý mẫu qua các giai đoạn phức tạp. Đặc biệt, phương pháp này cho phép phân tích hàng loạt mẫu với thời gian ngắn, kết quả phân tích lại rất ổn định, sai số nhỏ.

– Nhược điểm: Tuy nhiên, bên cạnh những ưu điểm phép đo AAS cũng có nhược điểm là chỉ cho biết thành phần nguyên tố của chất ở trong mẫu phân tích mà không chỉ ra trạng thái liên kết của nguyên tố ở trong mẫu[7].

1.3. Giới thiệu một số vấn đề cơ bản về phổ hấp thụ nguyên tử (AAS)

1.3.1. Nguyên tắc của phép đo phổ hấp thụ nguyên tử (AAS)

Hình 1.1: Máy Quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS)

Muốn thực hiện được phép đo phổ hấp thụ nguyên tử của một nguyên tố cần phải thực hiện các quá trình sau đây:

1. Chọn các điều kiện và loại trang bị phù hợp để chuyển mẫu phân tích từ trạng thái ban đầu (rắn hay dung dịch) thành trạng thái hơi của các nguyên tử tự do. Đó là quá trình hóa hơi và nguyên tử hóa mẫu.

2. Chiếu chùm tia sáng bức xạ đặc trưng của nguyên tố cần phân tích qua đám hơi nguyên tử vừa sinh ra. Các nguyên tử ở trạng thái hơi sẽ hấp thụ những tia bức xạ nhất định và tạo ra phổ hấp thụ của nó. Ở đây phần cường độ của chùm tia sáng đã bị một loại nguyên tử hấp thụ là phụ thuộc vào nồng độ của nó trong môi trường hấp thụ. Nguồn cung cấp chùm tia sáng phát xạ của nguyên tố cần nghiên cứu được gọi là nguồn bức xạ đơn sắc hay bức xạ cộng hưởng.

3. Tiếp đó, nhờ một hệ thống máy quang phổ, người ta thu toàn bộ chùm sáng, phân ly và chọn 1 vạch hấp thụ của nguyên tố cần nghiên cứu để đo cường độ của nó. Cường độ đó chính là tín hiệu hấp thụ của vạch phổ hấp thụ nguyên tử. Trong một thời gian nhất định của nồng độ C, giá trị cường độ này là phụ thuộc tuyến tính vào nồng độ C của nguyên tố trong mẫu phân tích.

Ba quá trình trên chính là nguyên tắc của phép đo AAS. Vì vậy, muốn thực hiện phép đo phổ hấp thụ nguyên tử hệ thống máy đo phổ hấp thụ  phải bao gồm các phần cơ bản sau :

Phần 1: Nguồn phát tia cộng hưởng. Đó chính là các đèn catôt rỗng (HCL), các đèn phóng điện không điện cực hay nguồn phát bức xạ liên tục đã được biến điện.

Phần 2: Hệ thống nguyên tử hóa mẫu. Hệ thống này được chế tạo theo 2 loại kỹ thuật, đó là kỹ thuật nguyên tử hóa mẫu bằng ngọn lửa đèn khí và kỹ thuật nguyên tử hóa không ngọn lửa.

Phần 3 : Là máy quang phổ, nó là bộ phận đơn sắc, có nhiệm vụ thu, phân ly và chọn tia sáng (vạch phổ) cần đo hướng vào nhân quang điện để phát hiện tín hiệu hấp thụ AAS của vạch phổ.

Phần 4 : Là hệ thống chỉ thị tín hiệu hấp thụ của vạch phổ (tức là cường độ của vạch phổ hấp thụ hay nồng độ nguyên tố phân tích.

Hình 1.2: Sơ đồ khối thiết bị AAS

Trong đó : (1) là nguồn phát tia bức xạ đơn sắc, (2) hệ thống nguyên tử hóa, (3) hệ thống đơn sắc, (4) detector, (5) bộ khuếch đại tín hiệu [7].

1.3.2. Những ưu, nhược điểm của phép đo AAS

Cũng như các phương pháp phân tích khác, phương pháp phân tích phổ hấp thụ nguyên tử cũng có những ưu, nhược điểm nhất định. Đó là :

– Phép đo AAS có độ nhạy và độ chọn lọc tương đối cao. Khoảng 65 nguyên tố hóa học có thể được xác định bằng phương pháp này với độ nhạy từ 1.10^-4 đến 1.10^-5%. Đặc biệt, nếu sử dụng kỹ thuật nguyên tử hóa không ngọn lửa thì độ nhạy đạt 10^-7%. Chính vì có độ nhạy cao, nên phương pháp phân tích này đã được sử dụng rất rộng rãi trong nhiều lĩnh vực để xác định lượng vết các kim loại. Nhất là trong phân tích các nguyên tố vi lượng trong các đối tượng mẫu y học, sinh học, nông nghiệp, kiểm tra hóa chất có độ tinh khiết cao.

– Đồng thời cũng do độ nhạy cao nên trong nhiều trường hợp không phải làm giàu nguyên tố cần xác định trước khi phân tích. Do đó tốn ít nguyên liệu mẫu, tốn ít thời gian không cần phải dùng nhiều hóa chất tinh khiết cao khi làm giàu mẫu. Mặt khác cũng tránh được sự nhiễm bẩn mẫu khi xử lý qua các giai đoạn phức tạp. Đó cũng là một ưu điểm lớn của phép đo AAS.

Bảng 1.1: Độ nhạy của các nguyên tố theo phép đo AAS

STT	Nguyên tố	F-AAS	ETA-AAS
	Ngọn lửa	Độ nhạy ()	Độ nhạy ()
1	Ag – 328,10	AA	0.05	0.10
2	Al – 309.30	NA	0.10	0.50
3	Au – 242.80	AA	0.05	0.05
4	Ba – 553.50	NA	0.10	0.50
5	Be – 234.90	NA	0.10	0.30
6	Bi – 223.10	AA	0.10	1.00
7	Ca – 422.70	AA	0.05	0.05
8	Cd – 228.80	AA	0.03	0.04
9	Co – 240.70	AA	0.10	1.00
10	Cr – 357.50	AA	0.10	0.80
11	Cu – 324.70	AA	0.04	0.05
12	Fe – 248.30	AA	0.08	0.10
13	K – 766.50	AA	0.05	0.10
14	Mg – 285.20	AA	0.03	0.10
15	Mn – 279.50	AA	0.05	0.06
16	Na – 589.60	AA	0.03	0.05
17	Ni – 232.00	AA	0.10	0.10
18	Pb – 283.30	AA	0.10	0.20
19	Sr – 466.70	AA	0.08	0.20
20	Si – 251.60	NA	0.30	1.00
21	Zn – 213.90	AA	0.03	0.10

Ghi chú : AA ngọn lửa ( không khí + Acetilen)

                NA ngọn lửa (khí N₂O + Acetilen)

– Ưu điểm thứ 3 của phương pháp này là các động tác thực hiện nhẹ nhàng. Các kết quả phân tích lại có thể ghi lại trên băng giấy hay giản đồ để lưu trữ lại sau này. Đồng thời với các trang bị hiện nay, người ta có thể xác định đồng thời hay liên tiếp nhiều nguyên tố trong một mẫu. Các kết quả phân tích lại rất ổn định, sai số nhỏ. Trong nhiều trường hợp sai số không quá 15% với vùng nồng độ cỡ 1-2 ppm. Hơn nữa bằng sự ghép với máy tính cá nhân và các phần mềm thích hợp quá trình đo và xử lý kết quả sẽ nhanh và dễ dàng, lưu lại đường chuẩn cho các lần sau.

Bên cạnh những ưu điểm đã nêu, phép đo AAS cũng có một số hạn chế nhất định. Điều hạn chế trước hết là muốn thực hiện phép đo này cần phải có một hệ thống máy AAS tương đối đắt tiền. Do đó nhiều cơ sở nhỏ không đủ điều kiện để xây dựng phòng thí nghiệm và mua sắm máy móc.

– Mặt khác cũng chính do phép đo có độ nhạy cao, cho nên sự nhiễm bẩn có ý nghĩa đối với kết quả phân tích hàm lượng vết. Vì thế môi trường không khí phòng thí nghiệm phải không có bụi. Các dụng cụ, hóa chất dùng trong phép đo có độ tinh khiết cao. Đó cũng là một khó khăn khi ứng dụng phân tích này. Mặt khác cũng vì phép đo có độ nhạy cao nên các thiết bị máy móc là khá tinh vi và phức tạp. Do đó cần phải có kỹ sư trình độ cao để bảo dưỡng và chăm sóc. Cần cán bộ làm phân tích công cụ thành thạo để vận hành máy. Những yếu tố này có thể khắc phục được qua công tác chuẩn bị và đào tạo cán bộ.

Nhược điểm chính của phương pháp phân tích này là chỉ cho ta biết thành phần nguyên tố của chất ở trong mẫu phân tích, mà không chỉ ra trạng thái liên kết của nguyên tố trong mẫu. Vì thế, nó chỉ là phương pháp phân tích thành phần hóa học của nguyên tố mà thôi [7].

1.3.3. Đối tượng và phạm vi ứng dụng của AAS

Đối tượng chính của phương pháp phân tích theo phổ hấp thụ nguyên tử là phân tích lượng nhỏ (lượng vết) các kim loại trong các loại mẫu khác nhau của các chất vô cơ và hữu cơ. Với các trang bị kỹ thuật hiện nay, bằng phương pháp phân tích này người ta có thể định lượng được hầu hết các kim loại (khoảng 65 nguyên tố) và một số á kim đến giới hạn nồng độ cỡ ppm bằng kỹ thuật F-AAS, và đến nồng độ cỡ ppb bằng kỹ thuật ETA-AAS với sai số không lớn hơn 15%. Trong khoảng 10 năm nay, phương pháp phân tích phổ hấp thụ nguyên tử đã được sử dụng khá phổ biến để xác định các kim loại trong mẫu quặng, đất, đá,…

Các thầy cô cần file liên hệ với chúng tôi tại fanpage facebook O2 Education

Hoặc xem nhiều SKKN hơn tại:  Tổng hợp SKKN môn hóa học cấp THPT

Hoặc xem thêm các tài liệu khác của môn hóa

• Phương pháp tư duy dồn chất xếp hình giải bài tập hóa học hữu cơ
• Tổng hợp đề thi môn hóa của bộ giáo dục từ năm 2007 đến nay
• Tổng hợp các phương pháp giải bài tập môn hoá học
• Tổng hợp giáo án chủ đề STEM trong môn hóa học

Luận văn xác định hàm lượng cadimi, chì có trong chè Shan tuyết, Bằng Phúc – Bắc Kạn bằng phương pháp phổ hấp thụ và phát xạ nguyên tử

Các thầy cô cần file liên hệ với chúng tôi tại fanpage facebook O2 Education

Hoặc xem nhiều SKKN hơn tại:  Tổng hợp SKKN luận văn luận án O2 Education

MỞ ĐẦU

Cây trà (miền Bắc gọi là chè) dùng để lấy búp non pha nước uống, còn có tên khoa học là trà Trung Quốc hay trà tàu (Camellia sinensis). Chè tuyết là một biến thể hiếm của loài trà tàu, tên khoa học là Camellia sinensis sanon, được trồng nhiều ở miền Bắc Ấn Độ và Tây Tạng (Trung Quốc).

