(SKKN 2022) phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo của học sinh thông qua giáo dục stem khi giảng dạy phần vô cơ hóa học11 trường THPT như xuân II

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ TRƯỜNG THPT NHƯ XUÂN II SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ VÀ SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH THÔNG QUA GIÁO DỤC STEM KHI GIẢNG DẠY PHẦN VƠ CƠ HĨA HỌC 11 – TRƯỜNG THPT NHƯ XN II Người thực hiện: Lê Thị Hồng Ngọc Chức vụ: Giáo viên SKKN thuộc lĩnh vực (mơn): Hóa học THANH HOÁ, NĂM 2022 Mục lục 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 2.1 2.1.1 2.1.2 2.2 2.3 2.3.1 2.3.2 Mở đầu Lí chọn đề tài Mục đích nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Những điểm SKKN Nội dung sáng kiến kinh nghiệm Cơ sở lý luận sáng kiến kinh nghiệm Tổng quan STEM Tổng quan NL giải vấn đề sáng tạo Thực trạng vấn đề trước áp dụng sáng kiến kinh nghiệm Các giải pháp sử dụng để giải vấn đề Thiết kế, tổ chức hoạt động STEM giảng dạy chương Sự điện li Thiết kế, tổ chức hoạt động STEM giảng dạy chương Cacbon – Silic 2.4.1 2.4.2 3.1 3.1.1 Hiệu sáng kiến kinh nghiệm hoạt động giáo dục, với thân, đồng nghiệp nhà trường Kết định tính Kết định lượng Kết luận, kiến nghị Kết luận Ưu điểm biện pháp 3.1.2 Hạn chế biện pháp 3.2 3.2.1 3.2.2 3.2.3 Kiến nghị Đối với cấp lãnh đạo Đối với Nhà trường Đối với giáo viên 2.4 DANH MỤC CHỮ CÁI VIẾT TẮT Trang 1 2 2 4 5 10 15 16 16 19 19 19 19 20 20 20 20 STT 10 11 12 THPT PTNL CB NL HS GV KHBD HĐ TCVL TCHH SKKN CNTT Trung học phổ thông Phát triển lực Cơ Năng lực Học sinh Giáo viên Kế hoạch dạy Hoạt động Tính chất vật lý Tính chất hóa học Sáng kiến kinh nghiệm Cơng nghệ thơng tin Mở đầu 1.1 Lí chọn đề tài Ngày nay, phát triển mạnh mẽ cách mạng cơng nghiệp thời kì 4.0 địi hỏi đất nước cần có nguồn lao động chất lượng cao, thích ứng nhanh nhạy với đổi Nguồn lao động khơng cần có kiến thức chun ngành mà địi hỏi có hiểu biết đa ngành, đa lĩnh vực Thách thức vừa trách nhiệm vừa động lực thúc đẩy chuyển biến, thay đổi ngành giáo dục Sự thay đổi thể rõ nét phương pháp kiến thức giảng dạy Thay kiến thức lí thuyết có sách vở, người học cần trang bị thêm kiến thức, kỹ thực tiễn, biết sử dụng kiến thức học để giải vấn đề, nhằm tạo sản phẩm sáng tạo Đi kèm theo người học đưa cách thức giải vấn đề hợp lí tối ưu Một điều kiện để làm tốt mục tiêu cần phát triển tốt lực tiềm ẩn người học Sự phát triển xã hội cho thấy vai trò, vị ngành khoa học lĩnh vực từ kinh tế, văn hóa, xã hội… Điều thể có mặt sản phẩm công nghệ thông tin, khoa học lĩnh vực đời sống Để thích ứng theo kịp thời đại, trình học người học cần trang bị thêm nhiều kĩ năng, có khả ứng dụng vào thực tiễn PTNL người học theo hướng tích cực vấn đề ngành giáo dục quan tâm Lấy người học làm trung tâm, giáo viên đóng vai trị người hướng dẫn, định hướng chủ trương giáo dục Để thực mục tiêu trên, nhiều PPDH đại đời, có giáo dục STEM – xem phương pháp phù hợp để PTNL người học cách tối ưu Giáo dục STEM bước liệt đổi giáo dục phổ thơng Tích hợp mơn học điều thiết yếu giáo dục để chứng tỏ mối liên hệ môn học, logic kiến thức, chuẩn bị cho học sinh có kiến thức kĩ liên ngành để giải quyết, xử lí vấn đề sống Giáo dục STEM xuất áp dụng trường học, nhiên chưa thực phổ biến Điều kiện sở vật chất, nguồn lực mẻ giáo dục STEM nhiều khó khăn với nhiều người dạy, nhiều trường học Nhằm mục đích tạo tài liệu tham khảo tốt cho đồng nghiệp đưa định hướng cụ thể quy trình, phương pháp thực áp dụng STEM vào giảng dạy Hóa học tơi lựa chọn đề tài “Phát triển lực giải vấn đề sáng tạo học sinh thông qua giáo dục STEM giảng dạy phần vơ Hóa học 11, trường THPT Như Xuân II” làm SKKN cho năm học 2021 – 2022 với mong muốn phát triển lực giải vấn đề, sáng tạo HS đồng thời nâng cao chất lượng giảng dạy, trang bị thêm cho em kĩ cần thiết đời sống 1.2 Mục đích nghiên cứu Thiết kế học theo chủ đề gắn với giáo dục STEM giảng dạy hóa học phần vơ (Hóa học 11- CB) nhằm PTNL sáng tạo, NL giải vấn đề hướng tới nâng cao hiệu dạy học mơn hóa học, tăng hứng thú, tính tích cực em mơn 1.3 Đối tượng nghiên cứu - HS khối 11 trường THPT Nghi Xuân II - Năng lực giải vấn đề sáng tạo HS - Giáo dục STEM 1.4 Phương pháp nghiên cứu Đề tài sử dụng phối hợp phương pháp nghiên cứu thuộc hai nhóm phương pháp nghiên cứu lý thuyết nghiên cứu thực tiễn - Phương pháp phân tích, tổng hợp sở lí luận - Phương pháp quan sát, thực nghiệm - Phương pháp điều tra bảng khảo sát, thông qua kiểm tra đánh giá 1.5 Những điểm SKKN - Đề xuất thiết kế tổ chức hoạt động dạy học theo hướng STEM giảng dạy hóa học phần vô 11 - Đưa nội dung STEM phù hợp với nội dung chương trình, độ tuổi HS để PTNL giải vấn đề, sáng tạo HS - Thúc đẩy tính tích cực, hứng thú HS học môn thông qua giáo dục STEM Nội dung sáng kiến kinh nghiệm 2.1 Cơ sở lý luận sáng kiến kinh nghiệm 2.1.1 Tổng quan STEM a, Thuật ngữ STEM gì? Theo Wikipedia, STEM hiểu thuật ngữ viết tắt từ Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kĩ thuật) Mathematics (Toán học), thường sử dụng bàn đến sách phát triển Khoa học, Cơng nghệ, Kĩ thuật Tốn học quốc gia b, Khái niệm giáo dục STEM Theo Hiệp hội giáo viên dạy khoa học quốc gia Mỹ (National Science Teachers Association – NSTA) “Giáo dục STEM cách tiếp cận liên ngành trình học, khái niệm học thuật mang tính nguyên tắc lồng ghép với học giới thực, học sinh áp dụng kiến thức KHOA HỌC, CÔNG NGHỆ, KỸ THUẬT TOÁN vào bối cảnh cụ thể, giúp kết nối trường học, cộng đồng, nơi làm việc tổ chức tồn cầu, để từ phát triển lực lĩnh vực STEM góp phần vào cạnh tranh kinh tế mới” Có thể hiểu cách đơn giản giáo dục STEM trình trang bị cho người học kiến thức, kĩ liên quan tới lĩnh vực khoa học, cơng nghệ, tốn học, kĩ thuật góc độ tiếp cận liên môn Thông qua kiến thức người học giải vấn đề đặt Khác với giáo dục truyền thống, giáo dục STEM môn học không tách biệt, rời rạc mà có kết hợp, mối tương quan mật thiết Thể vai trị mơn học định giải tình thực tiễn c, Mục tiêu giáo dục STEM Mục tiêu giáo dục STEM phát triển lực cốt lõi cho người học, phát triển lực đặc thù định hướng nghề nghiệp cho người học cách cụ thể, trực quan d, Quy trình tổ chức thực giáo dục STEM Để thiết kế tổ chức dạy học theo giáo dục STEM, quy trình thực bao gồm bước sau: * Bước 1: Lựa chọn chủ đề STEM * Bước 2: Xác định sản phẩm sở kiến thức học * Bước 3: Xác định sản phẩm thử nghiệm * Bước 4: Phân tích nội dung STEM liên quan chủ đề * Bước 5: Dự kiến sản phẩm, xây dựng tiêu chí sản phẩm/giải pháp giải vấn đề * Bước 6: Xây dựng câu hỏi định hướng chủ đề STEM *Bước 7: Thiết kế tiến trình tổ chức hoạt động dạy học STEM * Bước 8: Tổng