Phương pháp giải tốn xác định cơng thức hợp chất hữu chương trình hóa học trung học phổ thơng Nguyễn Thị Bích Phương Trường Đại học Giáo dục Luận văn Thạc sĩ ngành: Lý luận & Phương pháp dạy học; Mã số: 60 14 10 Người hướng dẫn: PGS.TS Vũ Ngọc Ban Năm bảo vệ: 2011 Abstract: Nghiên cứu cách giải tốn xác định cơng thức hợp chất hữu sách giáo khoa, sách tham khảo tài liệu ôn luyện khác Nghiên cứu thực tiễn việc giải toán xác định công thức hợp chất hữu học sinh trung học phổ thơng (THPT) Trình bày phương pháp chung giải tốn xác định cơng thức hợp chất hữu Tiến hành điều tra thực trạng học tập phần hố học hữu nói chung việc giải tốn xác định cơng thức hợp chất hữu nói riêng học sinh trường THPT thực nghiệm sư phạm Keywords: Phương pháp giảng dạy; Mơn hóa học; Trung học phổ thơng; Phương pháp giải toán; Hợp chất hữu Content MỞ ĐẦU Lí chọn đề tài Bài tốn hố học có vị trí quan trọng q trình giảng dạy học tập mơn hố học Đó vừa mục tiêu, vừa nội dung, vừa phương pháp giảng dạy hữu hiệu … Nó cung cấp cho học sinh kiến thức, niềm say mê mơn học mà cịn giúp cho học sinh phát triển trí tuệ cách sáng tạo Bài tốn hố học minh hoạ làm xác kiến thức học; đường nối liền kiến thức thực tế lý thuyết; phương tiện để củng cố, đào sâu, ôn luyện, kiểm tra, đánh giá việc nắm bắt kiến thức giúp cho học sinh động, sáng tạo học tập, phát huy khả suy luận tích cực học sinh Trong hoá học hữu cơ, tốn xác định cơng thức hợp chất hữu tốn chủ đạo, xun suốt chương trình Hiện nay, có nhiều sách tham khảo lý thuyết tập dành cho học sinh phổ thông luyện thi đại học, cao đẳng … tác giả đưa nhiều phương pháp giải dựa vào thành phần phần trăm nguyên tố, tính trực tiếp từ khối lượng sản phẩm đốt cháy, phương pháp xác định tỉ lệ ngun tố, tính khối lượng mol trung bình, xác định công thức dựa vào phản ứng đặc trưng … làm cho học sinh cảm thấy lúng túng, khó tiếp thu sử dụng trước số lượng toán hoá học lớn, với nhiều thể loại khác mà thời gian học tập học sinh lại không nhiều Gần sách “Phương pháp chung giải tốn hố học trung học phổ thơng” tác giả tổng kết đưa phương pháp chung giải tốn hố học Đó phương pháp dựa vào quan hệ số mol chất phản ứng dựa vào công thức biểu thị quan hệ số mol chất với đại lượng thường gặp khối lượng, thể tích, nồng độ … chất Quan hệ số mol chất phản ứng dễ dàng thiết lập viết phương trình hố học, cịn số cơng thức cần thiết phải nhớ giải tốn hố học khơng nhiều (khoảng 4-5 cơng thức chính) việc giải tốn hoá học theo phương pháp đơn giản dễ dàng học sinh Vì vậy, chúng tơi chọn đề tài “ Phƣơng pháp giải tốn xác định cơng thức hợp chất hữu chƣơng trình hố học trung học phổ thơng ”, với mục đích áp dụng phương pháp giải tốn hố học nêu vào việc giải toán xác định cơng thức hợp chất hữu Mục đích nghiên cứu Đưa cho học sinh phương pháp chung, đơn giản thuận tiện để giải toán xác định công thức hợp chất hữu chương trình hố học THPT Nhiệm vụ nghiên cứu - Nghiên cứu cách giải tốn xác định cơng thức hợp chất hữu sách giáo khoa, sách tham khảo tài liệu ôn luyện khác - Nghiên cứu thực tiễn việc giải toán xác định công thức hợp chất hữu học sinh THPT - Đưa phương pháp chung giải tốn xác định cơng thức hợp chất hữu - Tiến hành điều tra thực trạng học tập phần hố học hữu nói chung việc giải tốn xác định cơng thức hợp chất hữu nói riêng học sinh trường THPT đợt thực tập sư phạm Khách thể đối tƣợng nghiên cứu - Khách thể nghiên cứu: Chương trình hố học THPT - Đối tượng nghiên cứu: Các tốn xác định cơng thức hợp chất hữu chương trình hố