Chè tuyết (còn gọi là chè Shan tuyết)  là tên thông dụng nhất, vì búp non của chè phủ đầy lông tơ trắng như tuyết. Chè tuyết là cây rừng thân gỗ, đường kính 30-40 cm, cao đến 10m. Chúng ưa vùng núi có độ cao từ 1000 đến 1700m, khí hậu lạnh ẩm, nhiều sương gió. Ở xứ Bắc nước ta, chè tuyết gặp ở một số vùng thuộc các tỉnh Hà Giang, Bắc Kạn, phía tây dãy Hoàng Liên Sơn thuộc các tỉnh Lai Châu, Nghĩa Lộ, Sơn La và phần lớn là mọc hoang, tạo thành những thảm cây cổ thụ hàng trăm năm tuổi.

Chè Shan tuyết nếu được sử dụng mỗi ngày sẽđem lại rất nhiều lợi ích cho sức khỏe con người như: Xua tan cảm giác mệt mỏi, giúp tinh thần sảng khoái, tỉnh táo; giảm lượng cholesterol trong máu, giúp ngăn ngừa bệnh tim mạch, đặc biệt tốt cho sức khỏe của người già, người mắc bệnh tim mạch; giúp làm giảm nguy cơ mắc bệnh tiểu đường bởi nó làm giảm lượng đường trong máu; hạn chế nguy cơ mắc các bệnh về gan; tốt cho răng miệng, phòng chống dị ứng [1].

Nhưng cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật thì vấn đề ô nhiễm môi trường ảnh hưởng có hại đến chất lượng chè là một vấn đề cần kiểm tra và xem xét. Do việc sử dụng các loại hoá chất như thuốc bảo vệ thực vật, thuốc trừ sâu… cùng với các chất thải của nền công nghiệp, đã dẫn đến các nguồn đất, nước và không khí bị ô nhiễm, đặc biệt do nghành công nghiệp đang ngày càng phát triển thì sự ô nhiễm môi trường bởi các kim loại nặng như As, Pb, Cd, Hg …. ngày càng nghiêm trọng. Chè có thể bị nhiễm một số kim loại nặng từ đất, nước, và không khí. Vì vậy chúng ta không chỉ quan tâm nghiên cứu các chất có tác dụng sinh lý tốt với sức khoẻ con người mà cần phải quan tâm nghiên cứu và kiểm tra khống chế các chất có hại đặc biệt là các kim loại nặng ảnh hưởng trực tiếp đến sức khoẻ người sử dụng. Đã có rất nhiều các công trình nghiên cứu để xác định hàm lượng các kim loại nặng trong chè ở Việt Nam cũng như trên thế giới. Tuy nhiên đối với chè Shan tuyết, Bằng Phúc – Bắc Kạn thì chưa có đề tài nào nghiên cứu. Do vậy cần phải phân tích đề đánh giá hàm lượng kim loại nặng có trong chè Shan Tuyết Bằng, Phúc – Bắc Kạn trên các tiêu chuẩn cho phép.

Với những lý do như trên tôi đã chọn đề tài “ Xác định hàm lượng cadimi, chì có trong chè Shan tuyết, Bằng Phúc – Bắc Kạn bằng phương pháp phổ hấp thụ và phát xạ nguyên tử”.

Để thực hiện đề tài này, tôi tập trung giải quyết các nhiệm vụ sau:

1. Nghiên cứu, xây dựng quy trình phân tích xác định hàm lượng kim loại cađimi, chì trong sản phẩm chè Shan tuyết Bằng Phúc – Bắc Kạn bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa (GF – AAS) và phát xạ nguyên tử (ICP-OES).

2. Khảo sát các điều kiện tối ưu cho phép đo của kim loại cađimi và chì.

3. Khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính của cađimi, chì.

4. Đánh giá sai số, độ lặp, khoảng tin cậy của phép đo, xác định LOD, LOQ.

5. Xác định hàm lượng cađimi, chì trong các mẫu chè Shan tuyết bằng phương pháp đường chuẩn.

6. Kiểm tra độ chính xác của kết quả phân tích bằng phương pháp thêm chuẩn.

7. So sánh kết quả phân tích hàm lượng cađimi và chì trong mẫu chè giữa phương pháp GF – AAS và ICP-OES với tiêu chuẩn Việt Nam.

CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1. GIỚI THIỆU VỀ NGUYÊN TỐ CAĐIMI VÀ CHÌ CađimiTrạng thái tự nhiên của cađimi

Trong thiên nhiên, cađimi tồn tại ở dạng bền vững là Cd(II). Trữ lượng của cađimi trong vỏ Trái đất là 7,6.10^-6% tổng số nguyên tử tương ứng. Khoáng vật chính của cađimi là grenokit (CdS), khoáng vật này hiếm khi tồn tại riêng mà thường ở lẫn với khoáng vật của kẽm và thủy ngân là xinaba hay thần sa (HgS) [2 ,3].

1. Tính chất vật lí của cađimi

Cađimi là kim loại màu trắng bạc, mềm, dễ nóng chảy, ở trong không khí ấm cađimi dần bị bao phủ bởi lớp màng oxit nên mất ánh kim.

Bảng 1.1. Một số hằng số vật lí của cađimi [2, 3].

Cấu hình electron	[Kr]4d105s2
Năng lượng ion hóa thứ nhất (eV)	8,99
Bán kính nguyên tử (A0)	1,56
Thế điện cực chuẩn (V)	-0,402
Khối lượng nguyên tử (đvC)	112,411
Nhiệt độ nóng chảy (oC)	321,07
Nhiệt độ sôi (oC)	767
Cấu trúc tinh thể	Lục giác bó chặt

1. Tính chất hóa học của cađimi

Cađimi là nguyên tố tương đối hoạt động hóa học. Trong không khí ẩm, cađimi bền ở nhiệt độ thường nhờ màng oxit bảo vệ. Nhưng ở nhiệt độ cao cađimi cháy mãnh liệt cho ngọn lửa mầu sẫm.

2Cd + O₂ → 2CdO

Tác dụng với halogen tạo thành đihalogenua, tác dụng với lưu huỳnh và các nguyên tố không kim loại khác như photpho, selen….

Cd + S → CdS

Ở nhiệt độ thường cađimi bền với nước vì có màng oxit bảo vệ, nhưng ở nhiệt độ cao cađimi khử hơi nước biến thành oxit.

Cd + H₂O → CdO + H₂↑

Cađimi tác dụng dễ dàng với axit không phải là chất oxi hoá, giải phóng khí hiđro [2, 3].

Ví dụ với axit  HCl

Cd + 2HCl → CdCl₂ + H₂↑

Trong dung dịch thì:

Cd + H₃O⁺ + H₂O → [Cd(H₂O)₂]]²⁺ + 1/2H₂↑

1. Tác dụng sinh hóa cađimi

Cađimi là nguyên tố rất độc. Cađimi thâm nhập vào cơ thể bằng nhiều cách khác nhau và được tích tụ lại chủ yếu trong thận và có thời gian bán huỷ sinh học rất dài từ 20 – 30 năm. Nhiễm độc cađimi gây nên chứng bệnh giòn xương. Ở nồng độ cao, cađimi gây đau thận, thiếu máu và phá huỷ tuỷ xương. Phần lớn cađimi thâm nhập vào cơ thể con người được giữ lại ở thận và được đào thải, còn một phần ít (khoảng 1%) được giữ lại trong thận, do cađimi liên kết với protein tạo thành metallotionein có ở thận. Phần còn lại được giữ lại trong cơ thể và dần dần được tích luỹ cùng với tuổi tác.

Cađimi thường gắn liền với kẽm nên có khả năng thay thế kẽm. Trong cơ thể, kẽm là thành phần thiết yếu của một số hệ thống enzim nên khi bị cađimi thay thế sẽ gây ra rối loạn tiêu hoá và các chứng bệnh rối loạn chức năng thận, thiếu máu, tăng huyết áp, phá huỷ tuỷ sống, gây ung thư [4].

1.1.2. Nguyên tố chì

1.1.2.1. Trạng thái tự nhiên của chì

Chì chiếm khoảng 1,6.10^-3 % khối lượng vỏ trái đất tương ứng với 1,6.10^-4%  tổng số nguyên tử. Chì trong tự nhiên tồn tại trong 170 khoáng vật nhưng chủ yếu là: Galen (PbS), Cerndute (PbCO₃), Anglesite (PbSO₄) và Pyromophite [Pb₅Cl(PO₄)₃]. Chì có 18 đồng vị trong đó có 4 đồng vị bền ²⁰⁸Pb (52,3%), ²⁰⁷Pb (22,6%), ²⁰⁶Pb (23,6%), ²⁰⁴Pb (1,48%). [3, 5].

1.1.2.2. Tính chất vật lí của chì

Chì là kim loại nặng, có ánh kim. Chì kim loại có màu xanh xám, mềm, bề mặt chì thường mờ đục do bị oxi hóa.

Bảng 1.2. Một số hằng số vật lí của chì [3, 5].

Cấu hình electron	[Xe]4f145d106s26p2
Năng lượng ion hóa thứ nhất (eV)	7,42
Bán kính nguyên tử (A0)	1,75
Thế điện cực chuẩn (V)	-0,126
Khối lượng nguyên tử (đvC)	207,21
Nhiệt độ nóng chảy (oC)	327
Nhiệt độ sôi (oC)	1737
Cấu trúc tinh thể	Lập phương tâm diện

1.1.2.3. Tính chất hóa học của chì

Nhìn chung, chì là kim loại tương đối hoạt động về mặt hoá học [3, 5].

Ở điều kiện thường, chì bị oxi hoá tạo thành lớp oxit màu xám xanh bao bọc bên trên mặt bảo vệ cho chì không tiếp xúc bị oxi hoá nữa.

2Pb + O₂ → 2PbO

Khi gặp nước, nước sẽ tách dần màng oxit bao bọc ngoài và tiếp tục bị tác dụng.

          Chì tác dụng với halogen và nhiều nguyên tố không kim loại khác:

Pb + X₂ → PbX₂

          Chì có thế điện cực âm nên về nguyên tắc nó tan được trong các axit. Nhưng thực tế chì chỉ tương tác ở trên bề mặt với dung dịch axit clohiđric loãng và axit sunfuric dưới 80% vì bị bao bọc bởi lớp muối khó tan (PbCl₂; PbSO₄). Với dung dịch đậm đặc hơn của các axit đó, chì có thể tan vì muối khó tan của lớp bảo vệ đã chuyển thành hợp chất tan.

PbCl₂ + 2HCl → H₂PbCl₄

PbSO₄ + H₂SO₄ → Pb(HSO₄)₂

Với axit nitric ở bất kỳ nồng độ nào, chì tác dụng như một kim loại:

3Pb + 8HNO_3loãng → 3Pb(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O

Khi có mặt oxi, chì có thể tác dụng với nước:

2Pb + 2H₂O + O₂ → 2Pb(OH)₂

Chì có thể tan trong axit axetic và các axit hữu cơ khác:

2Pb + 4CH₃COOH + O₂ → 2Pb(CH₃COO)₂ + 2H₂O

Với dung dịch kiềm, chì có tác dụng khi đun nóng, giải phóng hiđro:

Pb + 2KOH + 2H₂O → K₂[Pb(OH)₄] + H₂

1.1.2.4. Tác dụng sinh hóa của chì

 Chì được con người phát hiện từ trước công nguyên và được sử dụng vào nhiều mục đích khác nhau. Ngày nay, chì chủ yếu được sử dụng trong công nghiệp năng lượng, luyện kim như sản xuất acquy ướt, pin, các loại cầu chì, mạch điện, phụ gia cho sản xuất xăng, dầu bôi trơn, chế tạo hợp kim. Nguồn nước thải từ các nhà máy công nghiệp này cùng với các nguồn nước thải của công nghiệp khai thác khoáng sản, và nước có tiếp xúc với các thiết bị chì, rác thải công nghiệp, … đã đưa một lượng chì đáng kể vào môi trường nước và đất.

