SKKN Sử dụng thí nghiệm lượng nhỏ trong dạy và học hóa phần vô cơ lớp 11

SKKN Sử dụng thí nghiệm lượng nhỏ trong dạy và học hóa phần vô cơ lớp 11

BÁO CÁO SÁNG KIẾN

 

I.       ĐIỀU KIỆN HOÀN CẢNH TẠO RA SÁNG KIẾN

Hoá học là môn khoa học thực nghiệm vì vậy, thí nghiệm hóa học ngày càng được sử dụng rộng rãi và đóng góp hiệu quả cho chất lượng dạy và học hóa học. Thí nghiệm hóa học được sử dụng đa dạng với nhiều hình thức tổ chức và phương pháp dạy học khác nhau, có vai trò quan trọng trong:

+ Hình thành khái niệm, tính chất hoá học mới , ôn tập, củng cố, kiểm tra kiến thức thông qua thí nghiệm hoá học bằng cách giải các bài tập thực nghiệm về phân biệt chất cho trước, điều chế và thử tính chất các chất.

+ Rèn kĩ năng thực hành hoá học: Lấy các chất, cân, đong hoá chất, lắp ráp dụng cụ, hoà tan chất, đun nóng chất, thông qua thực hành thực hiện các thí nghiệm kiểm tra tính chất đã học trong các bài thực hành hoá học.

Hiện nay, hạn chế ở Việt Nam và một số nước đang phát triển, kém phát triển trên thế giới trong việc giảng dạy các môn khoa học là thiếu tính thực nghiệm, thuần lý thuyết, từ đó làm cho môn học thiếu phần thú vị, nặng nề kiến thức hàn lâm, xa rời thực tế và không kích thích được tư duy sáng tạo của người học.

Các nguyên nhân được biết đến là do:

+ Thiếu kinh phí đầu tư cho trang thiết bị, hóa chất, các vấn đề xử lý chất thải, đồng thời phải xây dựng các phòng thí nghiệm để thực hiện.

+ Giáo viên cần nhiều thời gian chuẩn bị cho bài giảng thực nghiệm, cần tính toán đến vấn đề an toàn khi tiến hành thí nghiệm.

+ Học sinh chưa được trang bị đầy đủ năng lực thực hành cần thiết

Từ những lí do trên tôi chọn đề tài: “Sử dụng thí nghiệm lượng nhỏ trong dạy và học hóa phần vô cơ lớp 11” để nghiên cứu với mong muốn góp phần vào việc thay đổi cách nghĩ cách làm của giáo viên và học sinh, thực sự đưa thí nghiệm hóa học thành công cụ hữu hiệu, gần gũi, thiết thực, loại bỏ các nguyên nhân làm thí nghiệm hóa học xa rời bài giảng đã đề cập ở trên, giúp thầy và trò đạt được mục tiêu giáo dục.

 

 

II.   MÔ TẢ GIẢI PHÁP

A.    Mô tả giải pháp trước khi tạo ra sáng kiến

Nhiều năm qua, việc sử dụng thí nghiệm trong dạy và học hóa ở các trường phổ thông nhìn chung còn mang tính hình thức; chưa chú trọng đến hiệu quả thiết thực giúp học sinh đạt được các năng lực thực hành cần thiết.

Trong bộ sách giáo khoa hiện hành, thí nghiệm hóa học được lồng ghép ở các bài hình thành kiến thức mới, ở hệ thống các bài thực hành cuối mỗi chương nhưng do điều kiện cơ sở vật chất ở các trường còn hạn chế, nhất là các trường nông thôn làm cho học sinh ít có cơ hội được tự tay thực hiện thí nghiệm. Ngay cả bản thân giáo viên, dẫu nắm rõ được vai trò của thí nghiệm trong dạy học hóa học song đôi khi do việc chuẩn bị dụng cụ thí nghiệm cầu kì, tốn thời gian, đưa được thí nghiệm từ phòng thực hành lên trên lớp hay tổ chức cho một lớp khoảng 40 học sinh làm thực hành trong phòng thí nghiệm rất vất vả tốn kém, nên việc sử dụng thí nghiệm càng trở nên ít hơn.

