Nghiên cứu áp dụng dạy học dự án học phần hiđrocacbon cho sinh viên sư phạm ngành hóa – sinh ở trường cao đẳng sư phạm điên biên

NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG DẠY HỌC DỰ ÁN HỌC PHẦN HIĐROCACBON
CHO SINH VIÊN SƯ PHẠM NGÀNH HÓA – SINH
Ở TRƯỜNG CAO ĐẲNG SƯ PHẠM ĐIỆN BIÊN
Nguyễn Thị Phương Thuý
1

Phạm Văn Hoan
2


Trong nhiều năm gần đây, trường Cao đẳng Sư phạm Điện Biên đã thực hiện
việc đổi mới phương pháp dạy và học theo hướng tích cực và đã đạt được nhiều kết
quả cao về phía người dạy cũng như người học, được Dự án giáo dục Việt - Bỉ đánh
giá cao về chất lượng thực hiện áp dụng đổi mới dạy và học tích cực triển khai tại
các trường cao đẳng sư phạm các tỉnh miền núi phía bắc. Bài viết này đề cập đến
việc nghiên cứu áp dụng dạy học dự án trong đào tạo sinh viên cao đẳng sư phạm
ngành Hóa – Sinh đối với một số nội dung trong học phần Hidrocacbon.

1. Giới thiệu về dạy học dự án (DHDA)
Học theo dự án (Project Work) là hoạt động học tập nhằm tạo cơ hội cho người học tổng hợp kiến
thức từ nhiều lĩnh vực học tập,và áp dụng một cách sáng tạo vào thực tế cuộc sống.
Trong học theo dự án, các hoạt động học tập được thiết kế mang tính thiết thực, liên quan đến
nhiều lĩnh vực kiến thức, lấy người học làm trung tâm và gắn kiến thức đã được học với những vấn đề
thực tiễn của thế giới thực tại. Xuất phát từ nội dung học giảng viên đưa ra một chủ đề với những gợi ý
hấp dẫn, kích thích người học tham gia thực hiện. Học theo dự án là một bài tập tình huống mà người học
phải giải quyết bằng các kiến thức theo nội dung bài học, học dự án đặt người học vào tình huống có vấn
đề, việc giải quyết vấn đề đó đòi hỏi sự tự lực cao của người học. Khi người học được lựa chọn nội dung
hoặc tiểu chủ đề và tự đặt ra vấn đề cần tìm hiểu nghiên cứu, người học sẽ hoàn toàn chủ động tích cực
trong việc lập kế hoạch nghiên cứu, tìm kiếm, tổng hợp, xử lí thông tin để giải quyết vấn đề được đặt ra.
Dạy học dự án có những đặc điểm chính sau: định hướng thực tiễn, định hướng người học, phát
triển tư duy bậc cao, phát triển khả năng cộng tác và định hướng sản phẩm [1].

DHDA có những ưu điểm nổi bật như: Gắn lý thuyết với thực hành; Kích thích động cơ, hứng thú
của người học; Phát huy tính tự lực, tính trách nhiệm, sáng tạo. Rèn luyện tính bền bỉ, kiên nhẫn; Rèn
luyện năng lực giải quyết vấn đề phức hợp, mang tính tổng hợp; Phát triển năng lực cộng tác làm việc và
kỹ năng giao tiếp; Phát triển năng lực tự đánh giá; Tránh tình trạng lớp học ít thực hành; Học tập dựa trên
dự án là học trong hành động, sinh viên tích cực giành lấy kiến thức.
Tuy nhiên, bên cạnh những ưu điểm, học theo dự án cũng có những hạn chế và thách thức nhất
định đó là: Đòi hỏi nhiều thời gian để sinh viên nghiên cứu tìm hiểu; Đòi hỏi phương tiện vật chất phù