Chì tồn tại trong nước dưới dạng chì hóa trị +2, tính năng của hợp chất chì được đánh giá chủ yếu thông qua độ tan của nó. Độ tan của hợp chất chì chủ yếu phụ thuộc vào pH (pH tăng thì độ tan giảm). Ngoài ra độ tan của hợp chất chì còn phụ thuộc vào một số yếu tố khác như độ muối (hàm lượng các ion khác) của dung dịch, điều kiện oxi hóa – khử.

Chì thâm nhập vào cơ thể con người qua thức ăn, nước uống, hít thở và cả thông qua da. Triệu chứng thể hiện khi nhiễm độc chì của cơ thể là sự mệt mỏi, chán ăn, đau đầu, chóng mặt, sưng khớp…. Các dấu hiệu trên có thể xuất hiện khi nồng độ chì trong máu khoảng 0,3 ppm. Ở các nồng độ cao hơn 0,3ppm thì chì có thể gây nên hiện tượng thiếu máu do thiếu hemoglobin. Ở các nồng độ 0,5 ppm đến 0,8 ppm thì chì có thể gây ra sự rối loạn chức năng của thận và phá hủy não.

Xương là nơi tàng trữ, tích lũy chì trong cơ thể, ở đó chì tương tác với photphat trong xương rồi truyền vào các mô mềm của cơ thể rồi thể hiện độc tính của nó.. Tác dụng hóa sinh chủ yếu của chì là ảnh hưởng tới quá trình tổng hợp máu dẫn đến phá vỡ hồng cầu, ức chế mọi hoạt động của các enzym. Chì cản trở việc sử dụng oxi và glucoza để sản xuất năng lượng cho quá trình sống.

Dấu hiệu của ngộ độc chì thường thường xuất hiện rất âm thầm, khó sớm phát hiện chỉ khi nào chì tích tụ tới mức độ cao, bệnh mới rõ rệt nhưng các triệu chứng cũng không có gì đặc biệt. Ở trẻ em, nhiễm độc cấp tính khiến cho các em trở nên cáu kỉnh, kém tập trung, ói mửa, dáng đi không vững, lên cơn kinh phong. Trường hợp mãn tính, các em có dấu hiệu chậm trí, hay gây gổ, lên kinh thường xuyên, đau bụng, thiếu máu, suy nhược cơ bắp, suy thận, đôi khi có thể đưa tới tử vong.

Thường thường, trẻ em bị tác hại của chì trầm trọng hơn ở người trưởng thành, đặc biệt là dưới 6 tuổi vì hệ thần kinh còn non yếu và khả năng thải độc chất của cơ thể chưa hoàn chỉnh. Một số em có thể bị nhiễm ngay từ khi còn ở trong lòng mẹ hoặc bú sữa mẹ có hàm lượng chì cao. Tới khi lớn, các em tiêu thụ thực phẩm có chì, nuốt chì lẫn trong đất, bụi khi bò chơi trên mặt đất hoặc ăn các mảnh vụn sơn tường nhà cũ.

Khi ngộ độc chì, người lớn hay than phiền đau tê ở đầu ngón chân, tay; bắp thịt mỏi yếu; nhức đầu, đau bụng, tăng huyết áp, thiếu máu, giảm trí nhớ, thay đổi tâm trạng, sẩy thai, kém sản xuất tinh trùng…Lâu ngày, bệnh trở thành mãn tính, đưa tới suy thận, tổn thương thần kinh ngoại vi, giảm chức năng não bộ          [4].

1.2. GIỚI THIỆU  VỀ CHÈ SHAN TUYẾT BẰNG PHÚC – BẮC KẠN, VAI TRÒ VÀ CÔNG DỤNG CHÈ

1.2.1. Giới thiệu về chè, chè Shan tuyết

Chè xanh (hay trà xanh) là loại trà được chế biến từ lá của cây chè nó được ôxy hóa ở mức tối thiểu trong quá trình chế biến. Chè xanh có nguồn gốc từ Trung Quốc và trở thành thức uống phổ biến tại nhiều nền văn hóa trên khắp châu Á. Gần đây, chè xanh đã trở nên phổ biến hơn tại phương Tây, khu vực vốn có truyền thống tiêu thụ chè đen. Chè xanh đã trở thành nguyên liệu để chiết xuất nhằm sử dụng trong các loại đồ uống, thực phẩm chức năng, bổ sung trong chế độ ăn uống, và các mặt hàng mỹ phẩm. 

Chè Shan tuyết Bằng Phúc đã có từ lâu đời. Cả xã hiện còn trên 1000 gốc chè cổ thụ trên 100 năm tuổi vẫn đang cho thu hoạch, trong đó có cả những cây 300 năm tuổi, đường kính thân cây to cỡ người ôm, chiều cao hơn chục mét, tán rộng che kín vài chục mét vuông Nước chè Shan tuyết có sắc vàng, sóng sánh, hương thơm dịu . Khác với các giống chè khác, búp chè Shan tuyết to như búp đa có phủ một lớp lông tơ trắng trông như những bông hoa tuyết; sau khi sao, búp chè không có hình móc câu mà to ngẫy như chiếc cúc áo nhỏ nhưng vẫn phủ một lớp tuyết trắng đục nên gọi là chè Shan tuyết. Chè Shan tuyết sinh trưởng khỏe, chịu ẩm, chịu lạnh, không bị sâu bệnh hại, năng suất, búp tươi cao, chất lượng tốt, có hương vị đặc biệt làm nên sản vật của địa phương, góp phần

xóa đói, làm giàu cho bà con người Tày ở Bằng Phúc – Bắc Kạn [1].

Hình 1.1 Cây chè Shan tuyết ở Bằng Phúc – Bắc Kạn

1.2.2. Đặc điểm, vai trò và công dụng của chè xanh

Trong vài thập kỉ gần đây, chè xanh đã trở thành đối tượng nghiên cứu của nhiều nhà khoa học nhằm xác định mức độ có lợi cho sức khỏe của chè, là một điều đã nổi tiếng từ lâu, theo đó đã có một số bằng chứng cho thấy rằng thường xuyên uống chè xanh có thể làm giảm nguy cơ tiến triển bệnh tim mạch và một số bệnh ung thư nhất định. Mặc dù chè xanh không làm tăng tỷ lệ trao đổi chất trong cơ thể đủ để giảm cân ngay lập tức, song chiết xuất từ chè xanh có chứa polyphenol và caffein để gây sinh nhiệt và kích thích quá trình ôxy hóa chất béo, làm tăng tỉ lệ trao đổi chất 4% mà không làm tăng nhịp tim [6].

Theo kết quả một cuộc khảo sát do Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ đưa ra vào năm 2007, giá trị của flavonoid trong một tách chè xanh cao hơn so với một khối lượng tương đương các mặt hàng thực phẩm và đồ uống truyền thống khác vốn được xem là tăng cường sức khỏe có nguồn gốc thiên nhiên, bao gồm hoa quả tươi, nước ép rau quả hay rượu vang. Flavonoid là một nhóm thành phần hóa học thực vật có trong hầu hết các sản phẩm thực vật, gây nên các tác động đến sức khỏe như chống ôxy hóa và chống ung thư. Tuy nhiên, cũng dựa trên nghiên cứu này, lượng flavonoid có thể khác biệt đáng kể giữa các sản phẩm chè khác nhau [6].

Ở Việt Nam có nhiều vùng chè ngon nổi tiếng như: Chè Mộc Châu Sơn La, chè Lâm Đồng, chè Thái Nguyên, chè Shan tuyết – Phúc Bằng – Bắc Kạn.

1.3. MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CAĐIMI VÀ CHÌ

Hiện nay có rất nhiều phương pháp khác nhau để xác định asen, cađimi và chì như phương pháp phân tích khối lượng, phân tích thể tích, điện hoá, phổ phân tử UV – VIS, phổ phát xạ nguyên tử (ICP-OES), phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa (F-AAS) và không ngọn lửa (GF-AAS),.… Dưới đây là một số phương pháp xác định cađimi và chì.

1.3.1. Các phương pháp phân tích

1.3.1.1. Phương pháp phân tích khối lượng

Phương pháp phân tích khối lượng là phương pháp cổ điển, độ chính xác có thể đạt tới 0,1%. Cơ sở của phương pháp là sự kết tủa định lượng của chất phân tích với một thuốc thử thích hợp.

Cađimi thường được kết tủa dưới dạng CdS, CdSO₄, CdNH₄PO₄ sau đó kết tủa được lọc, rửa, sấy (hoặc nung) rồi đem cân từ đó xác định hàm lượng chất phân tích.

Chì được kết tủa dưới dạng PbSO₄, PbCrO₄ hay PbMoO₄ sau đó được kết tủa được lọc, rửa, sấy hoặc nung rồi cân và từ đó xác định được hàm lượng chất phân tích.

Phương pháp này không đòi hỏi dụng cụ đắt tiền nhưng quá trình phân tích lâu, nhiều giai đoạn phức tạp đặc biệt khi phân tích lượng vết các chất. Vì vậy phương pháp này không được dùng phổ biến trong thực tế để xác định lượng vết các chất mà chỉ dùng trong phân tích hàm lượng lớn [7].

1.3.1.2. Phương pháp phân tích thể tích

Phương pháp phân tích thể tích dựa trên sự đo thể tích dung dịch thuốc thử để biết nồng độ chính xác (dung dịch chuẩn) được thêm vào dung dịch chất định phân để tác dụng đủ toàn bộ lượng chất định phân đó. Thời điểm thêm lượng thuốc thử tác dụng với toàn bộ chất định phân gọi là điểm tương đương. Để nhận biết điểm tương đương, người ta dùng các chất gây ra hiện tượng có thể quan sát bằng mắt gọi là các chất chỉ thị [7].

Với cađimi và chì, ta có thể dùng các phép chuẩn độ như chuẩn độ phức chất, chuẩn độ ôxi hoá – khử với các chất chỉ thị khác nhau.

Ta có thể xác định cađimi bằng EDTA ở môi trường pH = 9 đến 10 với chỉ thị ET-OO hoặc môi trường pH = 6 với chỉ thị xylendacam. Khi đó chất chỉ thị chuyển từ màu đỏ sang màu vàng :

H₆F + Cd²⁺  →  H₄FCd + 2H⁺

H₄FCd + H₂Y^2-  → CdY^2- + H₆F

                                          (đỏ)               (vàng)

Đối với chì ta có thể chuẩn độ trực tiếp bằng EDTA hay chuẩn độ ngược bằng Zn²⁺ hoặc chuẩn độ thay thế với ZnY^2- với chất chỉ thị ET-OO.

– Cách 1: Chuẩn độ trực tiếp Pb²⁺ bằng EDTA ở pH trung tính hoặc kiềm (pH khoảng 8 đến 12), với chỉ thị ET-OO.

Pb²⁺ + H₂Y^2- → PbY^2- + 2H⁺

Tuy nhiên, chì rất dễ thuỷ phân nên trước khi tăng pH phải cho Pb²⁺ tạo phức kém bền với tactrat hoặc trietanolamin.

– Cách 2: Chuẩn độ ngược Pb²⁺ bằng Zn²⁺: cho Pb²⁺ tác dụng với một lượng dư chính xác EDTA đã biết nồng độ ở pH = 10. Sau đó chuẩn độ EDTA dư bằng Zn²⁺ với chỉ thị là ET-OO.