Thực tế đó dẫn đến sự lãng phí rất lớn nguồn học liệu quan trọng được đầu tư cho các trường học, không tận dụng được những hiệu quả tuyệt vời mà thí nghiệm hóa học mang lại cho việc dạy và học hóa, khiến cho môn hóa học trong mắt học sinh chỉ còn những chuỗi phương trình, những tính toán nặng nề máy móc, học sinh thiếu đi những kĩ năng thực hành cơ bản. Mặt khác các phòng thực hành không được đầu tư kĩ lưỡng hệ thống xử lý chất thải nên sau mỗi buổi thực hành, lượng hóa chất sử dụng nhiều có thể gây ô nhiễm môi trường.

Những tồn tại mà bản thân tôi gặp phải trong quá trình giảng dạy vấn đề thực hành thí nghiệm của bộ môn Hóa THPT:

Tôi đã sử dụng các thí nghiệm hóa học để tăng tính trực quan, kích thích tư duy và rèn luyện năng lực thực hành cho học sinh trong rất nhiều bài dạy. Có 2 hình thức sử dụng thí nghiệm mà tôi thường sử dụng:

Hình thức thứ nhất, chuẩn bị dụng cụ hóa chất thí nghiệm dưới phòng thực hành, sau đó đưa lên trên lớp học, giáo viên hoặc cử học sinh đại diện (đã được hướng dẫn từ trước) tiến hành làm thí nghiệm trên lớp nhằm mục đích cho cả  lớp quan sát từ đó rút ra nhận xét để kiểm chứng kiến thức đã học hoặc nghiên

 

 

cứu hình thành kiến thức mới. Với hình thức này, học sinh chỉ được quan sát vì không đủ điều kiện cho cả lớp cùng tiến hành. Việc vận chuyển dụng cụ hóa chất từ phòng thực hành lên trên lớp học cũng kèm theo nhiều nguy cơ đổ vỡ, mất an toàn. Hóa chất sử dụng xong chưa được xử lý triệt để, có thể dẫn đến nguy cơ gây ô nhiễm môi trường lớp học và xung quanh. Từ đó tạo tâm lý e ngại cho cả giáo viên và học sinh, việc sử dụng thí nghiệm trên lớp học cũng do đó mà hạn chế, không thể tiến hành thường xuyên.

Hình thức thứ hai, sử dụng thí nghiệm trong các bài thực hành. Giáo viên và học sinh chuẩn bị thí nghiệm và thao tác thí nghiệm trong phòng thực hành. Với hình thức này, lượng hóa chất thải ra sau khi 1 lớp / 1 khối / 1 trường là rất lớn. Dụng cụ hóa chất cũng không có nhiều để từng học sinh được làm thí nghiệm mà thường làm theo nhóm 3 – 4 học sinh. Sau mỗi ca thực hành, giáo viên thường phải pha thêm hóa chất bổ sung cho ca sau. Tốn kém nhiều dụng cụ hóa chất và tạo ra một lượng lớn chất thải độc hại là những nguyên nhân hạn chế số lần học sinh được đi thực hành.

B. Mô tả giải pháp sau khi có sáng kiến

CHƯƠNG 1:  THÍ NGHIỆM LƯỢNG NHỎ

  1. Thí nghiệm lượng nhỏ là gì?

Hóa học với lượng nhỏ trong tiếng Anh là Microscale chemistry ( MSC) hoặc Small – Scale chemistry (SSC). Trung tâm National Microsacle Chemistry Center được thành lập tại Merrimack College ( Massachusetts, Hoa Kỳ ) vào năm 1992 – 1993 là trung tâm đầu tiên cung cấp đào tạo hóa học lượng nhỏ cho giáo viên và các nhà hóa học ở tất cả các cấp từ tiểu học đến Đại học. Ở Mỹ và nhiều nước trên thế giới đây là môn học dành cho sinh viên năm nhất. Nhưng ở Việt Nam khái niệm hóa học lượng nhỏ còn chưa phổ biến.

Thí nghiệm lượng nhỏ là cách thực hiện các thí nghiệm hoá học giảm   lượng hóa chất đến mức tối thiểu ( khoảng 1000 lần so với cách làm thí nghiệm thông thường) nhưng vẫn có thể được tiến hành một cách hiệu quả .

 

 

Các bộ thí nghiệm gồm các dụng cụ và hóa chất được thiết kế nhỏ gọn nhưng vẫn đảm bảo khả năng thể hiện rõ hiện tượng cần quan sát và thuận lợi trong thu hồi, làm sạch sau khi tiến hành, có thể sử dụng nhiều lần.