kết đánh giá hoạt động STEM, mở rộng chủ đề 2.1.2 Tổng quan NL giải vấn đề sáng tạo a, Khái niệm lực giải vấn đề sáng tạo Cuối kỷ XX, theo định nghĩa Mayer (1992): “Giải vấn đề trình nhận thức để chuyển đổi từ tình định đến tình mong muốn, mà đó cách để thực thay đổi trực tiếp rõ ràng cho chủ giải vấn đề” Theo PISA 2012: Giải vấn đề lực cá nhân tham gia vào trình nhận thức để hiểu giải tình có vấn đề mà phương pháp giải pháp khơng phải mà nhìn thấy rõ ràng Nó bao gồm sẵn sàng tham gia vào tình tương tự để đạt tiềm cơng cụ có tính xây dựng biết suy nghĩ” Theo Trần Việt Dũng (2013), “Năng lực sáng tạo khả tạo có giá trị cá nhân dựa tổ hợp phẩm chất độc đáo cá nhân đó” Từ quan niệm thấy lực giải vấn đề sáng tạo lực vốn có cá nhân, thể việc sử dụng kiến thức, cảm xúc thân để giải vấn đề Giải pháp tổng hợp kiến thức, kĩ theo sáng tạo cá thể, mang nét riêng biệt đổi b, Cấu trúc lực giải vấn đề Cấu trúc NL giải vấn đề thể qua thành tố sau: - Tìm hiểu vấn đề: nhận biết, xác định vấn đề - Thiết lập không gian vấn đề: xác định cách thức, quy trình, chiến lược giải quyết, thống cách hành động - Lập kế hoạch thực giải pháp: thu thập thông tin, đưa vấn đề để lập kế hoạch thực giải pháp theo kế hoạch đề - Đánh giá giải pháp: Rút kinh nghiệm dựa giải pháp đưa ra, đề xuất giải pháp 2.2 Thực trạng vấn đề trước áp dụng sáng kiến kinh nghiệm * Đối với giáo viên Khi tiến hành triển khai SKKN, tiến hành trao đổi với đồng nghiệp trường, liên trường thực trạng việc dạy học mơn Hóa Phần lớn đồng nghiệp cho phương pháp truyền thống thích hợp với việc truyền tải kiến thức lại không mang tới trải nghiệm hứng thú học tập cho HS Ngồi việc tiếp nhận lí thuyết sách giáo khoa, HS gặp nhiều khó khăn tình thực tế Trong dạy học truyền thống dù có đổi PP HS chưa thực chủ động việc tiếp nhận tri thức, tích cực cịn hạn chế thực nhiệm vụ Bên cạnh đó, mơn học mang tính độc lập, nên việc GV sử dụng kiến thức liên mơn tiết dạy khó khăn không hiệu * Đối với học sinh Để tiến hành tìm hiểu thực trạng từ phía HS, tơi tiến hành khảo sát qua phiếu khảo sát với 120 HS khối 11 trường THPT Như Xuân II theo phiếu sau: Hồn Hồn tồn ST Đồng Khơng Nội dung tồn khôn ý đồng ý T đồng ý g đồng PPDH truyền thống áp dụng làm tiết học trở nên khô 45 50 22 khan, không tạo hứng thú Em thấy kiến thức hóa học khó 53 58 ghi nhớ, nhiều lí thuyết Thực nhiệm vụ nhóm 39 68 13 giúp em tăng hứng thú học tập Em chưa ứng dụng kiến thức học vào thực 65 48 tiễn Thực hoạt động trải nghiệm, dự án cụ thể giúp em 54 58 ghi nhớ kiến thức Em mong muốn tiết học tổ chức đa dạng, gắn liền 21 18 với thực tiễn Có thể thấy phương pháp dạy học truyền thống áp dụng nặng lý thuyết nhẹ thực hành, không phát huy lực nhân, khơng phát huy vai trị hợp tác nhóm Dẫn đến học sinh khơng thể hết vai trị trung tâm hoạt động học, từ dẫn đến em khơng có kĩ sử dụng kiến thức học để giải vấn đề phát sinh sống Phần lớn em cảm thấy kiến thức lí thuyết khơng mang tới hiệu cụ thể sống, em chưa biết vận dụng kiến thức học vào vấn đề thực tiễn Điều làm giảm khả ghi nhớ hứng thú học tập em Phần lớn em mong muốn trải nghiệm nhiều thông qua hoạt động thực tế để ghi nhớ, khắc sâu kiến thức học kèm theo tăng hứng thú học tập môn 2.3 Các giải pháp sử dụng để giải vấn đề Dựa thực trạng khảo sát, tiến hành đề xuất số giải pháp để thiết