Pb²⁺ + H₂Y^2- = PbY^2- + 2H⁺

H₂Y^2- (dư) + Zn²⁺ = ZnY^2- + 2H⁺

ZnInd + H₂Y^2- = ZnY^2- + HInd

 (đỏ nho)             (xanh)

– Cách 3: Chuẩn độ thay thế dùng ZnY^2-, chỉ thị ET-OO.

Do phức PbY^2- bền hơn ZnY^2- ở pH = 10 nên Pb²⁺ sẽ đẩy Zn²⁺ ra khỏi phức ZnY². Sau đó, chuẩn Zn²⁺ sẽ xác định được Pb²⁺:

Pb^2- + ZnY^2- = Zn²⁺ + PbY^2-

ZnInd + H₂Y^2- = ZnY^2- + HInd

   (đỏ nho)            (xanh)

1. Phương pháp phân tích công cụPhương pháp phổ hấp thụ phân tử UV – VIS

Phương pháp này chính là phương pháp phổ hấp thụ phân tử trong vùng UV – VIS. Ở điều kiện thường, các phân tử, nhóm phân tử của chất bền vững và nghèo năng lượng. Đây là trạng thái cơ bản. Nhưng khi có một chùm sáng với năng lượng thích hợp chiếu vào thì các điện tử hoá trị trong các liên kết (л, ∂ , n) sẽ hấp thụ năng lượng chùm sáng, chuyển lên trạng thái kích thích với năng lượng cao hơn. Hiệu số giữa hai mức năng lượng (cơ bản E_o và kích thích E_m) chính là năng lượng mà phân tử hấp thụ từ

nguồn sáng để tạo ra phổ hấp thụ phân tử của chất.

Nguyên tắc: Phương pháp xác định dựa trên việc đo độ hấp thụ ánh sáng của một dung dịch phức tạo thành giữa ion cần xác định với một thuốc thử vô cơ hay hữu cơ trong môi trường thích hợp khi được chiếu bởi chùm sáng. Phương pháp định lượng phép đo:

A = K.C

Trong đó:    A: độ hấp thụ quang

K: hằng số thực nghiệm

C: nồng độ nguyên tố phân tích

Phương pháp này cho phép xác định nồng độ chất ở khoảng 10^-5 đến

10^-7M và là một trong các phương pháp được sử dụng khá phổ biến.

Phương pháp trắc quang có độ nhạy, độ ổn định và độ chính xác khá cao, được sử dụng nhiều trong phân tích vi lượng. Tuy nhiên với việc xác định cađimi, chì thì lại gặp rất nhiều khó khăn do ảnh hưởng của một số ion kim loại tương tự. Khi đó phải thực hiện các công đoạn che, tách phức tạp [8, 9].

1.3.2.2 Phương pháp điện hoá

a. Phương pháp cực phổ

Nguyên tắc: Người ta thay đổi liên tục và tuyến tính điện áp đặt vào 2 cực để khử các ion kim loại, do mỗi kim loại có thế khử khác nhau. Thông qua chiều cao của đường cong Von-Ampe có thể định lượng được ion kim loại trong dung dịch ghi cực phổ. Vì dòng giới hạn I_gh ở các điều kiện xác định tỉ lệ thuận với nồng độ ion trong dung dịch ghi cực phổ theo phương trình:

I = k.C

Phương pháp này sử dụng điện cực giọt thuỷ ngân rơi làm cực làm việc, trong đó thế được quét tuyến tính rất chậm theo thời gian (thường 1 – 5 mV/s) đồng thời ghi dòng là hàm của thế trên cực giọt thuỷ ngân rơi. Sóng cực phổ thu được có dạng bậc thang, dựa vào chiều cao có thể định lượng được chất phân tích.

Phương pháp này có khá nhiều ưu điểm: Nó cho phép xác định cả chất vô cơ và hữu cơ với nồng độ 10^-5 ÷ 10^-6M tuỳ thuộc vào cường độ và độ lặp lại của dòng dư. Sai số của phương pháp thường là 2 ÷ 3% với nồng độ 10^-3 ÷ 10^-4M, là 5% với nồng độ 10^-5  M (ở điều kiện nhiệt độ không đổi). Tuy nhiên phương pháp cực phổ bị ảnh hưởng rất lớn của dòng tụ điện, dòng cực đại, lượng oxi hoà tan hay bề mặt điện cực nên giới hạn phát hiện kém khoảng

10^-5 đến 10^-6 M.

Nhằm loại trừ ảnh hưởng trên đồng thời tăng độ nhạy, hiện nay đã có các phương pháp cực phổ hiện đại: cực phổ xung vi phân (DPP), cực phổ sóng vuông (SQWP)… chúng cho phép xác định lượng vết của nhiều nguyên tố [9, 10].

b. Phương pháp Von-Ampe hoà tan

Về bản chất, phương pháp Von-Ampe hoà tan cũng giống như phương pháp cực phổ là dựa trên việc đo cường độ dòng để xác định nồng độ các chất trong dung dịch. Nguyên tắc gồm hai bước:

Bước 1: Điện hoá làm giàu chất cần phân tích trên bề mặt điện cực làm việc trong khoảng thời gian xác định, tại thế điện cực xác định.

Bước 2: Hoà tan kết tủa đã được làm giàu bằng cách phân cực ngược cực làm việc, đo và ghi dòng hoà tan. Trên đường Von-Ampe hoà tan xuất hiện pic của nguyên tố cần phân tích. Chiều cao pic tỉ lệ thuận với nồng độ [9, 10].

1.3.2.3. Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử

Nguyên tắc: Khi nguyên tử tồn tại tự do ở thể khí và ở trạng thái năng lượng cơ bản, thì nguyên tử không thu hay không phát ra năng lượng. Tức là nguyên tử ở trạng thái cơ bản. Song, nếu chiếu vào đám hơi nguyên tử tự do một chùm tia sáng đơn sắc có bước sóng phù hợp, trùng với bước sóng vạch phổ phát xạ đặc trưng của nguyên tố phân tích, chúng sẽ hấp thụ tia sáng đó sinh ra một loại phổ của nguyên tử. Phổ này được gọi là phổ hấp thụ của nguyên tử. Với hai kỹ thuật nguyên tử hóa, nên chúng ta cũng có hai phép đo tương ứng. Đó là phép đo phổ hấp thụ nguyên tử trong ngọn lửa (F- AAS có độ nhạy cỡ 0,1 ppm) và phép đo phổ hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa (GF – AAS có độ nhạy cao hơn kỹ thuật ngọn lửa 50- 1000 lần, cỡ 0,1- 1 ppb).

Cơ sở của phân tích định lượng theo AAS là dựa vào mối quan hệ giữa cường độ vạch phổ và nồng độ nguyên tố cần phân tích theo biểu thức:

A_λ = a.C_X

Có 2 phương pháp định lượng theo phép đo AAS là : phương pháp đường chuẩn và phương pháp thêm tiêu chuẩn.

Thực tế cho thấy phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử có nhiều ưu việt như:

Độ nhạy, độ chính xác cao, lượng mẫu tiêu thụ ít, tốc độ phân tích nhanh. Với ưu điểm này, AAS được thế giới dùng làm phương pháp tiêu chuẩn để xác định lượng nhỏ và lượng vết các kim loại trong nhiều đối tượng khác nhau.

Phép đo phổ AAS có thể phân tích được hàm lượng vết của hầu hết các kim loại và cả những hợp chất hữu cơ hay anion không có phổ hấp thụ nguyên tử. Nó được sử dụng rộng rãi trong các ngành: địa chất, công nghiệp hóa học, hóa dầu, y học, sinh học, dược phẩm…[8, 9].

a.  Phép đo phổ F-AAS

Kỹ thuật F-AAS dùng năng lượng nhiệt của ngọn lửa đèn khí để hoá hơi và nguyên tử hoá mẫu phân tích. Do đó mọi quá trình xảy ra trong khi nguyên tử hoá mẫu phụ thuộc vào đặc trưng và tính chất của ngọn lửa đèn khí nhưng chủ yếu là nhiệt độ ngọn lửa. Đây là yếu tố quyết định hiệu suất nguyên tử hoá mẫu phân tích, mọi yếu tố ảnh hưởng đến nhiệt độ ngọn lửa đèn khí đều ảnh hưởng đến kết quả của phương pháp phân tích. [8, 9].

          b. Phép đo phổ GF-AAS

Kỹ thuật GF-AAS ra đời sau kỹ thuật F-AAS nhưng đã được phát triển rất nhanh, nó đã nâng cao độ nhạy của phép xác định lên gấp hàng trăm lần so với kỹ thuật F-AAS. Mẫu phân tích bằng kỹ thuật này không cần làm giàu sơ bộ và lượng mẫu tiêu tốn ít.

Kỹ thuật GF-AAS là quá trình nguyên tử hoá tức khắc trong thời gian rất ngắn nhờ năng lượng nhiệt của dòng điện có công suất lớn và trong môi trường khí trơ (Argon). Quá trình nguyên tử hoá xảy ra theo các giai đoạn kế tiếp nhau: sấy khô, tro hoá luyện mẫu, nguyên tử hoá để đo phổ hấp thụ nguyên tử và cuối cùng là làm sạch cuvet. Nhiệt độ trong cuvet graphit là yếu tố quyết định mọi diễn biến của quá trình nguyên tử hoá mẫu. Trong đó hai giai đoạn đầu là chuẩn bị cho giai đoạn nguyên tử hóa để đạt kết quả tốt. Nhiệt độ trong cuvet graphit là yếu tố chính quyết định mọi sự diễn biến của quá trình nguyên tử hóa mẫu.

* Những ưu – nhược điểm của phép đo:

Cũng như các phương pháp phân tích khác, phương pháp phân tích phổ hấp thụ nguyên tử cũng có những ưu, nhược điểm nhất định đó là:

– Ưu điểm: Đây là phép đo có độ nhạy cao và độ chọn lọc tương đối cao. Gần 60 nguyên tố hoá học có thể xác định bằng phương pháp này với độ nhạy từ 1.10^-4 – 1.10^-5 %. Đặc biệt, nếu sử dụng kỹ thuật nguyên tử hoá không ngọn lửa thì có thể đạt tới độ nhạy n.10^-7 %. Chính vì có độ nhạy cao nên phương pháp phân tích này đã được sử dụng rất rộng rãi trong nhiều lĩnh vực để xác định lượng vết các kim loại. Một ưu điểm lớn của phép đo là: trong nhiều trường hợp không phải làm giàu nguyên tố cần xác định trước khi phân tích. Do đó, tốn ít mẫu, ít thời gian cũng như hoá chất tinh khiết để làm giàu mẫu. Tránh được sự nhiễm bẩn khi xử lý mẫu qua các giai đoạn phức tạp. Đặc biệt, phương pháp này cho phép phân tích hàng loạt mẫu với thời gian ngắn, kết quả phân tích lại rất ổn định, sai số nhỏ.

– Nhược điểm: Tuy nhiên, bên cạnh những ưu điểm phép đo AAS cũng có nhược điểm là chỉ cho biết thành phần nguyên tố của chất ở trong mẫu phân tích mà không chỉ ra trạng thái liên kết của nguyên tố ở trong mẫu [8, 9].

1.3.2.4.  Phương pháp phổ phát xạ nguyên tử (ICP-OES)

Khi ở điều kiện thường, nguyên tử không thu hay phát ra năng lượng nhưng nếu bị kích thích thì các điện tử hoá trị sẽ nhận năng lượng chuyển lên trạng thái có năng lượng cao hơn (trạng thái kích thích). Trạng thái này không bền, chúng có xu hướng giải phóng năng lượng để trở về trạng thái ban đầu bền vững dưới dạng các bức xạ. Các bức xạ này được gọi là phổ phát xạ của nguyên tử.