1
Trường CĐSP Điện Biên
2
Bộ Giáo dục và Đào tạo
hợp; Học theo dự án yêu cầu giảng viên phải có trình độ chuyên môn và nghiệp vụ sư phạm tốt, yêu nghề
[1].
2. Nghiên cứu áp dụng dạy học dự án vào giảng dạy học phần Hidrocacbon (Hoá hữu cơ)
Hóa học hữu cơ I thuộc học phần hóa học dành cho sinh viên năm thứ nhất hệ cao đẳng sư phạm
Hóa – Sinh, với 4 đvht trong đó lý thuyết 3 đvht, thực hành bài tập 1 đvht. Mục tiêu của Học phần cung
cấp cho sinh viên những kiến thức đại cương về hợp chất hữu cơ và hóa học hữu cơ; các hợp chất
hidrocacbon, có kiến thức hiểu biết về nguồn hidrocacbon trong thiên nhiên.Vận dụng kiến thức đã học để
giải các bài tập có liên quan tới các hợp chất hiđrocacbon, liên hệ tới các bài tập hoá hữu cơ ở trung học
cơ sở [7].
Sau khi tìm hiểu vị trí của phần Hiđrocacbon trong chương trình, chúng tôi đã xây dựng một số
thí dụ giao cho sinh viên học tập theo phương pháp dự án. Dưới đây, giới thiệu một số ví dụ áp dụng dạy
học dự án (phần hiđrocacbon) ở trường Cao đẳng Sư phạm Điện Biên.
Ví dụ 1. Tại sao khi tác dụng với brom, trans-but-2-en tạo ra đồng phân erythro- trong khi đồng phân
cis-but-2-en tạo ra đồng phân threo- của dẫn xuất đibrom?
Để giải quyết được vấn đề này, sinh viên cần nắm được cơ chế cộng brom là cơ chế A
E
2 giai
đoạn theo hướng anti; biết được đồng phân quang học, cách chuyển công thức phối cảnh về công thức Fi-

sơ.
Ví dụ 2. Tại sao khi butan tác dụng với clo thường thu được hỗn hợp dẫn xuất monoclo với tỉ lệ gần nhau,
trong khi đó khi tác dụng với brom lại thu được sản phẩm chính là 2-brombutan?
Qua việc giải quyết nhiệm vụ này, sinh viên nắm được: cơ chế phản ứng thế S
R
, khả năng phản ứng
tương đối của brom kém clo, do đó brom phản ứng có tính chọn lọc cao hơn clo.
Ví dụ 3. Tại sao khi butan tác dụng với brom tạo được hỗn hợp dẫn xuất monobrom lại không có làm
quay mặt phẳng ánh sáng phân cực?
Để giải quyết nhiệm vụ này, sinh viên phải hiểu được: phản ứng thế gốc tự do đi qua trạng thái
gốc tự do có cấu hình phẳng sp
2
của nguyên tử cacbon; do đó khi phân tử halogen tấn công vào gốc tự do
từ 2 phía mắt phẳng với xác xuất như nhau, tạo nên hỗn hợp 2 đồng phân quang học có góc quay bằng
nhau nhưng ngược chiều nhau.
Ví dụ 4. Hoàn toàn tương tự khi yêu cầu sinh viên giải quyết nhiệm vụ: Tại sao Cl là nhóm thế hút
electron (nhóm thế loại II) nhưng khi thế brom vào clobenzen, sản phẩm chính lại ưu tiên thế ở vị trị
ortho- và para- như nhóm thế loại II? Đây là yêu cầu nâng cao đồi hỏi sinh viên phải xét kĩ hơn về độ bền
của các trạng thái trung gian phức xichma (σ) trong phản ứng thế S
E
2Ar vào nhân thơm, từ đó trả lời được
câu hỏi đặt ra.
Với một số vấn đề liên quan đến ứng dụng thực tế của hiđrocacbon cũng vậy. Để giải quyết được
nhiệm vụ này, sinh viên phải tìm hiểu thêm về các ứng dụng và lí do kĩ thuật. Sau đây là một vài ví dụ.
Ví dụ 5. Tại sao muốn có được ngọn lửa nhiệt độ cao để hàn cắt kim loại phải dùng axetilen chứ không
phải là etan mặc dù nhiệt đốt cháy các khí này ở đktc tương ứng bằng 1320 và 1560 kJ/mol?
Kết quả về kiến thức sinh viên cần đạt được:
Do C
2
H