kế, tổ chức hoạt động theo giáo dục STEM dạy học phần vơ – chương trình Hóa học 11 Mục tiêu hướng tới PTNL giải vấn đề sáng tạo HS, tăng tính tích cực, chủ động HS học mơn Hóa học nói riêng mơn khác nói chung 2.3.1 Thiết kế, tổ chức hoạt động STEM giảng dạy chương điện li Khi dạy chương điện li, để HS hiểu rõ nội dung kiến thức chương, tiến hành thiết kế, lên kế hoạch giáo dục STEM cho chủ đề: Chế tạo thiết bị thử tính dẫn điện dung dịch Thơng qua thực chủ đề HS có hội trải nghiệm, vận dụng kiến thức tốn, vật lí, cơng nghệ hóa học để đề xuất quy trình thiết kế Để thực tốt nhiệm vụ giao HS cần tiến hành nghiên cứu kiến thức nền, tìm hiểu khả dẫn diện dung dịch, cách lắp thiết bị nguồn, dây dẫn, tính tốn suất điện động, hiệu điện cho làm bóng đèn sáng cho vào dung dịch có khả dẫn điện Bên cạnh trình giáo dục STEM học chương điện li cịn PTNL giải vấn đề, sáng tạo hợp tác nhóm HS Quy trình dự kiến: Thời Hình thức TT Nội dung gian tổ chức Hình thành kiến thức chất điện li, Hoạt chất điện li mạnh, chất điện li yếu, dung HS làm tiết động dịch có khả dẫn điện Giao nhiệm vụ việc lớp cho nhóm HS làm Hoạt Tìm hiểu kiến thức, kĩ liên quan; khảo ngày việc động sát vấn đề, lên ý tưởng thiết kế nhà Báo cáo kiến thức, kĩ liên quan; kết Hoạt HS làm khảo sát vấn đề, trình bày phương án tiết động việc lớp thiết kế HS làm Hoạt Học sinh tiến hành nghiên cứu, thiết kế sản ngày việc động phẩm dựa phương án thiết kế nhà Hoạt HS làm Các nhóm báo cáo sản phẩm thiết kế tiết động việc lớp Chủ đề: CHẾ TẠO THIẾT BỊ THỬ TÍNH DẪN ĐIỆN CỦA DUNG DỊCH KHBD chi tiết kèm theo phụ lục Thời lượng:2 tuần – HÓA HỌC lớp 11 (cơ bản) Mô tả chủ đề: Hiện nay, tai nạn điện ln vấn đề xảy quanh ta, đặc biệt vào ngày mưa lũ.Thơng qua chủ đề, HS tìm hiểu ngun nhân dung dịch dẫn điện, cách sơ cứu bị điện giật từ đề biện pháp cách phòng tránh tai nạn điện Đồng thời HS nghiên cứu chế tạo Thiết bị thử tính dẫn điện dung dịch đơn giản từ nguyên vật liệu dễ kiếm Địa điểm tổ chức: Lớp học sân trường Mơn học chính: mơn Hóa học Mục tiêu 2.1 Kiến thức - HS trình bày được: khái niệm điện li, chất điện li, ch ất điện li m ạnh, chất điện li yếu Giải thích có dung d ịch d ẫn đ ược ện có dung dịch khơng dẫn điện HS vận dụng kiến thức cũ học: Dòng điện nguồn ện (Vật lí 7) Vận dụng kiến thức học để: Giải thích số tượng bị điện giật chỗ tiếp xúc bị ướt Đề xuất phương án an toàn sử dụng điện 2.2 Kỹ năng: Thiết kế thử nghiệm thiết bị thử tính dẫn điện dung dịch từ vật liệu dễ kiếm Hoạt động 1: Tìm hiểu kiến thức giao nhiệm vụ chế tạo thi ết bị thử tính dẫn điện - Hình thành kiến thức điện li, chất điện li mạnh, ch ất ện li yếu, giải pháp cần lưu tâm an toàn điện - Trong phần trình bày thơng tin an tồn điện, GV có th ể chuẩn bị m ột số ví dụ điển hình thơng số thống kê để HS có th ể nh ận th rõ m ối liên hệ dự án học tập với thực tiễn sống t dẫn đ ến nhiệm vụ dự án Chế tạo thiết bị thử tính dẫn điện dung dịch Thống tiêu chí đánh giá sản phẩm: Điểm Điểm TT Tiêu chí đạt tối đa Thiết bị chế tạo từ vật liệu dễ kiếm Mẫu mã đẹp, hợp lí nhỏ gọn, dễ mang theo Có đủ thơng tin thơng số kĩ thuật nh ư: loại vật liệu, lượng chất sử dụng… Thiết bị có khả thử tính dẫn điện - Sản phẩm: HS nhận nhiệm vụ, tiến hành chia nhóm, lên ph ương án thiết kế, kiến thức có liên quan tới sản phẩm - Tổ chức thực