Các thầy cô cần file liên hệ với chúng tôi tại fanpage facebook O2 Education

Hoặc xem nhiều SKKN hơn tại:  Tổng hợp SKKN môn hóa học cấp THPT

Hoặc xem thêm các tài liệu khác của môn hóa

• Phương pháp tư duy dồn chất xếp hình giải bài tập hóa học hữu cơ
• Tổng hợp đề thi môn hóa của bộ giáo dục từ năm 2007 đến nay
• Tổng hợp các phương pháp giải bài tập môn hoá học
• Tổng hợp giáo án chủ đề STEM trong môn hóa học

Luận văn phát triển năng lực tự học thông qua dạy học tích hợp thực tiễn phần cacbohiđrat hóa học 12

Các thầy cô cần file liên hệ với chúng tôi tại fanpage facebook O2 Education

Hoặc xem nhiều SKKN hơn tại:  Tổng hợp SKKN luận văn luận án O2 Education

1. Lý do chọn đề tài

Trong hệ thống giáo dục Việt Nam giáo dục phổ thông có vai trò vô cùng quan trọng, nó là nền tảng cho hoạt động nhận thức của con người ở thời kì trưởng thành. Giáo dục không chỉ có chức năng chuyển tải những kinh nghiệm lịch sử xã hội của thế hệ trước cho thế hệ sau mà còn trang bị cho mỗi người phương pháp học tập. Phương pháp dạy cho người học biết cách tự học, tự nghiên cứu đã được nhiều nhà giáo dục chú trọng để giúp họ có khả năng học tập suốt đời, đáp ứng một xã hội luôn vận động và lượng tri thức tăng lên không ngừng. Điều này được thể hiện trong Nghị quyết số 29 − NQ/TƯ Hội nghị lần thứ VIII Ban Chấp Hành Trung ương Đảng khóa XI “Tiếp tục đổi mới mạnh mẽ phương pháp dạy và học theo hướng hiện đại; phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo và vận dụng kiến thức, kỹ năng của người học; khắc phục lối truyền thụ áp đặt một chiều, ghi nhớ máy móc.Tập trung dạy cách học, cách nghĩ, khuyến khích tự học, tạo cơ sở để người học tự cập nhật và đổi mới tri thức, kỹ năng, phát triển năng lực.”

Dạy học chủ đề tích hợp là hình thức dạy học đáp ứng với định hướng đổi mới giáo dục hiện nay. Trong dạy học chủ đề tích hợp thường có những nội dung giáo dục liên quan đến môn học vào quá trình dạy học như: tích hợp giáo dục đạo đức, lối sống; giáo dục pháp luật; an toàn giao thông; giáo dục môi trường; tích hợp thực tiễn vào dạy học các nội dung của bài học…nhằm phát triển năng lực cho học sinh (HS). Các vấn đề thực tiễn được đưa vào tích hợp sẽ kích thích khả năng tìm tòi, hứng thú học tập của người học. Khi giải thích được những hiện tượng thực tiễn liên quan đến hóa học xảy ra trong cuộc sống sẽ giúp người học phát triển những năng lực của bản thân đặc biệt năng lực tự học (NLTH).

Với đặc thù là một môn khoa học tự nhiên, trong đó có sự kết hợp giữa lý thuyết và thực nghiệm đòi hỏi người học phải có khả năng tự tìm tòi, khám phá, tự nghiên cứu để lĩnh hội tri thức. Trong quá trình dạy học, người giáo viên (GV) sử dụng các phương pháp dạy học (PPDH) tích cực một cách hợp lý sẽ tạo hứng thú học tập cho HS. Đồng thời xây dựng thái độ học tập đúng đắn, phương  pháp (PP) học tập chủ động, tích cực sáng tạo; ham hiểu biết; phát triển năng lực tự học cho HS. Hơn nữa hóa học là ngành khoa học có vai trò quan trọng trong trong đời sống và nền kinh tế quốc dân. Trong quá trình học tập, thông qua các bài học có tính thực tiễn, HS được kiểm chứng mối liên hệ giữa lý thuyết và thực tiễn. Tuy nhiên, nhiều năm qua nội dung sách giáo khoa (SGK) còn nặng về lý thuyết, hệ thống bài tập liên quan đến bối cảnh thực tiễn cuộc sống để phát triển năng lực tự học chưa đa dạng. Ngoài ra qui trình thiết kế hoạt động tích hợp nội dung liên quan đến thực tiễn trong một giờ giảng hoặc trong một chủ đề để định hướng NLTH của HS chưa được nghiên cứu sâu và phổ biến rộng rãi.

Xuất phát từ những lí do trên chúng tôi chọn đề tài “Phát triển năng lực tự học thông qua dạy học tích hợp thực tiễn phần cacbohiđrat − Hóa học 12” để nghiên cứu

2. Mục đích nghiên cứu

Xây dựng và tổ chức dạy học các chủ đề tích hợp thực tiễn phần Cacbohiđrat nhằm phát triển năng lực tự học cho HS lớp 12 THPT chương trình cơ bản.

3. Nhiệm vụ nghiên cứu

Để đạt được những mục đích trên, luận văn đã nghiên cứu, thực hiện những nhiệm vụ sau:

–  Nghiên cứu khái niệm về năng lực, năng lực tự học, các vấn đề khác liên quan đến NLTH. Nghiên cứu các vấn đề về tự học và phát triển NLTH.

–  Nghiên cứu dạy học tích hợp và dạy học chủ đề tích hợp. Nghiên cứu các qui tắc và qui trình thiết kế chủ đề dạy học tích hợp

– Nghiên cứu một số phương pháp và kỹ thuật DH tích cực phù hợp để phát triển NLTH cho HS.

– Nghiên cứu một số biện pháp nhằm phát triển NLTH cho HS thông qua DH phần cacbohiđrat lớp 12.

– Nghiên cứu nguyên tắc thiết kế và cấu trúc của “Tài liệu tự học có hướng dẫn với nội dung lý thuyết phần cacbohiđrat”.

– Nghiên cứu mục tiêu, cấu trúc nội dung, đặc điểm và PPDH phần Cacbohiđrat hóa học 12 THPT.

–  Nghiên cứu các tiêu chí thành phần của NLTH từ đó đề xuất bộ công cụ đánh giá NLTH khi dạy học tích hợp các vấn đề thực tiễn.

– Điều tra thực trạng việc sử dụng các PPDH tích cực nhằm phát triển NLTH cho HS trường THPT.

–  Thực nghiệm sư phạm (TNSP) nhằm đánh giá tính khả thi của các biện pháp phát triển NLTH cho HS ở trường THPT.

4. Khách thể và đối tượng nghiên cứu

4.1. Khách thể nghiên cứu

Quá trình dạy học hóa học ở trường phổ thông.

4.2. Đối tượng nghiên cứu

 Dạy học theo chủ đề tích hợp thực tiễn phần cacbohiđrat nhằm phát triển NLTH cho học sinh THPT.

5. Phạm vi nghiên cứu

Dạy học các chủ đề tích hợp thực tiễn phần Cacbohiđrat lớp 12 tại trường THPT Ngô Quyền – Ba Vì và THPT Quảng Oai trên địa bàn huyện Ba Vì.

6. Câu hỏi nghiên cứu

 Dạy học tích hợp thực tiễn phần Cacbohiđrat như thế nào để phát triển  năng lực tự học cho học sinh lớp 12 ở trường THPT?

7. Giả thuyết khoa học

Sự phát triển năng lực tự học của HS phụ thuộc vào tính tự giác, tích cực của người học. Nếu xây dựng được các chủ đề tích hợp thực tiễn có chất lượng và vận dụng các phương pháp dạy học phù hợp trong dạy học ở phần Cacbohiđrat sẽ góp phần phát triển NL cho HS đặc biệt là NLTH. Đồng thời nâng cao chất lượng DH .

8. Phương pháp nghiên cứu

8.1. Các phương pháp nghiên cứu lý luận

− Nghiên cứu tổng quan các vấn đề có liên quan đến đề tài

+ Khái niệm về năng lực, tự học và năng lực tự học

+ Các loại năng lực

+ Các biểu hiện của NLTH

+ Công cụ đánh giá NLTH

− Một số phương pháp dạy học

+ Dạy học dự án

+ Dạy học giải quyết vấn đề

    8.2. Các phương pháp nghiên cứu thực tiễn

* Điều tra:

− Thực trạng: Sử dụng các phương pháp dạy học hiện nay

− Hỏi ý kiến chuyên gia

* Thực nghiệm sư phạm.

  − Trước thực nghiệm

    − Sau thực nghiệm

8.3. Các phương pháp thống kê xử lí số liệu và nghiên cứu khoa học sư phạm ứng dụng để đánh giá kết quả của đề tài

9. Đóng góp mới của luận văn

Xác định được thực trạng vận dụng dạy học tích hợp thực tiễn trong dạy học môn Hóa học hướng tới phát triển NLTH ở một số trường THPT được giáo viên ưu tiên để nâng cao chất lượng dạy học.

Xác định được nội dung phần Cacbohiđrat thuận lợi cho việc xây dựng các chủ đề tích hợp có thể triển khai trong thực tiễn dạy học và đảm bảo tính khả thi.

Xác định được nguyên tắc qui trình xây dựng CĐTH các vấn đề thực tiễn. Trên cơ sở đó đề xuất và xây dựng được 3 chủ đề phần Cacbohiđrat.

Tổ chức được các hoạt động trong dạy học chủ đề tích hợp theo qui trình đã xây dựng, khi triển khai thực nghiệm để phát triển NLTH của HS.

Đề xuất 4 biện pháp phát triển NLTH cho HS THPT.

Đề xuất được bộ công cụ đánh giá sự phát triển của NLTH.

10. Cấu trúc của luận văn

Ngoài phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo và phụ lục, luận văn gồm 3 chương    

Chương 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn của việc phát triển năng lực tự học cho học sinh THPT

Chương 2: Dạy học chủ đề tích hợp thực tiễn nhằm phát triển năng lực tự học cho học sinh THPT

Chương 3: Thực nghiệm sư phạm

Chương 1

CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC

PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TỰ HỌC CHO HỌC SINH THPT

1.1. Lịch sử vấn đề nghiên cứu

Tổ chức dạy học tích hợp đang trở thành xu thế của dạy học hiện đại, nó đang được nhiều quốc gia trên thế giới nghiên cứu và áp dụng vào trường học.

Trên thế giới tư tưởng DHTH bắt đầu có từ thập niên 60 của thế kỉ XX như Hội nghị tích hợp về giảng dạy các môn khoa học tổ chức tại Varna (Bungari tháng 9/1968) với sự bảo trợ của UNESCO.

Đã có nhiều nhà giáo dục nghiên cứu về quan điểm DHTH điển hình là :

Năm 1996 tác giả Xavier Roegiers đã công bố công trình nghiên cứu “ Khoa học sư phạm tích hợp hay cần làm như thế nào để phát triển năng lực ở các trường học”. Trong công trình nghiên cứu này, ông đã nhấn mạnh rằng toàn bộ quá trình học tập cần đặt vào một tình huống có ý nghĩa đối với HS.

 Ở Việt Nam, tư tưởng dạy học tích hợp bắt đầu nghiên cứu và áp dụng từ những năm đầu thập niên 90 của thế kỉ XX. Cho đến nay đã có nhiều nhà giáo dục nghiên cứu cơ sở lí luận về tích hợp và các biện pháp vận dụng giảng dạy tích hợp vào thực tiễn như:

– Tác giả Đào Trọng Quang (1997), “Biên soạn sách giáo khoa theo quan điểm tích hợp – Cơ sở lý luận và một số kinh nghiệm”, Tạp chí Nghiên cứu giáo dục, số 11, tr. 24. Tác giả đã đề cập tới bản chất của sư phạm, quan điểm, một số nguyên tắc, kỹ thuật của tích hợp.