2
dễ điều chế hơn và dễ sử dụng hơn. C
2
H
2
được điều chế từ CaC
2
là một chất rắn, dễ sử
dụng và bảo quản. Điều quan trọng hơn cả là khi đốt cháy C
2
H
2
sinh ra 1 mol nước. Trong khi đó cũng
đốt cháy 1 mol C
2
H
6
lại tạo ra 3 mol nước. Khi H
2
O bốc hơi thu nhiệt mạnh do đó sẽ làm giảm nhiệt độ
xuống. Do vậy trong thực tế thì nhiệt độ tạo ra khi đốt cháy C
2
H
2
lại cao hơn C
2
H
6
. Có thể thấy rằng, hàm
lượng cacbon trong phân tử hiđrocacbon càng cao, nhiệt độ ngọn lửa khi hiđrocacbon cháy càng cao.

Để có định hướng giải quyết vấn đề này, sinh viên phải hiểu được nhiệt độ cháy và nhiệt phản
ứng không phải lúc nào cũng tỉ lệ với nhau. Tỉ lệ cacbon càng cao thì nhiệt độ cháy càng cao, còn nhiệt
phản ứng lại còn phụ thuộc vào yếu tố khác.
Ví dụ 6. Tại các cây xăng ta thường nhìn thấy ghi các con số 83, 90, 92? Các con số ấy có nghĩa gì? Tại
sao xăng trước đây lại pha chì (dưới dạng Pb(C
2
H
5
)
4
) ?
Kết quả về kiến thức sinh viên cần đạt được:
Các con số ghi đấy chính là chỉ số octan của các loại xăng bán trên thị trường. Chỉ số octan là một
đặc trưng định lượng quy ước về chất lượng nhiên liệu cho động cơ đốt trong, dựa trên khả năng kích nổ
của nó [8]. Đối với động cơ đốt trong, hiện tượng kích nổ đương nhiên là có hại: sóng nổ phá hủy xilanh,
vòng đệm và van, động cơ bị quá nhiệt và mau chóng bị hỏng. Cho nên một trong những nhiệm vụ quan
trọng là tạo ra những nhiên liệu mới cho động cơ khó bị kích nổ. Các nhà bác học đã làm sáng tỏ rằng:
các loại nhiên liệu có chứa nhiều hiđrocacbon mạch thẳng, không phân nhánh dễ bị kích nổ nhất. Độ ổn
định của xăng đối với hiện tượng kích nổ được đánh giá theo thang octan và đặc trưng bằng chỉ số octan
như đã nói. Việc thêm Pb(C
2
H
5
)
4
nhằm mục đích làm tăng chỉ số octan ncủa nhiên liệu, nhưng do khi
cháy sinh ra chì oxit gây độc đối với môi trường nên hiện nay bị cấm sử dụng phụ gia này.
Ví dụ 7. Tại sao ở các cây xăng người ta cấm sử dụng lửa, và cấm cả sử dụng điện thoại di động?
Kết quả về kiến thức sinh viên cần đạt được:
Xăng là chất lỏng dễ bay hơi, vì vậy ở các điểm bán xăng luôn có nhiều hơi xăng trong không