hiện: GV hướng dẫn HS nhà làm việc cá nhân, tìm nguồn tài liệu tham khảo qua internet, thư viện… Hoạt động 2: Nghiên cứu kiến thức hoạt động trải nghiệm a Mục đích hoạt động: Tìm hiểu nội dung kiến thức có liên quan b Sản phẩm hoạt động - Mơ tả, trình bày kiến thức có liên quan tới nội dung chủ đề - Có video, hình ảnh, poster, báo cáo… kiến thức nền, vẽ mô tả sản phẩm, cách thiết kế hình dạng sản phẩm dự kiến c Cách thức tổ chức HS làm việc nhóm GV hướng dẫn HS lên kế hoạch chế tạo sản phẩm: Vẽ phác họa mơ hình chi tiết thích cho thiết bị thử tính dẫn điện dung dịch Lập danh sách nguyên vật liệu, thiết bị cần dùng Phân công công việc cụ thể cho thành viên nhóm Yêu cầu sản phẩm học tập: Poster thiết kế sản phẩm bao gồm nội dung: Cấu tạo (hình vẽ), nguyên vật liệu dự kiến (có định lượng), ngun lí hoạt động (có lí giải) Hình 1: Bản phân cơng nhiệm vụ thành viên nhóm Hoạt động Trình bày nội dung kiến thức thiết kế sản phẩm a Mục đích hoạt động Mơ tả thiết kế thiết bị thử tính dẫn điện dung dịch; Vận dụng kiến thức liên quan để lí giải bảo vệ sở khoa học nguyên tắc hoạt động lựa chọn phương án thiết kế; Lựa chọn phương án thiết kế tối ưu để thực chế tạo thiết bị thử tính dẫn điện dung dịch; Lên kế hoạch chế tạo sản phẩm b Nội dung hoạt động HS báo cáo phương án thiết kế HS vận dụng kiến thức kĩ liên quan để bảo vệ phương án thiết kế GV HS khác phản biện Nhóm HS ghi nhận nhận xét, điều chỉnh đề xuất phương án tối ưu để tiến hành làm sản phẩm Cuối tiết học, GV giao nhiệm vụ cho nhóm lên kế hoạch chi tiết phương án chế tạo thiết bị thử tính dẫn điện dung dịch - GV sử dụng: câu hỏi định hướng để trao đổi mặt nội dung, phiếu đánh giá để đánh giá phần trình bày HS - Các nhóm HS trình bày kết điều tra nhóm c Sản phẩm hoạt động - Bản thiết kế - Bản ghi nhận ý kiến đóng góp bạn học câu hỏi, ý kiến phản biện nhóm bạn Poster mơ tả vật liệu, sản phẩm dự kiến HS chế tạo thiết bị thử độ dẫn điện dung dịch d Cách thức tổ chức - Giáo viên đưa yêu cầu về: Nội dung cần trình bày; Thời lượng báo cáo; Cách thức trình bày quy trình - Học sinh báo cáo, thảo luận b Nội dung hoạt động HS báo cáo thử nghiệm sản phẩm GV HS nhận xét nêu câu hỏi HS giải thích thành công thất bại thiết bị đề xuất phương án cải tiến c Sản phẩm hoạt động Câu Bản đề xuất cải tiến thiết bị thử tính dẫn điện dung dịch Câu Hồ sơ học tập hoàn chỉnh dự án “Chế tạo thiết bị thử tính dẫn điện dung dịch” d Cách thức tổ chức GV tổ chức buổi báo cáo sản phẩm theo bước: Báo cáo lớp Nội dung báo cáo nhóm – Tiến trình chế tạo sản phẩm – Kết lần thử nghiệm – Phương án thiết kế cuối – Cách sử dụng thiết bị thử tính dẫn điện dung dịch Thử nghiệm sản phẩm lớp học phịng thí nghiệm – HS sử dụng thiết bị thử tính dẫn điện dung dịch để thử tính dẫn điện dung dịch – GV HS ghi nhận vào phiếu đánh giá thiết bị thử tính dẫn điện dung dịch cho nhóm Tổng kết, đánh giá dự án lớp – HS GV nhận xét sản phẩm – GV tổng kết đánh giá chung dự án + Kiến thức, kĩ liên quan + Kĩ làm việc nhóm + Kĩ trình bày, thuyết phục … Một số câu hỏi: Dịng điện gì? Nguồn điện gì? Vì có dung dịch dẫn điện, có dung dịch khơng dẫn điện? Những dung dịch dẫn điện tiểu phân nào? Em vận dụng kiến thức để chế tạo thiết bị thử tính dẫn điện dung dịch? Chất điện li mạnh gì? Chất điện li yếu gì? Làm để nhận biết chất điện li mạnh hay