– Tác giả Trần Viết Thụ (1997) trong công trình “Vận dụng nguyên tắc liên môn khi dạy các vấn đề văn hóa trong sách giáo khoa lịch sử trung học phổ thông” đã vận dụng kiến thức văn học, địa lý, chính trị vào giảng dạy bộ môn Lịch sử theo quan điểm liên môn. Tạp chí Nghiên cứu giáo dục, số 12, tr. 13. 37.

– Luận văn thạc sĩ giáo dục học của tác giả Đoàn Thị Thùy Dương (2008), với đề tài “Rèn luyện thao tác lập luận và so sánh cho học sinh lớp 11 theo quan điểm tích hợp và tích cực” đã nhấn mạnh việc xây dựng cơ sở lí luận và thực tiễn của thao tác lập luận so sánh để đề xuất cách thức tổ chức dạy học theo hướng tích hợp, tích cực trong dạy văn nghị luận, Trường Đại học Giáo dục – ĐHQGHN.

– Luận văn thạc sĩ giáo dục họccủa tác giả Trần Thị Tú Anh (2009) với đề tài “Tích hợp các vấn đề về Kinh tế xã hội và Môi trường vào dạy học hóa học hữu cơ lớp12”,Trường ĐHSP thành phố Hồ Chí Minh.

– Luận văn thạc sĩ giáo dục học của tác giả Đinh Xuân Giang (2009) với đề tài: “Vận dụng tư tưởng sư phạm tích hợp trong dạy học một số kiến thức về “chất khí” và “cơ sở của nhiệt động lực học” (Vật lý 10 − cơ bản) nhằm phát triển hứng thú và năng lực vận dụng kiến thức của học sinh,”, Đại học Sư phạm Thái Nguyên.

– Luận văn thạc sĩ giáo dục học của tác giả Nguyễn Thị Hường (2012) với đề tài “ Vận dụng biện pháp tích hợp vào dạy học loại bài thực hành kĩ năng sử dụng tiếng Việt lớp 10”, Trường Đại học Giáo dục − ĐHQG HN.

– Luận văn thạc sĩ giáo dục học của tác giả Phạm Minh Hải (2013) với đề tài “Tích hợp giáo dục bảo vệ môi trường trong dạy học Vật lí 12” đã nhấn mạnh việc nghiên cứu lí luận về bảo vệ môi trường và việc tích hợp giáo dục bảo vệ môi trường trong dạy học vật lí lớp12 nhằm thiết kế phương án dạy vật lí lớp 12 có tích hợp giáo dục bảo vệ môi trường, Trường Đại học Giáo dục – ĐHQG HN. 

– Luận văn thạc sĩ giáo dục học của tác giả Ngọc Châu Vân (2014) với đề tài: “Xây dựng một số chủ đề dạy học tích hợp nhằm nâng cao chất lượng dạy học ở cấp Trung học cơ sở”, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội.

– Luận văn thạc sĩ giáo dục học của tác giả Vũ Thị Thủy (2016), với đề tài“Dạy học chủ đề tích hợp phần Cacbohiđrat và Polime Hóa học 12 nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh trung học phổ thông”, Trường Đại học Giáo dục – ĐHQG HN.

– v.v.v…

Như vậy việc vận dụng quan điểm tích hợp vào giảng dạy đã và đang 
thu hút sự quan tâm của nhiều nhà giáo dục cũng như nhiều GV. Những công 
trình nghiên cứu của các nhà giáo dục và GV đã khẳng định việc vận dụng 
quan điểm tích hợp vào dạy học là một trong những xu hướng dạy học tất yếu 
hiện nay. 

Dạy học gắn nội dung bài học với thực tiễn là mong muốn của rất nhiều GV và HS. Đã có nhiều đề tài nghiên cứu theo hướng tích hợp liên môn còn dạy học chủ đề tích hợp thực tiễn nhằm phát triển NLTH còn chưa được quan tâm đúng mức. Do đó tôi thấy việc lựa chọn đề tài của mình là cần thiết và có ý nghĩa thực tiễn trong việc đổi mới PPDH để nâng cao chất lượng dạy học hóa học ở trường THPT.  

1.2. Đổi mới chương trình giáo dục theo định hướng năng lực

1.2.1. Định hướng chung [7, 11, 12, 35]

Trong những năm gần đây giáo dục phổ thông đang chuyển dần từ chương trình tiếp cận nội dung sang tiếp cận năng lực của người học, nghĩa là từ chỗ quan tâm tới HS học được gì đến chỗ quan tâm HS làm được gì qua việc học. Vì vậy xu hướng đổi mới phương pháp dạy học (PPDH) từ việc chỉ dạy kiến thức sang dạy cách học, cách vận dụng kiến thức vào thực tiễn, rèn luyện kỹ năng, hình thành năng lực và phẩm chất; đồng thời thay đổi đánh giá kết quả giáo dục từ nặng về kiểm tra theo định hướng nội dung thay bằng kiểm tra theo định hướng năng lực.

Ngày 28/07/2017 Bộ giáo dục và  Đào tạo đã công bố Chương trình giáo dục phổ thông tổng thể với định hướng về nội dung giáo dục, định hướng phương pháp giáo dục, định hướng về đánh giá kết quả giáo dục. Tất cả các định hướng giáo dục nêu trên đều nhằm mục đích phát triển năng lực cho người học. Theo những định hướng đó, các yếu tố của quá trình giáo dục trong nhà trường THPT cần được tiếp cận theo hướng đổi mới để tạo một diện mạo mới cho giáo dục Việt Nam, đáp ứng nhu cầu phát triển của xã hội hiện đại.

1.2.2. Khái quát chung về năng lực

1.2.1.1. Khái niệm về năng lực

Khái niệm năng lực (competency) có nguồn gốc từ tiếng Latinh “competentia”. Năng lực là một thuộc tính tâm lí phức hợp, là điểm hội tụ của kiến thức, kĩ năng, kinh nghiệm và thái độ, trách nhiệm. Hiện nay, có rất nhiều khái niệm khác nhau về năng lực nhưng năng lực đều được hiểu là sự thành thạo, khả năng thực hiện của cá nhân đối với công việc.

Theo tài liệu [21], năng lực là khả năng huy động tổng hợp các kiến thức, kĩ năng và các thuộc tính tâm lí cá nhân khác như hứng thú, niềm tin, ý chí,…để thành công một loại công việc trong bối cảnh nhất định.

Theo tài liệu [30], “ Năng lực là khả năng thực hiện có trách nhiệm và hiệu quả các hành động, giải quyết các nhiệm vụ, vấn đề trong các tình huống thay đổithuộc các lĩnh vực nghề nghiệp, xã hội hay cá nhân trên cơ sở hiểu biết, kĩ năng, kĩ xảo và kinh nghiệm cũng như sự sẵn sàng hành động”

Theo Chương trình giáo dục phổ thông tổng thể [8], “Năng lực  là thuộc tính cá nhân được hình thành, phát triển nhờ tố chất sẵn có và quá trình học tập, rèn luyện, cho phép con người huy động tổng hợp các kiến thức, kỹ năng và các thuộc tính cá nhân khác như hứng thú, niềm tin, ý chí,… thực hiện thành công một loại hoạt động nhất định, đạt kết quả mong muốn trong những điều kiện cụ thể”.

Trong luận văn này chúng tôi sử dụng khái niệm: Năng lực là khả năng đáp ứng yêu cầu của những hoạt động và đảm bảo cho những hoạt động đó nhanh đạt kết quả của con người.

1.2.2.2. Các loại năng lực của học sinh trung học phổ thông        

Theo tài liệu [8], NL bao gồm năng lực cốt lõi (năng lực chung, năng lực chuyên môn) và năng lực đặc biệt của môn học. Cụ thể:

• ăng lực cốt lõi

– Năng lực chung là năng lực cơ bản, thiết yếu giúp cá nhân có thể sống, làm việc và tham gia hiệu quả trong nhiều hoạt động ở các bối cảnh khác nhau của đời sống xã hội. Những năng lực chung được tất cả các môn học và hoạt động giáo dục góp phần hình thành, phát triển, đó là: năng lực tự chủ và tự học, năng lực giao tiếp và hợp tác, năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo

– Năng lực chuyên môn được hình thành, phát triển chủ yếu thông qua một số môn học và hoạt động giáo dục nhất định, đó là: năng lực ngôn ngữ, năng lực tính toán, năng lực tìm hiểu tự nhiên và xã hội, năng lực công nghệ, năng lực tin học, năng lực thẩm mỹ, năng lực thể chất.

• biệt (năng khiếu) của môn học

– Năng  lực đặc biệt của môn học là những năng lực được hình thành và phát triển trên cơ sở các năng lực chung theo hướng chuyên sâu, riêng biệt trong các loại hình hoạt động, công việc hoặc tình huống, môi trường đặc thù, cần thiết cho những hoạt động chuyên biệt, đáp ứng yêu cầu hạn hẹp hơn của các lĩnh vực học tập.

 – “Hóa học là một môn khoa học vừa lý thuyết vừa thực nghiệm” nên nó có những năng lực đặc biệt. Các năng lực đặc biệt của môn Hóa học là: Năng lực sử dụng ngôn ngữ hóa học; Năng lực thực hành hóa học; Năng lực vận dụng kiến thức hoá học vào cuộc sống; ……

 Như vậy, trong dạy học hóa học ở trường phổ thông  GV cần chú trọng phát triển những năng lực cốt lõi và các năng lực đặc biệt môn học trên giúp HS có thể đáp ứng sự phát triển của thế giới nói chung và của Việt Nam nói riêng, thích ứng với bối cảnh  thay đổi  của xã hội hiện nay.

1.2.2.3. Đánh giá năng lực của học sinh trung học phổ thông [3],

Việc đánh giá năng lực của HS đã và đang được nhiều tác giả quan tâm, có nhiều hình thức và phương pháp đánh giá. Tuy nhiên trong dạy học ở trường THPT thường sử dụng một số biện pháp đánh giá sau:

+ Đánh giá qua quan sát

+  Đánh giá qua bảng kiểm

+ Đánh giá qua các bài kiểm tra  

+ Hồ sơ học tập, đánh giá quá trình

+ Tự đánh giá

+ Đánh giá đồng đẳng

………….

1.3. Tự học và phát triển năng lực tự học cho học sinh trung học phổ thông

1.3.1.Tự học

1.3.1.1. Khái niệm về tự học

Khi còn sống chủ tịch Hồ Chí Minh đã quan niệm về tự học: “Tự học là cách học tự động” và “phải biết tự động học tập”. Theo Người: “tự động học tập” tức là tự học một cách hoàn toàn tự giác, tự chủ, không đợi ai nhắc nhở, không chờ ai giao nhiệm vụ mà tự mình chủ động vạch kế hoạch học tập cho mình, rồi tự mình triển khai, thực hiện kế hoạch đó một cách tự giác, tự mình làm chủ thời gian để học và tự mình kiểm tra đánh giá việc học của mình”.

GS Nguyễn Cảnh Toàn cho rằng: “Tự học là tự mình động não, suy nghĩ, sử dụng các năng lực trí tuệ và có khi cả cơ bắp và các phẩm chất khác của người học, cả động cơ tình cảm, nhân sinh quan, thế giới quan để chiếm lĩnh một tri thức nào đó của nhân loại, biến tri thức đó thành sở hữu của chính mình” [17,18,19]. 