học THPT Phạm vi nghiên cứu - Phạm vi nội dung: Các toán xác định công thức hợp chất hữu thuộc chương trình THPT - Phạm vi đối tượng: Học sinh lớp 11 - ban nâng cao hai trường: trường THPT Chuyên Hùng Vương, trường THPT Công Nghiệp Việt Trì - Phạm vi thời gian: + Thời gian tiến hành nghiên cứu tháng 1/2011 + Thời gian thực nghiệm sư phạm từ tháng 01 /2011 đến tháng 12 /2011 Giả thuyết khoa học Việc sử dụng phương pháp giải toán xác định cơng thức hợp chất hữu giúp học sinh có phương pháp tư giải toán hoá học thống nhất, dễ hiểu dễ vận dụng, giúp em giải tốn hố học tốt hơn, góp phần nâng cao chất lượng dạy học mơn hố học trường phổ thông Phƣơng pháp nghiên cứu Sử dụng phối hợp phương pháp nghiên cứu sau: * Nhóm phương pháp nghiên cứu lí thuyết * Nhóm phương pháp nghiên cứu thực tiễn * Phương pháp thống kê tốn học Đóng góp đề tài - Về mặt lí luận: Đưa phương pháp chung để giải tốn hóa học trường THPT - Về mặt thực tiễn: Xây dựng hệ thống tập xác định công thức hợp chất hữu làm tư liệu cho giáo viên, học sinh tham khảo, sử dụng trình dạy học hóa học trường THPT Cấu trúc luận văn Ngoài phần mở đầu, kết luận, phần phụ lục, tài liệu tham khảo, luận văn gồm chương: Chương 1: Cơ sở lí luận thực tiễn phương pháp giải tốn xác định cơng thức hợp chất hữu Chương 2: Phương pháp giải tốn xác định cơng thức hợp chất hữu điển hình Chương 3: Thực nghiệm sư phạm Chƣơng 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA PHƢƠNG PHÁP GIẢI CÁC BÀI TỐN XÁC ĐỊNH CƠNG THỨC HỢP CHẤT HỮU CƠ 1.1 Bài tập hóa học tốn xác định công thức hợp chất hữu 1.1.1 Tầm quan trọng tập hoá học Bài tập hoá học giúp học sinh hiểu cách xác khái niệm hoá học, nắm chất khái niệm học  Tạo hội cho học sinh có điều kiện để rèn luyện, củng cố khắc sâu kiến thức hoá học bản, hiểu mối quan hệ nội dung kiến thức  Bài tập hố học góp phần hình thành kĩ năng, kĩ xảo cần thiết học  sinh, giúp họ sử dụng ngôn ngữ hoá học đúng, chuẩn xác  Bài tập hoá học giúp học sinh động, sáng tạo học tập, phát huy khả suy luận tích cực học sinh hình thành phương pháp tự học hợp lí  Bài tập hố học phương tiện kiểm tra, đánh giá kiến thức, kĩ học sinh cách xác  Bài tập hố học giúp giáo dục đạo đức cho học sinh rèn luyện tính kiên nhẫn, tác phong cách làm việc khoa học, giáo dục lịng u thích mơn hố học 1.1.2 Xu hướng phát triển tập hoá học giai đoạn Xu hướng phát triển tập hoá học hướng đến rèn luyện khả vận dụng kiến thức, phát triển khả tư hoá học cho học sinh mặt: lí thuyết, thực hành ứng dụng Những tập có tính chất học thuộc câu hỏi lí thuyết giảm dần mà thay câu hỏi địi hỏi tư duy, tìm tịi, sáng tạo 1.1.3 Tình hình chung việc giải tốn hố học Hiện bên cạnh sách giáo khoa cịn có nhiều sách tham khảo lí thuyết tập hoá học dành cho học sinh THPT Các tài liệu góp phần làm phong phú, đa dạng thêm nhiều kiến thức lí thuyết thể loại tập phương pháp giải tập khác cho học sinh Tuy nhiên việc đưa nhiều câu hỏi lí thuyết tập, đưa nhiều cách cách phân loại phương pháp giải toán Hoá làm cho học sinh lúng túng Với tốn xác định cơng thức hợp chất hữu nói riêng, em cịn phải lựa chọn công thức hợp chất hữu hợp lí để viết phương trình phản ứng, phải chọn cách giải phương trình thiết lập thích hợp với tốn hữu có số phương trình lập ẩn số … 1.2 Phƣơng pháp chung giải tốn hóa học 1.2.1 Những cơng thức cần thiết giải toán hoá học Muốn chuyển đổi đại lượng nồng độ, thể tích, khối lượng chất số mol chất ta sử dụng cơng thức chính: STT Cơng thức m = M.n Số mol chất V0 = n.22,4 n n m M V0 22,4 