yếu thiết bị thử tính dẫn điện dung dịch? Nêu nguyên nhân tai nạn điện số kĩ cần thiết để sơ cứu người bị điện giật? Biện pháp an toàn sử dụng điện? Người ta vận dụng kiến thức điện để bảo đảm an toàn sử dụng điện? Nêu kĩ mà em rèn luyện qua dự án? Em thích sản phẩm nhóm nhất? Tại sao? Nếu có thời gian thêm để làm sản phẩm, em cải tiến sản phẩm nào? Một số hình ảnh HS thực chủ đề 10 KẾ HOẠCH BÀI DẠY CHỦ ĐỀ STEM CHƯƠNG CACBON - SILIC Quy trình dự kiến: Hình thức tổ TT Nội dung Thời gian chức Hình thành kiến thức cacbon HS làm việc Hoạt hợp chất, tính chất hóa học muối lớp động tiết cacbonat Giao nhiệm vụ cho nhóm Hoạt Tìm hiểu kiến thức, kĩ liên quan; HS làm việc động khảo sát vấn đề, lên ý tưởng thiết kế ngày nhà Hoạt Báo cáo kiến thức, kĩ liên quan; kết HS làm việc động khảo sát vấn đề, trình bày phương án tiết lớp thiết kế Hoạt Học sinh tiến hành nghiên cứu, thiết kế HS làm việc động sản phẩm dựa phương án thiết kế ngày nhà đưa Hoạt HS làm việc Các nhóm báo cáo sản phẩm thiết động tiết lớp kế Chủ đề : CHẾ TẠO TÊN LỬA VỚI BAKING SODA Thời lượng: tuần – HÓA HỌC lớp 11 (cơ bản) Mô tả chủ đề: Tên lửa khí cụ bay, chuyển động nhờ sức đẩy theo nguyên tắc phản lực khí từ động Nhìn hình ảnh tên lửa phóng thẳng mạnh mẽ lên bầu trời, có ước mơ lần chạm tay vào tên lửa Tuy nhiên, tên lửa có cấu tạo phức tạp, khổng lồ, khơng phải thiết bị phổ biến mà cũngcó hội tiếp xúc Vì vậy, để hình ảnh tên lửa gần gũi hơn, để ni dưỡng lịng đam mê khoa học, khao khát chạm vào chân trời tri thức vào ngày khơng xa học trị, phương án tơi lựa chọn tìm hiểu tên lửa thông qua phim ảnh, từ nguồn nguyên vật liệu đơn giản, nghiên cứu Chế tạo tên lửa với baking soda Địa điểm tổ chức: Lớp học sân trường Mơn học chính: mơn Hóa học Mục tiêu 2.1 Kiến thức - HS phải tìm hiểu chiếm lĩnh kiến thức mới: phân loại muối cacbonat, tính chất hóa học muối cacbonat - Đồng thời, HS liên hệ kiến thức cũ học: Bài 28 Cấu tạo chất Thuyết động học phân tử (Vật lí 10) 2.2 Kỹ - Thiết kế thử nghiệm Chế tạo tên lửa với baking soda từ vật liệu dễ kiếm, có khả hoạt động 11 2.4 Về định hướng phát triển lực: Thông qua giáo dục STEM, HS có hội phát triển lực chung sau: - Năng lực giải vấn đề sáng tạo khảo sát, chế tạo đượctên lửaphóng baking soda từ nguyên liệu dễ kiếm cách sángtạo - Năng lực giao tiếp hợp tác: Thống thiết kế phân công thực phần nhiệm vụ cụthể - Năng lực tìm hiểu tự nhiên xã hội, công nghệ, tin học, thẩm mĩ - Năng lực tư phản biện Năng lực chun mơn Hóa học: - Năng lực vận dụng kiến thức hóa học vào thực tiễn sống - Năng lực giải vấn đề thơng qua mơn hóa học - Năng lực thực hành hóa học: quan sát, mơ tả , giải thích tượng TN rút kết luận; xử lý thông tin liên quan đến TN - Năng lực sử dụng ngơn ngữ hố học - Năng lực tính tốn thơng qua việc giải tập hóa học có bối cảnh thực tiễn Nội dung STEM liên quan đến chủ đề Thông qua chủ đề thiết kế thiết bị thử tính dẫn điện dung dịch, giáo viên lồng ghép yếu tố - Science: + Vận dụng kiến thức vật lí để giải thích lực đẩy giúp phóng tên lửa lên cao, từ chế tạo tên lửa baking soda từ vật liệu đơn giản + Vận dụng kiến thức hóa học để giải thích phản ứng baking soda giấm; áp dụng phản ứng hóa học việc cung cấp lượng cho tên lửa đồ chơi; tính tốn nồng độ dung dịch đưa vào thử nghiệm cho phản ứng vừa hết - Technology:+ Sử dụng