khí. Nếu ở điểm bán xăng ta dùng lửa sẽ có thể gây cháy. Nếu dùng điện thoại di động, sẽ phát ra năng
lượng sóng điện từ kích thích hơi xăng trong không khí bùng cháy.
Để giải quyết vấn đề này, sinh viên cần nắm được tính chất vật lí của các ankan lỏng - thành phần
chính của xăng.
Ví dụ 8. Nguyên tắc của phương pháp điều chế nước ngọt trên tàu biển bằng cách hoá rắn hỗn hợp nước
với propan?
Kết quả về kiến thức sinh viên cần đạt được:
Trong cấu trúc của nước đá, mỗi phân tử nước liên kết với 4 phân tử nước khác bằng 4 liên kết
hiđro, mỗi phân tử nước nằm ở tâm của một hình tứ diện đều, và là đỉnh của một hình tứ diện đều khác.
Do liên kết giữa các phân tử nước là liên kết hiđro nên giữa cấu tạo của nước đá không đặc khít mà rất
rỗng.
Một số chất khí như CH
4
, CO
2
, SO
2
, Cl
2
, Kr… có thể tạo thành tinh thể bền với nước ở nhiệt độ
thấp, do chúng chui vào trong khoảng trống tạo bởi các phân tử nước. Do đó khi nén propan ở nhiệt độ
thấp vào nước biển, thì propan chui vào khoảng trống giữa các phân tử H
2
O và tạo thành tinh thể tách ra
khỏi dung dịch. Tách tinh thể ra và đun nóng, propan thoát ra, ta sẽ thu được nước ngọt.
Hợp chất kiểu như trên được gọi là hợp chất bọc clatrat. Ngày nay hợp chất bọc clatrat được ứng
dụng rất rộng rãi như dùng để tách các chất ra khỏi hỗn hợp; bao bọc; che chở chất hữu cơ hay những
ứng dụng trong y, sinh học…
Ví dụ 9.Tại sao mùa hè, vào những ngày trời nóng nắng, mặt hồ ao thường sủi bọt?
Kết quả về kiến thức sinh viên cần đạt được:

Vào mùa hè, những hôm trời nóng nắng, tức là nhiệt độ của nước ao hồ cao hơn bình thường. Vì
vậy độ tan của các khí trong nước ao hồ sẽ giảm xuống, thấp hơn mức bình thường còn các khí ở đây thì
ngoài CH
4
còn có O
2
, CO
2
, N
2
…
Khi trời nắng, độ tan giảm của khí giảm nên một lượng khí trong ao hồ phải thoát ra ngoài. Vì
mặt ao hồ thường lắm chất bẩn nên các khí không thoát hết được ra ngoài không khí mà bị các “váng
bẩn” chặn lại, tạo thành các bọt khí.
Để giải quyết vấn đề này, sinh viên cần nắm được độ tan của các khí theo nhiệt độ.
Ví dụ 10. Khi một thùng đựng xăng đầy ắp và có một thùng đựng xăng không đầy bị cháy thì trường
hợp nào nguy hiểm hơn?
Kết quả về kiến thức sinh viên cần đạt được:
Thùng đựng xăng không đầy khi cháy nguy hiểm hơn, vì trong trường hợp này xăng dễ tạo hỗn
hợp nổ với oxi không khí hơn.
Để giải quyết vấn đề này, sinh viên cần nắm được xăng (ankan lỏng) có khả năng tạo hỗn hợp nổ
với oxi không khí.
Ví dụ 11. Trước đây axetilen được sản xuất từ đất đèn. Đất đèn được điều chế từ than đá (C) và từ đá
vôi (CaCO
3
). Phương pháp sản xuất này có nhược điểm gì? Tại sao không nên xây dựng các lò sản xuất
đất đèn ở khu vực đông dân cư?
Kết quả về kiến thức sinh viên cần đạt được:
Muốn điều chế đất đèn từ C và CaO, người ta phải tốn rất nhiều năng lượng điện, vì phản ứng xẩy
ra ở nhiệt độ rất cao (2500

0
C) trong lò điện với các điện cực lớn bằng than chì.
2500
0
C
CaO + 3C → CaC
2
+ CO
Chính vì vậy hiện nay trên quy mô công nghiệp người ta ít sản xuất axetilen đi từ đất đèn nữa, mà
đi từ khí metan, còn trong thực tế vẫn còn sản xuất CaC
2
vì những mục đích khác.
Không nên xây dựng các lò sản xuất đất đèn ở khu vực đông dân vì quá trình sinh ra khí CO, là
một khí rất độc.
Để giải quyết vấn đề này, sinh viên cần nắm được điều kiện phản ứng tạo CaC
2
và tính độc của
CO.
Ví dụ 12. Ngày nay axetilen được sản xuất trong quy mô công nghiệp từ khí metan CH
4
. Phản ứng xảy
ra ở nhiệt độ khá cao(1500
0
C)
2CH
4
→ C
2
H
2