CM  C%  nct V (l ) nct = V.CM mct mct 100%  100%C %.mdd  C %.V d mdd Vdd d n  100%.M 100%.M Chú ý: Trong công thức đơn vị thể tích ml, khối lượng riêng g/ml Áp dụng công thức với hỗn hợp chất Giả sử hỗn hợp gồm chất khối lượng m1, m2 có khối lượng mol M1, M2 số mol n1, n2 ta có mhh  n1.M  n2.M nhh  n1  n2 Mhh  mhh n1.M  n 2.M  nhh n1  n 1.2.2 Quan hệ số mol chất phương trình hóa học Ví dụ Xét phản ứng: Ta có: aA + bB nA nB nC nD    a b c d → nA  a a a b b b n B = n C  n D ; nB = n A  n C  n D ; v.v… b c d a c d Nghĩa là, với phản ứng: Ta có: → cC + dD nX = x nY y xX + … = yY + … nY = y nX x Ví dụ Xét dãy biến hoá sau: 2A + 5B → C + 3D (1) 3C + E → 2G + 4H (2) 2H + 3I → 5K + 3M (3) Giả thiết phản ứng xảy hoàn toàn Hãy thiết lập quan hệ số mol chất tham gia phản ứng thí dụ nK nA, nB nM? Lời giải Theo phản ứng (3), (2), (1) ta có: nK  nH ; nH  nC ; nC  nA Suy ra: nK  5 nA  nA 3 Tương tự, để thiết lập quan hệ nB nM ta xuất phát từ chất B xét quan hệ B M bắc cầu qua chất trung gian C H ta có: nB  5.nC ; nC  nH ; nH  nM Suy ra: nB  nM  nM 4 1.2.3 Phương pháp chung giải toán hố học Theo trên, tốn hố học chia làm hai loại:  Các toán liên quan đến phản ứng chất qua giai đoạn hay dãy biến hoá  Các toán liên quan đến phản ứng hỗn hợp chất Các toán gọi toán “hỗn hợp”, cịn tốn liên quan đến phản ứng chất gọi toán “khơng hỗn hợp” 1.2.3.1 Đối với loại tốn “ khơng hỗn hợp” Phương pháp giải tốn loại lập biểu thức tính đại lượng mà tốn địi hỏi dựa vào quan hệ số mol “chất cần tính tốn” số mol “chất có số liệu cho trước” dựa vào cơng thức để giải 1.2.3.2 Đối với loại tốn “hỗn hợp” Phương pháp giải đặt ẩn số, lập phương trình giải phương trình để suy địi hỏi tốn  Ẩn số thường đặt số mol chất hỗn hợp  Các phương trình thiết lập cách biểu thị mối quan hệ số liệu cho (sau đổi số mol, được) với ẩn số  Giải phương trình xác định ẩn số, dựa vào suy địi hỏi khác toán Chúng ta nhận thấy cách giải toán „khơng hỗn hợp” tốn “hỗn hợp” có điểm khác nhau, chúng thống chỗ dựa vào quan hệ số mol chất phản ứng công thức biểu thị quan hệ số mol chất với khối lượng, thể tích, nồng độ chất Đó nội dung phương pháp chung giải toán hoá học * * * * * * Hiện hình thức kiểm tra trắc nghiệm khách quan ngày phổ biến Đặc điểm loại hình kiểm tra số lượng câu hỏi nhiều thời gian làm ngắn Với số tập ta áp dụng cách giải nhanh để giải Riêng với hóa hữu có hai cách giải sử dụng nhiều định luật bảo toàn khối lượng định luật bảo toàn nguyên tố 1.3 Áp dụng phƣơng pháp chung giải tốn hóa học để giải tốn xác định cơng thức hợp chất hữu 1.3.1 Phương pháp chung giải tốn xác định cơng thức hợp chất hữu Các tốn Hố học, có tốn xác định công thức hợp chất hữu giải theo phương pháp chung nêu Cụ thể, để xác định công thức chất hữu cần đặt số mol chất a, b, c … thiết lập quan hệ số liệu cho (sau đổi số mol chất, được) với a, b, c … giải phương trình suy công thức hợp chất hữu Trong trường hợp chất hữu chất khí thay a, b, c … V1, V2, V3 … giải toán nêu 1.3.2 Các ý giải toán xác định công thức hợp chất hữu 1.3.2.1 Vấn đề lựa chọn công thức tổng quát chất hữu Đối với tốn xác định cơng thức hợp chất hữu việc lựa chọn hợp lí công thức tổng quát chất hữu để viết phương trình phản ứng vơ quan trọng Thí dụ, cơng thức tổng qt rượu mạch hở viết R(OH) m, CxHy(OH)m, CnH2n+2-2k-m(OH)m (với k số liên kết П mạch C) Cả cách viết đúng, chọn cách viết hợp lí điều cịn tuỳ thuộc vào đề phản ứng cần phải viết loại phản ứng Trong trường hợp biết rõ rượu cần xác định công thức no (k = 