GS.TSKH Thái Duy Tuyên khẳng định: “Tự học là một hoạt động độc lập chiếm lĩnh tri thức, kĩ năng, kĩ xảo, là tự mình động não, suy nghĩ, sử dụng các năng lực trí tuệ (quan sát, so sánh, phân tích, tổng hợp…) cùng các phẩm chất động cơ, tình cảm để chiếm lĩnh tri thức một lĩnh vực hiểu biết nào đó hay những kinh nghiệm lịch sử xã hội của nhân loại, biến nó thành sở hữu của chính bản thân người học” [24, 25]

Theo quan điểm dạy học tích cực, bản chất của học là tự học, nghĩa là chủ thể tác động vào nội dung học một cách tích cực, tự lực, chủ động sáng tạo để đạt được mục tiêu học tập. Như vậy tự học là mức độ cao của học, là sự tích cực, tự lực, chủ động của chủ thể nhận thức trong hoạt động học.

Từ những quan điểm về tự học nêu trên, chúng tôi sử dụng định nghĩa về tự học như sau: Tự học là quá trình cá nhân người học tự giác, tích cực, độc lập tự chiếm lĩnh tri thức ở một lĩnh vực nào đó trong cuộc sống bằng hành động của chính mình nhằm đạt được mục đích nhất định.

1.3.1.2. Vai trò của tự học

Nghị quyết số 29 − NQ/TW ngày 4/11/2013 Hội nghị Trung ương khóa 8 về đổi mới căn bản toàn diện giáo dục và đào tạo có nêu lên mục tiêu cụ thể, trong đó có đề cập tới việc:” Phát triển khả năng sáng tạo, tự học, khuyến khích học tập suốt đời“. Trong các giải pháp có nêu:” Tập trung dạy cách học, cách nghĩ, khuyến khích tự học, tạo cơ sở để người học tự cập nhật và đổi mới tri thức,kĩ năng, phát triển năng lực. Chuyển từ học chủ yếu trên lớp sang tổ chức hình thức học tập đa dạng, chú ý các hoạt động xã hội, ngoại khóa, nghiên cứu khoa học. Đẩy mạnh ứng dụng công nghệ thông tin và truyền thông trong dạy và học” [35].

Tự học là mục tiêu cơ bản của quá trình dạy học: Các nhà sư phạm đã nhận thức rõ ý nghĩa của phương pháp dạy tự học. Trong hoạt động dạy học giáo viên không chỉ dừng lại ở việc truyền thụ tri thức có sẵn, chỉ yêu cầu HS ghi nhớ mà quan trọng hơn là phải định hướng, tổ chức cho HS tự mình khám phá ra những qui luật, thuộc tính mới của các vấn đề khoa học.

Bồi dưỡng năng lực tự học là phương cách tốt nhất để tạo ra động lực mạnh mẽ cho quá trình học tập: Một trong những phẩm chất quan trọng của mỗi cá nhân là tính tích cực, sự chủ động sáng tạo trong mọi hoàn cảnh. Một trong những nhiệm vụ quan trọng của giáo dục là hình thành phẩm chất cho người học. Từ đó mới có thể đào tạo ra những lớp người năng động, sáng tạo, thích ứng với mọi thị trường lao động, góp phần phát triển cộng đồng. [34]

Tự học giúp cho mọi người có thể chủ động học tập suốt đời, học tập để khẳng định năng lực phẩm chất và để cống hiến. Bằng con đường tự học mỗi cá nhân sẽ không cảm thấy bị lạc hậu so với thời cuộc, thích ứng và bắt kịp nhanh với thách thức trong cuộc sống, kể cả trong môi trường nghề nghiệp. [33]

1.3.1.3. Các yếu tố của tự học

*  Động cơ tự học

Từ điển Tiếng Việt đưa ra định nghĩa: “Động cơ là những gì thôi thúc con người có những ứng xử nhất định một cách vô thức hay hữu ý và thường gắn liền với những nhu cầu”. Từ điển trực tuyến Wikipedia định nghĩa: “Động cơ là một chuỗi các lý do khiến chủ thể quyết định tham gia một hành vi cụ thể”.

Động cơ học tập là: “ Động lực thúc đẩy học sinh học tập, trên cơ sở nhu cầu hoàn thiện tri thức, mong muốn nắm vững tiến tới làm chủ tri thức mà mình được học tập, làm chủ nghề nghiệp đang theo đuổi” [17].

Trong rất nhiều động cơ học tập của HS, có thể tách thành hai nhóm cơ bản là: Động cơ hứng thú nhận thức, động cơ trách nhiệm trong học tập. Sự nảy sinh động cơ TH lúc đầu xuất phát từ ý thức trách nhiệm buộc phải hoàn thành các nhiệm vụ học tập đã thúc đẩy hoạt động TH của HS.

Khi bắt tay vào giải quyết các nhiệm vụ TH, mục đích tự học xuất hiện dưới hình thức một biểu tượng chung về sự hoàn thành nhiệm vụ đó. Xét về nội dung, biểu tượng đó còn nghèo nàn, thô sơ và có nguồn gốc từ động cơ học tập. Quá trình giải quyết các nhiệm vụ tự học, biểu tượng ban đầu ngày càng được cụ thể hoá, những mục đích bộ phận tiếp theo được hình thành, dẫn HS tới mục đích cuối cùng là chiếm lĩnh được tri thức khoa học.

Động cơ tự học của HS được hình thành bởi sự tác động của các yếu tố bên ngoài như: sự bất cập giữa trình độ bản thân với yêu cầu của công việc, nhu cầu

thăng tiến, do tự ái bạn bè, đồng nghiệp, thoả mãn nhu cầu hiểu biết, lòng khao khát tri thức…và cả những khó khăn về thời gian, trường lớp nếu đi học tập trung…Chính những mâu thuẫn giữa yêu cầu của công việc, cuộc sống với khả năng của HS làm xuất hiện nhu cầu tự học để nâng cao trình độ học vấn của họ

Động cơ tự học của HS xuất phát từ sự nhận thức, về yêu cầu nâng cao trình độ, từ sự thúc bách của nhu cầu thực tiễn…nên động cơ TH bền vững và do vậy trong hoạt động TH họ thực sự tích cực, tự giác hướng tới sự tự giáo dục, tự đào tạo bản thân. Khi động cơ đủ mạnh, tuỳ vào điều kiện của bản thân để lựa chọn hình thức, nội dung và xây dựng kế hoạch tự học thích hợp cho mình.

Như vậy, động cơ tự học hoàn toàn không xuất hiện một cách ngẫu nhiên hay do người khác mang đến mà chỉ có thể nảy sinh một cách có ý thức trong từng cá nhân nhờ các tác động phù hợp từ bên ngoài và chỉ có thể được nâng cao khi quá trình tự học có hiệu quả.

*Thái độ tự học

Thái độ tự học được hình thành trải qua 5 cấp độ trong đó cấp độ thấp nhất là HS có được “nhu cầu tự học” và cao nhất là tự bản thân có được “tính tự giác”. Việc hình thành này trải qua nhiều giai đoạn, trong thời gian dài và cần phải có sự kiên trì [37]. Thông thường thái độ tự học thể hiện qua một số mặt như dưới đây:

(1) Tự giác hoàn thành các nhiệm vụ học tập được giao và đạt kết quả cao.

(2) Nghiêm túc hoàn thành bài kiểm tra và thi cử … 

(3) Đảm bảo chuyên cần trong học tập.

(4) Tích cực thường xuyên tham khảo tìm hiểu thông qua các kênh thông tin tư liệu.

(5) Tận dụng thời gian tự học ở nhà khi rảnh.

* Chu trình tự học

    Chu trình tự học của học sinh là một chu trình gồm 4 quá trình [20] (hình 1.1)

Hình 1.1. Chu trình tự học của HS

 (2) Tự thể hiện: HS tự thể hiện mình bằng văn bản, bằng lời nói, tự trình bày, bảo vệ kiến thức hay sản phẩm cá nhân của mình, tự thể hiện qua sự đối thoại, giao tiếp với các bạn và thầy, tạo ra sản phẩm có tính chất xã hội của cộng đồng lớp học.

(3) Tự kiểm tra: Sau khi tự thể hiện mình qua sự hợp tác trao đổi với các bạn và thầy, sau khi thầy kết luận, người học tự kiểm tra, tự đánh giá sản phẩm của mình         

(4) Tự điều chỉnh: Sau khi thảo luận, hoàn thiện sản phẩm, người học tự sửa chữa, tự điều chỉnh thành sản phẩm khoa học. Qua giai đoạn 4 này học sinh sẽ có những kinh nghiệm mới được rút ra từ quá trình học và tự hoàn thiện mình hơn, đạt được kết quả tốt hơn.

Chu trình tự nghiên cứu, tự thể hiện tự kiểm tra, tự điều chỉnh “thực chất cũng là con đường” phát hiện vấn đề, định hướng giải quyết, và giải quyết vấn đề của nghiên cứu khoa học.

1.3.1.4. Các nhân tố ảnh hưởng đến quá trình tự học

Các nhân tố ảnh hưởng đến quá trình tự học được tóm tắt bằng sơ đồ sau:

Hình 1.2. Sơ đồ các nhân tố ảnh hưởng đến quá trình tự học

Nhóm nhân tố bên trong:  Được hình thành và phát triển thông qua các hoạt động sống, trải nghiệm của mỗi cá nhân và bị chi phối bởi yếu tố tâm lí. Trong nhóm nhân tố bên trong năng lực học tập là nhân tố quan trọng bậc nhất, mang sắc thái cá nhân, vì người học là chủ thể chiếm lĩnh tri thức, chân lí bằng hành động của chính mình, tự mình thấy là hiệu quả nhất. Đồng thời động cơ, hứng thú tự học quyết định kết quả tự học của HS [18]

Nhóm nhân tố bên ngoài: Phương pháp dạy học của GV đóng vai trò quan trọng trong việc bồi dưỡng cho HS phương pháp tự học, phương pháp làm việc độc lập ngay cả khi đang học ở nhà trường và khi tiếp tục học ở bậc cao hơn. Ngoài ra điều kiện cơ sở vật chất, yêu cầu của gia đình, nhà trường và xã hội cũng là yếu tố ảnh hưởng lớn đến việc đầu tư vào học tập của HS. Yếu tố cuối cùng là thời gian, HS phải biết sắp xếp thời gian phù hợp với điều kiện để tự học. [18]

1.3.1.5. Các hình thức tự học

Theo GS Nguyễn Cảnh Toàn [18] có 5 hình thức tự học dưới đây:

– Tự học hoàn toàn (không có sự giúp đỡ của GV): thông qua tài liệu, qua tìm hiểu thực tế, học kinh nghiệm của người khác. HS gặp nhiều khó khăn do có nhiều lổ hổng kiến thức, HS khó thu xếp tiến độ, kế hoạch TH, không tự đánh giá được kết quả TH của mình. Từ đó HS dễ chán nản và không tiếp tục TH.

– Tự học trong một giai đoạn của quá trình học tập: thí dụ như học bài hay làm bài tập ở nhà (khâu vận dụng kiến thức) là công việc thường xuyên của HS phổ thông. Để giúp HS có thể TH ở nhà, GV cần tăng cường KT− ĐG kết quả học bài, làm bài tập ở nhà của họ.

– Tự học qua phương tiện truyền thông (học từ xa): HS được nghe GV giảng giải minh họa, nhưng không được tiếp xúc với GV, không được hỏi han, không nhận được sự giúp đỡ khi gặp khó khăn. Với hình thức TH này, HS cũng không đánh giá được kết quả học tập của mình.