+ 3H
2

Hãy tìm hiểu tại sao trong quá trình sản xuất người ta thường cho thêm vào hỗn hợp phản ứng
một lượng nhỏ O
2
. Biết rằng thành sản phẩm ngoài CH
4
chưa phản ứng, H
2
, C
2
H
2
còn có CO, CO
2

Kết quả về kiến thức sinh viên cần đạt được:
Khi cho thêm một lượng nhỏ O
2
vào, một phần CH
4
sẽ bị đốt cháy, nhiệt phản ứng sinh ra góp
phần cung cấp nhiệt cho phản ứng chuyển hóa metan thành axetilen.
Để giải quyết vấn đề này sinh viên cần phải nắm được phản ứng đốt cháy của metan, phản ứng
này sinh ra nhiều nhiệt.
Ví dụ 13. Benzen có rất nhiều ứng dụng trong thực tế, nó là một hóa chất quan trọng trong hóa học.
Trước đây trong các phòng thí nghiệm hữu cơ, vẫn hay dùng bezen làm dung môi, nay người ta thường
thay benzen bằng toluen. Tại sao ?
Kết quả về kiến thức sinh viên cần đạt được:

Tính độc của benzen gây ra là do nó bị oxi hoá theo những cơ chế khác nhau vào nhân thơm. Khi
benzen đi vào cơ thể, nhân thơm có thể bị oxi hoá theo những cơ chế phức tạp, và có thể gây ung thư. Khi
thay thế benzen làm dung môi, toluen dễ bị oxi hoá nhóm CH
3
thành axit benzoic - một chất được dùng
làm chất bảo quản thực phẩm - nên hạn chế khả năng oxi hoá vào nhân thơm. Vì vậy toluen ít gây độc
hơn.
Để giải quyết được vấn đề này, sinh viên cần nắm được tính chất hóa học của toluen C
6
H
5
CH
3
và
hơn nữa là tính chất của axit benzoic
Ví dụ 14. Etilen được dùng để kích thích trái cây mau chín. Nó đồng thời cũng là một trong các sản
phẩm sinh ra khi trái cây chín. Trong thực tế người ta có thể kích thích trái cây chín bằng cách để vào
chỗ để trái cây một ít đất đèn. Điều gì xảy ra khi để những trái cây chín bên cạnh những trái cây xanh?
Kết quả về kiến thức sinh viên cần đạt được:
Khi để đất đèn ở chỗ để trái cây, nó có thể tác dụng với hơi nước trong không khí tạo thành C
2
H
2
.
Như vậy axetilen cũng có tác dụng kích thích trái cây mau chín. Thực tế người ta sử dụng C
2
H
2
chứ
không phải là C

2
H
4
là do C
2
H
2
có thể dễ dàng, thuận tiện điều chế từ đất đèn. Một lí do nữa để sử dụng
đất đèn, đó là phản ứng giữa CaC
2
với hơi nước là phản ứng tỏa nhiệt, cũng góp phần giúp trái cây mau
chín. Khi để những trái cây chín cạnh những trái xanh, thì C
2
H
4
-
sinh ra từ trái cây chín - sẽ kích thích
những trái cây xanh chín.
Ví dụ 15. Axetilen khi cháy ngọn lửa có thể lên đến 3000
0
C. Có thể điều chế C
2
H
2
từ đất đèn dựa trên
phản ứng sau:
CaC
2
+ 2H
2

O → Ca(OH)
2
+ C
2
H
2
↑
Khi đất đèn phản ứng với nước thường có mùi hôi; mùi hôi đó có phải do axetilen gây ra không?
Kết quả về kiến thức sinh viên cần đạt được:
Khí có mùi hôi không phải là axetilen, mà do trong đất đèn ngoài CaC
2
còn có nhiều tạp chất
khác, vì vậy khi phản ứng với H
2
O còn sinh ra một số khí khác như là H
2
S, PH
3
…Những khí này gây ra
mùi hôi.
Để thực hiện được câu hỏi này sinh viên cần phải hiểu được thuật ngữ đất đèn hay nói chung một
hóa chất kĩ thuật nào đấy, tức là chỉ chất đó không phải là tinh khiết, mà chứa nhiều tạp chất, hóa chất này
chỉ sử dụng khi không đòi hỏi độ tinh khiết cao.
3. Kết luận
Dạy học dự án là một phương pháp học đáp ứng quan điểm dạy học lấy người học làm trung tâm.
Học theo dự án góp phần gắn lý thuyết với thực hành, tư duy và hành động, giữa kiến thức học được với
thực tế cuộc sống, góp phần tích cực vào việc đào tạo năng lực làm việc tự lực, năng lực sáng tạo, năng
lực giải quyết các vấn đề phức hợp, tinh thần trách nhiệm và khả năng làm việc của người học. Việc áp
dụng DHDA vào học phần hóa hữu cơ cho sinh viên cao đẳng sư phạm ngành Hóa – Sinh là cần thiết.
Với một vài ví dụ nêu trên chúng ta có thể định hướng giúp sinh viên đặt ra những tình huống có vấn đề