0), đơn chức (m = 1), no, đơn chức (k = 0, m = 1) … nên chọn cơng thức CnH2n+2-2k-m(OH)m với giá trị k, m tương ứng để viết phản ứng Cịn trường hợp chưa rõ rượu thuộc lọai cơng thức chọn cần viết phản ứng cộng rượu chưa no với H 2, Br2… Để viết phản ứng rượu với kim loại kiềm viết phản ứng este hố chọn cơng thức R(OH)m, cịn để viết phản ứng cháy chọn công thức CxHy(OH)m gọn cần dùng công thức CxHyOz Đối với hidrocacbon dẫn xuất hidrocacbon khác anđehit, axit cacboxylic, este … cách chọn cơng thức tổng qt hợp lí để viết phản ứng tương tự Riêng este, công thức tổng quát este tạo thành axit đa chức R(COOH) n rượu đa chức R‟(OH) m Rm(COO)n.mR‟n Công thức phức tạp để viết phản ứng este ta thường tách thành số trường hợp riêng, trường hợp este axit đơn chức với rượu đa chức (RCOO)mR‟, este axit đa chức với rượu đơn chức R(COOR‟)n … để xét trường hợp dẫn đến kết hợp lí Thơng thường với tốn xác định cơng thức este dạng phức tạp người ta xét công thức axit rượu trước từ xác định công thức este … 1.3.2.2 Giải tốn xác định cơng thức hợp chất hữu số phương trình lập số ẩn số toán hỗn hợp chất hữu loại Nhiều toán hỗn hợp, đặc biệt tốn hỗn hợp chất hữu cơ, thường có số phương trình lập số ẩn số Trong trường hợp để giải hệ phương trình vơ định có phương pháp chính, là:  Giải kết hợp với biện luận, dựa vào điều kiện ẩn số: Ví dụ, ẩn số số mol chất chúng phải ln ln dương, ẩn số số nguyên tử cacbon (n) chất hữu n phải nguyên, dương Với hidrocacbon chất khí n ≤ 4, với rượu chưa no n ≥ … Dựa vào điều kiện giải hệ phương trình vơ định giải tốn  Giải dựa vào việc tính khối lượng mol trung bình hỗn hợp: Ví dụ, với hỗn hợp gồm hai chất 2: M hh Tính M = hh m hh n M  n2 M = 1 n1  n2 n hh giải bất đẳng thức M1 < M hh < M2 giải hệ phương trình vơ định Phương pháp thường áp dụng với toán mà khối lượng hỗn hợp biết số mol hỗn hợp biết tính tốn, đặc biệt với tốn hỗn hợp chất liên tiếp dãy đồng đẳng Với toán hỗn hợp chất loại, có phản ứng xảy tương tự nhau, hiệu suất phản ứng … thay hỗn hợp chất có cơng thức phân tử trung bình để giải Thí dụ, hỗn hợp gồm chất loại Cx1Hy1Oz1, số mol b Cx2Hy2Oz2 số mol c thay chất có cơng thức phân tử trung bình là: C x H y O z , với số mol a Ở đây: a = b + c x (số nguyên tử C trung bình) = y (số nguyên tử H trung bình) = x1b  x c bc y1b  y c … bc Khi số ẩn số tốn giảm xuống việc giải toán trở nên thuận lợi nhanh gọn Đây phương pháp hiệu để giải toán hỗn hợp (các chất loại) số phương trình lập số ẩn số Chƣơng : PHƢƠNG PHÁP GIẢI CÁC BÀI TỐN XÁC ĐỊNH CƠNG THỨC HỢP CHẤT HỮU CƠ ĐIỂN HÌNH 2.1 Các tốn xác định cơng thức hiđrocacbon 2.1.1 Các tốn liên quan đến phản ứng cháy hiđrocacbon ] 2.1.2 Các toán liên quan đến phản ứng đặc trưng hiđrocacbon 2.1.2.1 Phản ứng 2.1.2.2 Phản ứng cộng 2.1.2.3 Phản ứng nhiệt phân, phản ứng crackinh 2.2 Các toán xác định công thức dẫn xuất hiđrocacbon 2.2.1 Dẫn xuất chứa oxi 2.2.1.1 Các toán liên quan đến phản ứng cháy dẫn xuất chứa oxi 2.2.1.2 Các toán liên quan đến phản ứng đặc trưng dẫn xuất chứa oxi 2.2.2 Dẫn xuất chứa nitơ 2.2.2.1 Các toán liên quan đến phản ứng cháy dẫn xuất chứa nitơ 2.2.2.2 Các toán liên quan đến phản ứng đặc trưng dẫn xuất chứa nitơ 2.3 Lựa chọn sử dụng tốn hóa học dạy học hóa học 2.3.1 Sử dụng tốn hóa học việc hình thành kiến thức Ví dụ Khi dạy Amino Axit để hình thành kiến thức tính chất hóa học amino axit dựa kiến thức cũ học axit cacboxylic amin, giáo viên sử dụng tốn sau trước bắt đầu giảng Cho 0,02 mol hợp chất hữu X có CTTQ R(NH2)x(COOH)y tác