Trong thao tác với thí nghiệm lượng nhỏ thay vì dùng 1-2ml cho mỗi ống nghiệm thì lượng hóa chất cho thí nghiệm lượng nhỏ là 1 giọt.

  1. Ưu điểm của thí nghiệm lượng nhỏ

Về mặt kinh tế: Do lượng hóa chất sử dụng ít, giúp tiết kiệm hóa chất, giảm thời gian giáo viên phải pha thêm hóa chất sau mỗi ca thực hành, tạo điều kiện để nhiều học sinh được thực hành, có thể lặp lại thí nghiệm hoặc tiến hành đồng thời nhiều thí nghiệm để so sánh.

Hóa chất thải ra ít, giúp bảo vệ môi trường, tiết kiệm chi phí xử lý chất thải, tiết kiệm không gian lưu trữ.

Dụng cụ thí nghiệm lượng nhỏ thường nhỏ gọn, giảm nguy cơ mất an toàn khi đổ vỡ, dễ vận chuyển. Dụng cụ thí nghiệm có thể được tạo nên từ việc tái chế rác thải do đó làm giảm chi phí mua dụng cụ.

Về mặt giáo dục: Vì thao tác với lượng hóa chất nhỏ nên học sinh sẽ học được cách làm việc cẩn thận, từ đó cải thiện các kỹ năng kỹ thuật đồng thời học sinh có nhiều thời gian hơn cho trao đổi và thử nghiệm nhiều lần; có cơ hội làm những thí nghiệm khó có thể triển khai ở kích thước lớn. Việc phối hợp với giáo viên cùng sáng tạo thiết kế dụng cụ thí nghiệm lượng nhỏ giúp kích thích tư duy của học sinh, giáo dục ý thức bảo vệ môi trường.

  1. Dụng cụ sử dụng trong thí nghiệm lượng nhỏ

Vấn đề quan trọng đầu tiên của thí nghiệm lượng nhỏ là cần có bộ dụng cụ thí nghiệm với màu sắc và thiết kế phù hợp cho việc làm thí nghiệm và quan sát thí nghiệm.

Do lượng hóa chất sử dụng là rất nhỏ nên các dụng cụ thí nghiệm thông thường không thể sử dụng trong thí nghiệm lượng nhỏ. Giáo viên có thể tự  chuẩn bị bộ dụng cụ thí nghiệm lượng nhỏ như sau:

 

 

  • Thẻ làm thí nghiệm:

+ Công dụng: Thẻ làm thí nghiệm có vai trò thay thế cho ống nghiệm. Mỗi học sinh có thể được cấp cho 1 tấm thẻ để tự tay tiến hành các thí nghiệm theo hướng dẫn. Khi tiến hành thí nghiệm, giọt hóa chất được nhỏ trực tiếp lên bề  mặt thẻ.

+ Ưu điểm: Đây là dụng cụ thân thiện với môi trường, dễ sử dụng, dễ chế tạo, dễ vận chuyển và bảo quản, có thể dùng trong nhiều loại thí nghiệm khác nhau.

+ Cách thiết kế: Các thẻ này có thể thiết kế trên giấy, rồi được ép plastic hoặc lồng vào trong túi nhựa… Tùy mục đích sử dụng mà giáo viên có thể thiết kế các thẻ với các ô màu đen trắng khác nhau. Ô màu trắng dùng để làm các thí nghiệm có hiện tượng kết tủa màu vàng, xanh… Ô màu đen dùng để quan sát các hiện tượng sủi bọt khí, kết tủa trắng…Trên các ô còn được đánh số để khi giáo viên hướng dẫn học sinh làm dễ dàng hơn, học sinh sẽ biết nhỏ hóa chất vào ô tròn số 20, 21…

Sau đây là 1 số mẫu thiết kế thẻ làm thí nghiệm:

 

+ Một số lưu ý trong việc thiết kế: Thẻ làm thí nghiệm phải đủ to để phù hợp với kích thước giọt nhỏ. Nếu ống nhỏ giọt tạo ra giọt kích thước lớn, có thể làm cho giọt nhỏ của 2 thí nghiệm kế bên tràn lên nhau. Kích thước thẻ tùy  thuộc vào loại ống nhỏ giọt mà giáo viên cung cấp cho học sinh.