trước và sau khi nghiên cứu các bài học lý thuyết. Việc áp dụng DHDA cho sinh viên học phần này cũng
như các học phần hóa học khác trong chương trình đào tạo sẽ tạo nền tảng kiến thức thực tiễn cho sinh
viên nghiên cứu và sử dụng sau khi ra trường, góp phần nâng cao chất lượng dạy và học.

TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Nguyễn Lăng Bình (chủ biên), Đỗ Hương Trà, Nguyễn Phương Hồng, Cao Thị Thặng, Dạy và
học tích cực: một số phương pháp và kĩ thuật dạy học, Nxb ĐHSP Hà Nội, 2010.
2. Meier Berd, Nguyễn Văn Cường, Giáo trình lí luận dạy học đại học, Dự án trung học cơ sở, Hà
Nội, 2005.
3. Nguyễn Cương, Tiếp tục đổi mới phương pháp dạy và học Hoá học để nâng cao chất lượng đào
tạo giáo viên Hoá học THCS ở các trường CĐSP, Hội thảo tập huấn triển khai chương trình, giáo
trình CĐSP, Bộ GD và ĐT, 5/2006.
4. Bùi Thị Hạnh, Trần Trung Ninh, Áp dụng dạy học dự án trong dạy học phần Hoá hữu cơ ở
trường Cao đẳng thuỷ sản, Tuyển tập báo cáo hội thảo quốc gia Đổi mới nội dung và phương
pháp đào tạo, bồi dưỡng Hoá học ở các trường Đại học và Cao đẳng, Hà Nội, 4/2008, 21-27.
5. Phan Tống Sơn, Trần Quốc Sơn, Đặng Như Tại, Cơ sở Hoá học hữu cơ, Tập I, Nxb Đại học và
Trung học chuyên nghiệp, Hà Nội, 1976.
6. Trần Quốc Sơn, Đặng Văn Liếu, Giáo trình Cơ sở Hoá học hữu cơ, Tập I (Sách dự án đào tạo
giáo viên THCS), Nxb ĐHSP, 2008 (Tái bản lần thứ tư).
7. Bộ Giáo dục và Đào tạo. Chương trình khung đào tạo khối ngành cao đẳng sư phạm (Ban hành
theo Quyết định số / /QĐ-BGD ĐT ngày / /20 của Bộ Giáo dục và Đào tạo).
8. Nguyễn Hữu Đĩnh (Chủ biên), Phạm Văn Hoan, Giáo trình Hoá dầu đại cương, Nxb Giáo dục,
Hà Nội, 2009.

THE STUDY TO APPY PROJECT TEACHING OF THE MODULE “HYDROCARBON” FOR
CHEMISTRY-BIOLOGY STUDENT TEACHERS AT DIEN BIEN TEACHERS’ TRAINING
COLLEGE
Nguyen Thi Phuong Thuy
Pham Van Hoan
Abstract

Every years recently, The Dien Bien Pedagogical college has been innovating the teaching –
learning method toward positiveness and has been collecting good results via the teacher’s and the
learner’s feedback. . Vietnam – Belgium educational project estimates highly teaching – learning method
toward positiveness at all pedagogical colleges in the northern mountainous provinces. This article deals
with applying research project teaching – learning in teaching pedagogical college students with a
biochemistry course with content in the modul Hidrocacbon.