dụng vừa đủ với 200 ml dung dịch HCl 0,1M thu 3,67 gam muối khan Mặt khác 0,02 mol X tác dụng vừa đủ với 40 gam dung dịch NaOH 4% Công thức X A (H2N)2C3H5COOH B H2NC2H3(COOH)2 C H2NC3H6COOH D H2NC3H5(COOH) HS vận dụng tính chất nhóm chức – COOH tác dụng với NaOH, tính chất nhóm chức - NH2 tác dụng với dung dịch HCl để giải toán dựa theo phương pháp chung giải tốn hóa học hướng dẫn Sau giải xong toán HS kết luận tính chất hóa học Amino Axit tính lưỡng tính, kiến thức hợp chất nghiên cứu 2.3.2 Sử dụng tốn hóa học để vận dụng, củng cố kiến thức kĩ Ví dụ: Luyện tập tính chất Ankan xicloankan Để giúp học sinh hiểu nắm vững kiến thức cấu trúc, danh pháp tính chất hóa học hiđrocacbon no, giáo viên sử dụng tốn xác định cơng thức hợp chất hữu biên soạn dạng: phản ứng đốt cháy Ankan xicloankan; phản ứng halogen vào hiđrocacbon no; phản ứng nhiệt phân, phản ứng crackinh mức độ nhận thức khác 2.3.3 Sử dụng tốn hóa học nhằm kiểm tra, đánh giá mức độ vận dụng kiến thức học sinh Chúng xây dựng số kiểm tra viết 15 phút tiết sử dụng toán biên soạn Cụ thể sau: đề kiểm tra 15 phút đề kiểm tra 45 phút phụ lục Các câu hỏi xây dựng theo mức độ: Mức độ biết; Mức độ hiểu; Mức độ vận dụng ; Mức độ vận dụng sáng tạo GV sử dụng kiểm tra để đánh giá kiến thức, kĩ học sinh Qua kết kiểm tra, GV cho học sinh thiếu sót, lỗ hổng kiến thức đồng thời có kế hoạch bổ sung trình dạy học Chƣơng 3: THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM 3.1 Mục đích nhiệm vụ thực nghiệm sƣ phạm 3.1.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm ( TNSP) - Thực nghiệm sư phạm nhằm khẳng định mục đích nghiên cứu đề tài thiết thực, khả thi, đáp ứng yêu cầu nâng cao chất lượng dạy học học sinh THPT - Đối chiếu kết lớp TN với kết lớp ĐC để đánh giá khả áp dụng phương pháp đề xuất vào q trình dạy học hóa học 3.1.2 Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm - Lựa chọn nội dung địa bàn thực nghiệm sư phạm - Soạn thảo giáo án dạy, đề kiểm tra theo nội dung đề tài - Chấm điểm kiểm tra thu thập số liệu phân tích kết TNSP - Đánh giá hiệu đề tài qua việc sử dụng hệ thống tập phương pháp giải Chương 8: Dẫn xuất halogen – ancol – phenol (SGK Hóa học nâng cao lớp 11) 3.2 Quá trình tiến hành thực nghiệm sƣ phạm 10 Chúng tiến hành công việc sau: 3.2.1 Chuẩn bị cho trình thực nghiệm 3.2.1.1 Tìm hiểu đối tượng thực nghiệm Chọn lớp thực nghiệm, đối chứng, giáo viên dạy: Trường Giáo viên dạy Lớp TN Lớp ĐC (số HS) (số HS) Trường THPT Chun Hùng Nguyễn Thị Bích 11 Lý 11 Tốn Tin Vương Phương (35) (35) Trường THPT Công Nghiệp Việt Phan Văn Duẩn 11A1 (45) 11 A2 (45) Trì 3.2.1.2 Thiết kế chương trình thực nghiệm Chúng tơi trao đổi, thảo luận với GV nội dung phương pháp TN 3.2.2 Tiến hành thực nghiệm 3.2.2.1 Tiến hành soạn giáo án giảng dạy - Giáo án dạy sử dụng phương pháp giải tốn xác định cơng thức hợp chất hữu dạy lớp TN Giáo viên photo phần phương pháp chung giải toán hóa học THPT phần phương pháp giải tốn xác định công thức hợp chất hữu ( từ trang đến trang 32 luận văn) phát cho em lớp thực nghiệm đọc trước sau dùng tiết học để trao đổi với em - Giáo án soạn theo truyền thống dạy lớp ĐC - Phương tiện trực quan sử dụng lớp TN lớp ĐC 3.2.2.2 Tiến hành kiểm tra lớp thực nghiệm đối chứng - Kiểm tra đầu vào trước trình TNSP lớp TN ĐC ( Bài số ) - Bài kiểm tra 15 phút trình TNSP ( Bài số 2) - Bài kiểm tra 45 phút thực kết thúc đợt TNSP ( Bài số 3) - Các đề kiểm tra sử dụng lớp thực nghiệm lớp đối chứng, biểu điểm giáo viên chấm ( Các đề kiểm tra