Internet để tìm hiểu kiến thức, cách thức chế tạo tên lửa phóng baking soda + Các công cụ, thiết bị sử dụng suốt trình triển khai tạo thành sản phẩm: chai nhựa, nắp chai nhựa, que, bìa giấy cứng, keo dán, kéo… - Engineering: HS thực giải pháp kĩ thuật thiết kế nên sản phẩm, sử dụng dụng cụ, phương tiện kỹ thuật để gia công Thiết kế lắp ráp thành mơ hình tên lửat sản phẩm hồn chỉnh Ví dụ: cắt, uốn, vẽ hình, kết nối… để thực hóa ý tưởng thiết kế - Mathematics: Kiến thức tốn, tính tốn dự trù chi phí cho sản phẩm, tính tốn kích thước vật liệu cần để thiết kế Chuẩn bị 4.1 Giáo viên - Phương pháp dạy học: dạy học theo nhóm - Tài liệu hướng dẫn - Phiếu học tập, Phiếu đánh giá - Máy tính, máy chiếu Spacex: Phóng thành công tên lửa siêu mạnh Falcon Heavy 4.2 Học sinh 12 - Mỗi học sinh: Sổ ghi chép nhật kí dự án cá nhân - Nhóm trưởng: Sổ ghi chép nhật kí dự án nhóm - Một số ngun vật liệu dễ kiếm như: chai nhựa qua sử dụng, bìa giấy cứng, que… Tiến trình dạy học Hoạt động 1: Tìm hiểu kiến thức giao nhiệm vụ chế tạo tên lửa với baking soda Hoạt động 1: Khởi động a) Mục tiêu: Thông qua video, HS nhắc lại hợp chất Cacbon mà em biết b) Nội dung: Video đưa hình ảnh ngộ độc khí than phịng kín, khí gây hiệu ứng nhà kính c) Sản phẩm: HS đưa dự đoán dựa hiểu biết thân d) Tổ chức thực hiện: Làm việc nhóm Hoạt động 2: Hình thành kiến thức Hợp chất cacbon a) Mục tiêu: HS trình bày TCVL, hóa học cách điều chế hợp chất cacbon b) Tổ chức thực Nội dung: GV chia lớp làm nhóm, nhóm tìm hiểu nội dung sau: Cacbon monooxit, cacbon đioxit, muối cacbonat axit cacbonic theo nội dung - TCVL - TCHH (Có phương trình phản ứng minh họa) - Điều chế (nếu có) GV chuẩn bị phiếu tập theo mẫu sau phát cho HS để hồn thành nhóm báo cáo, thay cho ghi Cacbon monooxit cacbon đioxit muối axit cacbonic cacbonat TCVL TCHH Điều chế Sản phẩm: HS trình bày dạng bảng, dạng sơ đồ tư duy, poster Báo cáo, thảo luận: Các nhóm chuẩn bị trước nội dung nhà, báo cáo nội dung chuẩn bị Các nhóm khác lắng nghe, nhận xét Kết luận, nhận định: GV nhận xét, nhấn mạnh số oxi hóa cacbon hợp chất Hoạt động 3: Luyện tập a) Mục tiêu: giúp HS vận dụng kiến thức học để giải vấn đề thực tiễn, giao nhiệm vụ thiết kế tên lửa có khả “bay” với baking soda giấm ăn b) Nội dung: HS quan sát đoạn phim ngắn “Spacex: Phóng thành cơng tên lửa siêu mạnh Falcon Heavy”, từ hình thành ý tưởng ban đầu sản phẩm dự án 13 GV trình bày số thơng tin tên lửa; từ giới thiệu nhiệm vụ dự án chế tạo tên lửa với baking soda với yêu cầu: TT Tiêu chí Điểm tối đa Điểm đạt Tên lửa chế tạo từ vật liệu dễ kiếm Mẫu mã đẹp, cân đối Có đủ thông tin thông số kĩ thuật như: loại vật liệu, lượng chất sử dụng… Tên lửa hoạt động dựa vào phản ứng hóa học baking soda giấm Tính tốn để lượng baking soda giấm phản ứng vừa hết với c) Sản phẩm: HS nhận nhiệm vụ, tiến hành chia nhóm, lên phương án thiết kế, kiến thức có liên quan tới sản phẩm d) Tổ chức thực hiện: GV hướng dẫn HS nhà làm việc cá nhân, tìm nguồn tài liệu tham khảo qua internet, thư viện… Giai đoạn Nghiên cứu kiến thức hoạt động trải nghiệm a Mục đích hoạt động Tìm hiểu nội dung kiến thức có liên quan Chủ đề Hợp chất cacbon, phần muối cacbonat (Hóa học 11CB) Chủ đề Cấu tạo chất Thuyết động học phân tử (Vật lí 10) Lên kế hoạch hoạt động, làm việc nhóm Phác thảo sơ đồ thiết kế tên lửa