– Tự học qua tài liệu hướng dẫn: trong tài liệu trình bày cả ND, cách xây dựng kiến thức, cách KT kết quả sau mỗi phần, nếu chưa đạt thì chỉ dẫn cách tra cứu, bổ sung, làm lại cho đến khi đạt được. Song nếu chỉ dùng tài liệu TH, HS cũng có thể gặp khó khăn và không biết hỏi ai.

– Tự lực thực hiện một số hoạt động học dưới sự hướng dẫn của GV ở lớp: với hình thức này cũng đem lại kết quả nhất định, song nếu HS vẫn sử dụng SGK hóa học như hiện nay thì họ cũng gặp khó khăn khi tiến hành TH vì thiếu sự hướng dẫn về PP học.

 Qua việc nghiên cứu các hình thức TH ở trên thấy rằng mỗi hình thức TH có những mặt ưu điểm và nhược điểm nhất định. Để nhằm khắc phục được những nhược điểm của các hình thức TH đã có này và xét đặc điểm của HS học môn Hoá học chúng tôi gợi ý một hình thức TH mới: Tự học theo tài liệu hướng dẫn và có sự hướng dẫn một phần của GV gọi tắt là “tự học có hướng dẫn”.

1.3.2. Năng lực tự học của học sinh trung học phổ thông

1.3.2.1. Khái niệm về năng lực tự học

Theo tác giả Lê Khánh Bằng: Tự học là tự mình suy nghĩ sử dụng các năng lực trí tuệ và phẩm chất tâm lí để chiếm lĩnh một số lĩnh vực khoa học nhất định. [1, 23]

Trong các tài liệu nghiên cứu của một số tác giả như: Linda Leach, Candy, Taylor, Nguyễn Cảnh toàn, Thái Duy Tuyên, Trần Bá Hoành… thì quan niệm về NLTH có thể được hiểu: là năng lực sử dụng được các phương pháp, thủ thuật học tập để đạt được mục đích học tập. Cũng có tác giả cho rằng: Năng lực tự học là hệ thống các năng lực thành tố có mặt ở đối tượng người học nhằm giúp người học tự giác, tích cực, độc lập tự chiếm lĩnh tri thức ở một lĩnh vực nào đó trong cuộc sống bằng hành động của chính mình nhằm đạt được mục đích nhất định .

Dù khái niệm có thể khác nhau nhưng đặc điểm chung khi nói đến năng lực tự học của cá nhân (HS) đều nhấn mạnh đó là sự tự giác, tích cực tự lực chiếm lĩnh tri thức để đạt được mục tiêu học tập. Về NLTH thì khái niệm NLTH mà các tác giả đưa ra không chỉ dừng lại ở mức độ chủ động tiếp thu kiến thức mà còn nhấn mạnh vào khả năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn.

Theo các tác giả:  NLTH là những khả năng và kỹ xảo học được của cá thể nhằm giải quyết các tình huống xác định. NLTH của mỗi cá nhân có được không dựa hoàn toàn vào chương trình giáo dục mà nó được hình thành từ nhiều lĩnh vực học tập và sự phát triển về mặt xã hội của con người.

M.A.Rubakin: Tự học là quá trình lĩnh hội tri thức, kinh nghiệm xã hội lịch sử trong thực tiễn hoạt động cá nhân bằng cách thiết lập các mối quan hệ. [31]

Theo thời gian và bối cảnh nghiên cứu định nghĩa về tự học cũng được thay đổi ngoài ra nó còn phụ thuộc vào nghiên cứu của từng tác giả. Nhưng định nghĩa về tự học (self− directed learning) của Malcolm Shepherd Knowles [30, trang 18] được sử dụng nhiều trong các nghiên cứu về giáo dục học, Theo ông “Tự học là một quá trình mà người học tự thực hiện các hoạt động học tập, có thể cần hoặc không cần sự hỗ trợ của người khác, dự đoán được nhu cầu học tập của bản thân, xác định được mục tiêu học tập, phát hiện ra nguồn tài liệu, con người giúp ích được cho quá trình học tập, biết lựa chọn và thực hiện chiến lược học tập và đánh giá được kết quả thực hiện”.

Qua các nghiên cứu về NLTH của một số tác giả nêu trên chúng tôi đưa ra khái niệm về NLTH như sau: NLTH là khả năng của mỗi cá nhân tự thực hiện các hoạt động học tập.

1.3.2.2. Các biểu hiện của năng lực tự học

Tác giả Candy [31], ông đã liệt kê NLTH có 12 biểu hiện và phân chia thành 2 nhóm, mỗi nhóm biểu hiện của NLTH sẽ bị ảnh hưởng của tác động bên ngoài là khác nhau, dựa vào đó người dạy sẽ tác động chính vào nhóm nào để phát triển

NLTH cho người học một cách phù hợp.

Sơ đồ sau mô tả các biểu hiện về NLTH theo Candy :

Hình 1.3. Biểu hiện của NLTH

Nhóm đặc điểm bên ngoài (là phương pháp học) chủ yếu được hình thành và phát triển trong quá trình tiếp thu tri thức, vì vậy PPDH  của GV sẽ tác động mạnh mẽ đến phương phương pháp học tập của HS và tạo điều kiện để HS hình thành, phát triển NLTH.

Nhóm đặc điểm bên trong (tính cách) được hình thành và phát triển chủ yếu thông qua các hoạt động sống, trải nghiệm của mỗi cá nhân và bị chi phối nhiều bởi yếu tố tâm lí. Chính vì điều đó người dạy nên tạo môi trường học tập đa dạng để người học được trải nghiệm và kiểm chứng, đôi khi chỉ cần phản ứng đúng sai trong nhận thức hoặc nhận được lời động viên, khích lệ cũng góp phần tạo động lực để người học phấn đấu, cố gắng tự học.

Khi tìm hiểu và phân tích về NLTH mà các tác giả đã nêu và quan sát từ thực tiễn và rút ra những kĩ năng của NLTH như sau:

– Kĩ năng lập kế hoạch: Dự kiến thời gian hoàn thành một hoạt động; Lập thời gian biểu chi tiết; Phân chia công việc trong nhóm

– Kĩ năng giao tiếp xã hội: Sự kiên trì lắng nghe; Quan sát và phản biện đúng thời điểm;

– Kĩ năng tự điều chỉnh trong học tập: Xác định được nội dung cần học và nội dung chưa hiểu; Tự kiểm tra việc ghi nhớ được kiến thức học trên lớp; Hoàn thành công việc được giao; So sánh kết quả học tập ở nhiều thời điểm khác nhau và lên kế hoạch  học tập tiếp theo.

Đây là một trong những cơ sở để chúng tôi thiết kế bảng tiêu chí và mức độ đánh giá sự phát triển NLTH cho HS.

1.3.2.3. Một số biện pháp phát triển năng lực tự học cho học sinh

Căn cứ vào những biểu hiện của NLTH, các kỹ năng tự học chúng tôi nhận thấy, GV có thể can thiệp vào hoạt động học tập của HS để nâng cao NLTH cho người học theo những biện pháp sau:

-Tác động vào tâm lí lứa tuổi: Đối với HS THPT, tư duy phát triển mạnh, hoạt động trí tuệ linh hoạt và nhạy bén vì vậy vậy GV cần hướng dẫn, giúp đỡ các em tư duy một cách tích cực độc lập để phân tích đánh giá sự việc và tự rút ra kết luận cuối cùng. Việc khen chê kịp thời giúp HS hứng thú hơn trong học tập.

– Tạo môi trường học tập tích cực: Trong quá trình dạy học sự thay đổi không gian học tập phù hợp với mục tiêu giáo dục sẽ làm tăng hứng thú học tập cho HS.Vì vậy GV và cán bộ quản lý nhà trường nên tạo điều kiện cho HS có những môi trường học tập tốt thân thiện, an toàn, đủ nguồn tài liệu để  tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình lĩnh hội tri thức.

– Phương pháp dạy học của giáo viên: PPDH rất quan trong trong việc phát triểnNL nói chung, NLTH nói riêng của người học. GV có thể sử dụng nhiều PPDH tích cực như: dạy học giải quyết vấn đề, dạy học dự án,…để rèn luyện và nâng cao NLTH. Nhưng cần phải chú ý đến các hoạt động như nâng cao nhận thức, vai trò của người học; tăng cường làm việc theo nhóm để rèn luyện một số kĩ năng cho HS; xây dựng các chủ đề học tập phong phú, gần gũi với thực tiễn và vừa sức với người học; tổ chức các hoạt động học tập thông qua một bộ câu hỏi được thiết kế chu đáo và thông báo trước với HS để các em chủ động định hướng các hoạt động học tập của mình…

– Thiết kế tài liệu tự học có hướng dẫn.  

Trong khuôn khổ luận văn này, chúng tôi sử dụng tài liệu tự học có hướng dẫn (phần lí thuyết) để phát triển NLTH cho HS ở trường THPT.

1.3.3. Tổ chức cho HS học tập theo tài liệu tự học có hướng dẫn

1.3.3.1. Khái niệm về tài liệu tự học có hướng dẫn

Tự học có hướng dẫn có thể được thực hiện trực tiếp giữa thầy và trò: Thực hiện trong bài lên lớp (PP đàm thoại, PP dạy học nêu vấn đề, PP tích cực hoá hoạt động của HS…); thực hiện bằng hình thức giao nhiệm vụ, cũng có thể thực hiện gián tiếp giữa GV và HS thông qua “Tài liệu TH có hướng dẫn”. Tài liệu TH có hướng dẫn là tài liệu được biên soạn theo những đặc trưng và cấu trúc của một bài dạy. Tài liệu có thể được phân thành nhiều loại: theo nội dung lí thuyết hoặc theo nội dung bài tập[20, 24]

1.3.3.2. Tài liệu tự học có hướng dẫn với nội dung lý thuyết

Sách giáo khoa hóa học được coi là một trong những nguồn cung cấp tri thức cơ bản cho HS và là phương tiện để GV tổ chức các hoạt động dạy học nhằm nâng cao chất lượng kiến thức, rèn luyện khả năng TH, tự lĩnh hội kiến thức cho HS. SGK hóa học ở nước ta hiện nay là tài liệu được văn bản hóa có chứa đựng: mục tiêu, ND và PP dạy học, tuy nhiên SGK thường chỉ trình bày kiến thức mà không có những chỉ dẫn về phương pháp hoạt động để dẫn đến kiến thức, để hình thành kĩ năng  bởi vậy HS rất bị động. Để khắc phục tình trạng đó tài liệu hướng dẫn tự học ngoài việc trình bày nội dung kiến thức, còn hướng dẫn cả cách thức hoạt động để phát hiện vấn đề, thu thập và xử lí thông tin, rút ra kết luận, kiểm tra và đánh giá kết quả.

Với tài liệu TH có hướng dẫn trong đề tài này, ngoài những nguyên tắc chung về việc xây dựng ND, cấu trúc chương trình hoá học THPT, việc thiết kế tài liệu cho HS chúng tôi đã đặc biệt chú ý các nguyên tắc sau: Đảm bảo tính chính xác, khoa học, phù hợp về nội dung kiến thức với đối

Các thầy cô cần file liên hệ với chúng tôi tại fanpage facebook O2 Education

Hoặc xem nhiều SKKN hơn tại:  Tổng hợp SKKN môn hóa học cấp THPT

Hoặc xem thêm các tài liệu khác của môn hóa

• Phương pháp tư duy dồn chất xếp hình giải bài tập hóa học hữu cơ
• Tổng hợp đề thi môn hóa của bộ giáo dục từ năm 2007 đến nay
• Tổng hợp các phương pháp giải bài tập môn hoá học
• Tổng hợp giáo án chủ đề STEM trong môn hóa học