phụ lục 2) 3.2.3 Kết kiểm tra Sau kiểm tra, chấm kết kiểm tra thống kê theo bảng sau: 11 Bảng số 3.1 Kết kiểm tra Trường Số HS đạt điểm Xi tượng KT 10 0 0 11 0 0 6 12 5 0 0 11 0 0 3 12 0 0 8 10 3 0 0 9 1 0 10 11 0 10 10 0 0 15 0 11 10 2 0 11 10 3 Hùng 11 L Bài Chuyên Đối THPT Lớp 0 14 8 TN (35) Vƣơng 11 TT ĐC (35) Cơng Nghiệp 11 A1 Việt Trì (45) 11 A2 (45) TN ĐC 3.2.4 Xử lý kết thực nghiệm sư phạm Kết kiểm tra xử lý phương pháp thống kê toán học theo thứ tự sau: Lập bảng phân phối: tần số, tần suất, tần suất luỹ tích Vẽ đồ thị đường luỹ tích từ bảng phân phối tần suất luỹ tích Tính tham số đặc trưng thống kê * Điểm trung bình cộng: k n x  n x   nk xk X 1 2  n1  n2   nk n x 1 i 1 n Trong : ni tần số giá trị xi n số học sinh tham gia thực nghiệm * Phương sai S2 độ lệch chuẩn S : Là tham số đo mức độ phân tán số liệu quanh giá trị trung bình cộng: 12 S2= k  ni (xi  X )2 n-1 i=1 ; S= S2 Trong đó:n số học sinh nhóm thực nghiệm Giá trị S nhỏ chứng tỏ số liệu bị phân tán * Hệ số biến thiên V: V  S 100% X Nếu V nằm khoảng 10-30% độ dao động tin cậy * Sai số tiêu chuẩn ε :ε = S/ n - Khi bảng số liệu có giá trị X ta tính độ lệch chuẩn S, nhóm có độ lệch chuẩn S bé nhóm có chất lượng tốt - Khi bảng có số liệu X khác so sánh mức độ phân tán số liệu hệ số biến thiên V Nhóm có V nhỏ nhóm có chất lượng đồng Để so sánh lập bảng tần số, tần suất, tần suất luỹ tích vẽ đường luỹ tích cho kiểm tra khối thực nghiệm khối đối chứng với nguyên tắc: đường luỹ tích tương ứng bên phải phía có chất lượng tốt ngược lại đường luỹ tích bên trái phía chất lượng thấp Để phân loại chất lượng học tập HS, lập bảng phân loại: - Loại giỏi: HS đạt điểm từ đến10 - Loại : HS đạt điểm từ đến - Loại trung bình: HS đạt điểm từ đến - Loại yếu kém: HS đạt điểm từ trở xuống 13 Bảng 3.2: Tổng hợp kết kiểm tra đầu vào lớp TN ĐC ( Bài số ) Lớp Đối Số tƣợng HS Điểm Số học sinh đạt điểm Xi 10 TB 11L TN 35 0 0 11 7.6 11TT ĐC 35 0 0 3 12 7.63 11A1 TN 45 0 10 11 6.69 11A2 ĐC 45 0 11 10 6.62 Qua kiểm tra đầu vào ( kiểm tra số 1) chúng tơi nhận thấy trình độ học sinh tương đương lớp thực nghiệm (TN) lớp đối chứng (ĐC) Đây điều kiện tốt để đánh giá chất lượng tiếp thu kiến thức học sinh sử dụng phương pháp giải tốn xác định cơng thức hợp chất hữu dạy lớp TN thông qua kiểm tra số số Bảng 3.3: Tổng hợp kết thực nghiệm sư phạm Bài Lớp KT Số học sinh đạt điểm Xi Số Hs Điểm 10 TB TN 0 16 11 22 12 10 7.46 80 0 14 18 16 17 6.74 TN 80 0 0 11 24 18 10 7.25 ĐC 80 0 11 23 17 16 6.66 TN 160 0 13 27 35 40 22 16 7.36 ĐC Tổng ĐC 80 160 0 25 41 33 33 12 6.7 Từ bảng 3.3 ta tính phần trăm số học sinh đạt điểm Xi trở xuống bảng 3.4 14 Bảng 3.4: % số học sinh đạt điểm Xi trở xuống Lớp Bài KT % số học sinh đạt điểm Xi trở xuống Số HS 2 100 72.5 87.5 100 TN 0 1.25 11.25 31.25 45 ĐC 80 0 1.25 6.25 23.75 46.25 66.25 87.5 95 100 TN 80 0 0 13.75 27.5 57.5 80 92.5 100 ĐC 80 80 0 1.25 6.25 20 48.75 70 90 97.5 100 3.75 Bảng 3.5: Tổng hợp phân loại kết học tập Bài KT Đối tượng Phân loại kết học tập (%) Yếu, TB Khá Giỏi TN (80) 26.25 41.25 27.5 ĐC ( 80) 6.25 40 41.25 12.5 TN ( 80) 3.75 23.75 52.5 20 ĐC(80) 6.25 42.5 41.25 10 Phân tích kết thực nghiệm 3.2.6.1 Phân tích định tính kết thực nghiệm sư phạm -Trong học lớp thực nghiệm HS sôi nổi, hứng thú tham gia vào hoạt động học tập nắm vững kiến thức hơn, vận dụng vào giải vấn đề học tập nhanh so với học sinh lớp đối chứng - Các GV tham gia dạy thực nghiệm khẳng định dạy học sử dụng phương pháp chung giải tốn hóa học THPT có tác dụng giúp