+ Nhược điểm: Việc ép plastic bộ thẻ làm thí nghiệm cho 1 lớp là khá tốn kém, hơn nữa tùy điều kiện bảo quản rất dễ bị cong vênh, bị gấp nếp, không thể thao tác tại các khu vực bị cong vênh.

Do có những nhược điểm như trên nên giáo viên có thể tự thiết kế, tự bảo quản một bộ thẻ của riêng mình để dùng cho nhiều lớp và cần có thêm những dụng cụ khác có thể thay thế thẻ làm thí nghiệm khi cần thiết.

  • Khay 96 giếng

+ Công dụng: Khay 96 giếng cũng có vai trò thay thế cho ống nghiệm. Khay có 96 lỗ có thể tích bằng nhau (0,4ml/lỗ), tương ứng với 96 vị trí làm thí nghiệm, được đánh số để dễ dàng xác định vị trí làm thí nghiệm. Khi sử dụng, giáo viên sẽ hướng dẫn cụ thể. VD: nhỏ 1 giọt mẫu thử X lần lượt vào các lỗ 1A, 1B, 1C… Khay 96 giếng được dùng trong các trường hợp sau:

+ Dùng trong thí nghiệm mà cần thao tác trên nhiều mẫu. VD: thí nghiệm pH – chất chỉ thị axit bazơ, nhận biết dung dịch.

+ Dùng trong chuẩn độ dung dịch.

+ Ưu điểm: Khay 96 giếng dễ sử dụng, dễ bảo quản, tái sử dụng được  nhiều lần, làm được nhiều thí nghiệm cùng lúc để so sánh và tiết kiệm thời gian.

+ Cách thiết kế: Khay 96 giếng được làm bằng nhựa, phải đặt mua. Giá thành trên thị trường cho 1 khay 96 giếng khoảng từ 18.000 – 20.000 đ/ chiếc.

 

 

Hình 1.1  Khay 96 giếng Hình 1.2  Thí nghiệm  tiến hành trên khay 96 giếng

 

  • Đĩa petri

+ Công dụng: Đĩa petri là 1 đĩa nhựa trong suốt, hình tròn dùng để thay thế cho ống nghiệm. Đĩa petri thường được sử dụng trong thí nghiệm sinh học.

+ Ưu điểm: Đĩa petri dễ sử dụng, dễ bảo quản, tái sử dụng được nhiều lần, khắc phục được nhiều nhược điểm về bảo quản của thẻ làm thí nghiệm.

+ Cách thiết kế: Đĩa petri phải đặt mua với giá thị trường khoảng 9000đ/chiếc. Khi sử dụng để làm thí nghiệm hóa học, giáo viên nên thiết kế bên dưới đĩa, đặt thêm tấm thẻ thí nghiệm để dễ dàng trong việc hướng dẫn học sinh thao tác: nhỏ giọt vào ô 20, 21…

+ Nhược điểm: Do được làm bằng nhựa nên dễ bị hiện tượng đục mờ sau nhiều lần sử dụng.

Hình1.3.  Đĩa petri Hình 1.4. Đĩa petri đặt bên trên thẻ làm thí nghiệm

 

 

  • Ống nhỏ giọt

+ Công dụng: Ống nhỏ giọt là một dụng cụ hết sức quan trọng dùng để hút và nhỏ hóa chất trong thí nghiệm hóa học lượng nhỏ.

+ Ưu điểm: Dễ sử dụng và bảo quản vì được làm bằng nhựa. Khắc phục được hiện tượng nứt, cứng, hỏng của loại ống nhỏ giọt có nút bằng cao su.

+ Cách thiết kế:    Ống nhỏ giọt được đặt mua. Có nhiều loại ống   nhỏ giọt với dung tích khác nhau ( 0.5 ml – 1 ml – 3 ml – 5 ml )

+ Nhược điểm: Do được làm bằng nhựa nên dễ bị hiện tượng đục mờ sau nhiều lần sử dụng

 


Hình 1.5 Ống nhỏ giọt 0.5ml


Hình 1.6  Một số lọai ống nhỏ giọt 0.5ml, 3ml và 5ml

Hoặc xem bản đầy đủ trên google drive: TẠI ĐÂY

 

Các thầy cô cần file word 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

Leave a Comment