em học sinh có phương pháp chung đơn giản, thuận tiện để giải tất tốn hóa học THPT Từ đó, em HS khơng cảm thấy lúng túng phương pháp giải trước số lượng lớn tập hóa học 3.2.6.2 Phân tích định lượng kết thực nghiệm sư phạm 1) Tỉ lệ học sinh yếu, kém, trung bình, giỏi Qua kết thực nghiệm sư phạm trình bày bảng 3.5 hình 3.3; 3.4 cho thấy chất lượng học tập học sinh khối lớp TN cao học sinh khối lớp ĐC, thể hiện: - Tỉ lệ phần trăm (%) HS yếu kém, trung bình khối TN thấp khối ĐC ( thể qua biểu đồ hình cột) - Tỉ lệ phần trăm(%) HS giỏi khối TN cao khối ĐC (thể qua 15 biểu đồ hình cột) 2) Đường luỹ tích Đồ thị đường luỹ tích khối TN ln nằm phía bên phải phía đường luỹ tích khối ĐC Điều cho thấy chất lượng lớp TN tốt đồng lớp ĐC ( Hình 3.1 3.2) 3) Giá trị tham số đặc trưng - Điểm trung bình cộng HS khối TN cao khối ĐC - Dựa vào bảng 3.6 giá trị S V lớp TN thấp lớp ĐC chứng tỏ chất lượng lớp TN tốt so với lớp ĐC - V nằm khoảng 10-30% , kết thu đáng tin cậy 4) Độ tin cậy số liệu Để đánh giá độ tin cậy số liệu so sánh giá trị X lớp TN ĐC chuẩn Student t TN  XY fx S  fy S x y nx  ny nx  ny  nx ny Trong đó: n số học sinh lớp thực nghiệm X điểm trung bình cộng lớp TN Y điểm trung bình cộng lớp ĐC S S phương sai lớp TN lớp ĐC y x nx ny tổng số HS TN lớp ĐC với xác suất tin cậy  số bậc tự f = nx + ny - Tra bảng phân phối Student để tìm t  ,f Nếu tTN > t  ,f khác hai nhóm có ý nghĩa Cịn t TN < t  ,f khác hai nhóm khơng có ý nghĩa ( nguyên nhân ngẫu nhiên) Phép thử Student cho phép kết luận khác kết học tập nhóm thực nghiệm nhóm đối chứng có ý nghĩa hay khơng Ví dụ : So sánh X kiểm tra khối TN ĐC: t TN  7,36  6, 159.2,52  159.2,3 160  160 160  160  160.160  3,8 Lấy  = 0,05 tra bảng phân phối student với f = 160+160 - = 318 ta có t  ,f = 1,96 Vậy tTN > 16 t  ,f tức khẳng định điểm trung bình nhóm TN cao nhóm ĐC KẾT LUẬN Sau thời gian thực đề tài nghiên cứu, thu số kết sau: + Đã tìm hiểu ý nghĩa, tác dụng tập hóa học tình hình chung việc giải tốn hóa học học sinh THPT + Đã đưa phương pháp chung giải tốn hóa học dựa vào quan hệ số mol chất phản ứng dựa vào số công thức biểu thị quan hệ số mol chất với khối lượng, thể tích nồng độ chất sử dụng phương pháp chung để giải tốn xác định công thức hợp chất hữu + Đã phân loại tốn hóa hữu theo hai loại phản ứng phản ứng đốt cháy phản ứng đặc trưng hợp chất hữu Với loại phản ứng nêu rõ đặc điểm phản ứng dạng toán thường gặp liên quan đến phản ứng Phân tích cách xử lí đưa hệ thức, nhận xét giúp giải nhanh dạng nêu Cụ thể lựa chọn 150 toán trắc nghiệm khách quan, 50 toán tự luận giải toán theo phương pháp chung giải tốn hóa học THPT + Đưa cách sử dụng toán hóa học hoạt động dạy học : Để hình thành kiến thức mới; để vận dụng, củng cố kiến thức, kĩ học sinh (giờ luyện tập); để kiểm tra, đánh giá kiến thức kĩ học sinh (giờ kiểm tra ) + Đã tiến hành thực nghiệm sư phạm để đánh giá tính hiệu đề tài Chúng hi vọng kết thu luận văn giúp em học sinh lớp 11, 12 có phương pháp giải tốn xác định cơng thức hợp chất hữu dễ dàng, đơn giản giúp bạn đồng nghiệp có thêm tài liệu tham khảo phục vụ cho trình giảng dạy tốt Tuy nhiên, hạn chế điều kiện thời gian, lực trình độ thân, nên chắn việc nghiên cứu cịn nhiều thiếu sót Chúng tơi mong góp ý Thầy, giáo, anh chị bạn bè đồng nghiệp để luận văn hồn thiện References Ngơ Ngọc An Hóa học 12 nâng cao Nhà xuất trẻ, 1998 Cao Thị Thiên An Phương pháp giải nhanh toán trắc nghiệm Hoá học hữu Nhà xuất Đại học Quốc gia Hà Nội, 2008 17 Cao Thị Thiên An Phân loại phương pháp giải Bài tập tự luận trắc nghiệm Hoá học Hidrocacbon Nhà xuất Đại học Quốc gia Hà Nội , 2008 Vũ Ngọc Ban Phương pháp chung giải tốn hóa học trung học phổ thơng Nhà xuất Giáo dục,2006 Hoàng Thị Bắc - Đặng Thị Oanh 10 Phương pháp giải nhanh tập trắc nghiệm Hoá học Nhà xuất Giáo dục, 2008 Phạm Ngọc Bằng (Chủ biên) 16 Phương pháp kĩ thuật giải nhanh tập trắc nghiệm mơn Hố học Nhà xuất Đại học Sư phạm , 2009 Phạm Đức Bình Phương pháp giải tập hữu có nhóm chức Nhà xuất Giáo dục, 2006 Nguyễn Cao Biên Nhẩm nhanh kết toán trắc nghiệm khách quan hóa học cách rèn luyện tư sáng tạo cho học sinh Tạp chí hóa học ứng dụng, 10/2007 Nguyễn Cƣơng- Nguyễn Ngọc Quang- Dƣơng Xuân Trinh Lý luận dạy học hóa học tập Nhà xuất Giáo dục Hà Nội, 1995 10 Nguyễn Cƣơng Phương pháp dạy học hóa học trường phổ thông đại học, số vấn đề Nhà xuất Giáo dục, 2007 11 Nguyễn Cƣơng Phương pháp dạy học thí nghiệm hóa học Nhà xuất Giáo dục, 1999 12 Lê Văn Dũng Phát triển lực trí tuệ cho học sinh thơng qua tập hóa học Tóm tắt luận án tiến sĩ Đại học sư phạm Hà Nội, 2001 13 Lê Văn Đăng Hướng dẫn giải toán hữu phương pháp trung bình Nhà xuất Đại học Quốc gia TPHCM , 2003 14 Cao Cự Giác Tuyển tập giảng Hoá học hữu Nhà xuất Đại học Quốc gia Hà Nội, 2001 15 Cao Cự Giác Bài tập trắc nghiệm chọn lọc hóa học 12 Nhà xuất Đại học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh 2008 16 Cao Cự Giác Hướng dẫn giải nhanh tập hóa học, tập 1,2,3 Nhà xuất Đại học quốc gia Hà Nội, 2000 17 Đỗ Xuân Hƣng Hướng dẫn giải nhanh dạng tập trắc nghiệm hóa hoc hữu Nhà xuất Đại học quốc gia Hà Nội, 2008 18 Nguyễn Thanh Khuyến Phương pháp giải dạng tập trắc nghiệm hóa học( Hóa hữu cơ) Nhà xuất Đại học quốc gia Hà Nội, 2006 19 Lê Đình Ngun- Hồng Tấn Bửu- Hà Đình Cẩn 540 tập hóa học 12 Nhà xuất Đà Nẵng 20 Nguyễn Khoa Thị Phƣợng Phương pháp giải nhanh tốn hóa học trọng tâm Nhà xuất Đại học quốc gia Hà Nội, 2008 21 Nguyễn Phƣớc Hòa Tân Phương pháp giải dạng tốn hóa học.Nhà xuất Giáo dục,2009 18 22 Quan Hán Thành Phân loại phương pháp giải toán Hoá hữu Nhà xuất Trẻ , 1998 23 Phạm Thị Phƣơng Thảo Khóa luận tốt nghiệp:“ Phương pháp chung giải toán xác định công thức hợp chất hữu cơ” Đại học Giáo dục - Đại học Quốc gia Hà nội, 2005 24 .Lê Xuân Trọng ( chủ biên ).Hóa học 11- nâng cao Nhà xuất Giáo dục, 2006 25 Lê Xuân Trọng ( chủ biên ).Hóa học 12- nâng cao Nhà xuất Giáo dục, 2006 26 Lê Xuân Trọng ( chủ biên ) Bài tập hóa học 12- nâng cao Nhà xuất Giáo dục, 2006 27 Nguyễn Xuân Trƣờng Bài tập hóa học trường phổ thơng Nhà xuất Đại học Sư phạm, 2003 28 Nguyễn Xuân Trƣờng - Quách Văn Long Ôn luyện kiến thức luyện giải nhanh tập trắc nghiệm hóa học THPT ( Hóa hữu cơ) Nhà xuất Hà nội, 2009 29 Trần Thạch Văn Phương pháp giải toán hoá học hữu Nhà xuất Đại học Quốc gia Hà Nội, 2004 30 Đào Hữu Vinh Phương pháp trả lời đề thi trắc nghiệm mơn hóa học Nhà xuất Giáo dục Việt Nam, 2010 19 ... PHƢƠNG PHÁP GIẢI CÁC BÀI TOÁN XÁC ĐỊNH CÔNG THỨC HỢP CHẤT HỮU CƠ 1.1 Bài tập hóa học tốn xác định cơng thức hợp chất hữu 1.1.1 Tầm quan trọng tập hoá học Bài tập hoá học giúp học sinh hiểu cách xác. .. 1.3.1 Phương pháp chung giải toán xác định cơng thức hợp chất hữu Các tốn Hố học, có tốn xác định cơng thức hợp chất hữu giải theo phương pháp chung nêu Cụ thể, để xác định công thức chất hữu cần... giải toán nêu 1.3.2 Các ý giải tốn xác định cơng thức hợp chất hữu 1.3.2.1 Vấn đề lựa chọn công thức tổng quát chất hữu Đối với tốn xác định cơng thức hợp chất hữu việc lựa chọn hợp lí cơng thức