kèm theo nguyên lí hoạt động b Nội dung hoạt động – GV giao nhiệm vụ cho nhóm + Mỗi nhóm nêu tên, nội dung kiến thức chủ đề có liên quan sử dụng để thiết kế, hồn thành nhiệm vụ + Trình bày phương án thiết kế sơ sản phẩm + Hình thức trình bày: Powerpoint, poster Câu hỏi định hướng cho chủ đề: Chủ đề Hợp chất cacbon, phần muối cacbonat Muối cacbonat chia làm loại? Nêu ví dụ Nêu tính chất vật lí, hóa học muối cacbonat Nêu CTHH natri hidrocacbonat, viết phương trình phản ứng với HCl, CH3COOH Giải thích tên lưa hoạt động dựa phản ứng Chủ đề Cấu tạo chất Thuyết động học phân tử (Vật lí 10) Nêu nội dung thuyết động học phân tử chất khí? Hãy dùng thuyết động học phân tử chất khí để giải thích chất khí gây áp suất lên thành bình áp suất lại tỉ lệ nghịch với thể tích chất khí? Dự đốn điều xảy nồng độ khí đột ngột tăng lên 14 thể tích bình kín/bình hở? c Sản phẩm hoạt động - Mơ tả trình bày kiến thức có liên quan tới nội dung chủ đề - Có video, hình ảnh, poster, báo cáo… kiến thức nền, vẽ mô tả sản phẩm, cách thiết kế hình dạng sản phẩm dự kiến d Cách thức tổ chức - HS làm việc nhóm -GV hướng dẫn HS lên kế hoạch chế tạo sản phẩm: Vẽ phác họa mơ hình chi tiết thích cho tên lửa chạy baking soda Lập danh sách nguyên vật liệu, thiết bị cần dùng Phân công công việc cụ thể cho thành viên nhóm Yêu cầu sản phẩm học tập: Poster thiết kế sản phẩm bao gồm nội dung: – Cấu tạo (hình vẽ) – Nguyên vật liệu dự kiến (có định lượng) – Ngun lí hoạt động (có lí giải) Giai đoạn Trình bày nội dung kiến thức thiết kế sản phẩm a Mục đích hoạt động Mơ tả thiết kế tên lửa phóng baking soda; Vận dụng kiến thức liên quan để lí giải bảo vệ sở khoa học nguyên tắc hoạt động lựa chọn phương án thiết kế; Lựa chọn phương án thiết kế tối ưu để thực chế tạo tên lửa với baking soda; Lên kế hoạch chế tạo sản phẩm b Nội dung hoạt động Mỗi thành viên vẽ ý tưởng thiết kế sản phẩm Cập nhật vào nhật kí cá nhân Các thành viên thảo luận tất ý tưởng thành viên lựa chọn ý tưởng tốt Vẽ vào nhật kí học tập nhóm Vẽ phác hoạ thiết kế sản phẩm Ghi rõ – Chú thích phận sản phẩm – Liệt kê nguyên vật liệu ứng với phận – Dự kiến kích thước, hình dáng, khối lượng, thể tích… thơng số kĩ thuật khác liên quan đến vật liệu dự định sử dụng để thiết kế cho sản phẩm – Vận dụng kiến thức kiến thức khác liên quan để giải thích chế hoạt động tên lửa phóng baking soda lựa chọn nguyên vật liệu thông số kĩ thuật Trong buổi lên lớp, HS báo cáo phương án thiết kế HS vận dụng kiến thức kĩ liên quan để bảo vệ phương án thiết kế GV HS khác phản biện Nhóm HS ghi nhận nhận xét, điều chỉnh đề xuất phương án tối ưu để 15 tiến hành làm sản phẩm Cuối tiết học, GV giao nhiệm vụ cho nhóm lên kế hoạch chi tiết phương án chế tạo tên lửa phóng baking soda c Sản phẩm hoạt động – Bản thiết kế – Bản ghi nhận ý kiến đóng góp bạn học câu hỏi, ý kiến phản biện nhóm bạn d Cách thức tổ chức - Giáo viên đưa yêu cầu về: + Nội dung cần trình bày; + Thời lượng báo cáo; + Cách thức trình bày quy trình + Thời gian báo cáo nhóm: phút + Thời gian đặt câu hỏi trao đổi: phút + Trong nhóm bạn báo cáo, HS ghi ý kiến nhận xét đặt câu hỏi tương ứng – GV thông báo tiêu chí đánh giá cho thiết kế - Học sinh báo cáo, thảo luận – Bài trình bày đánh giá theo tiêu chí phiếu đánh giá số Phiếu đánh giá số TT Tiêu chí Điểm Điểm tối đa đạt Tên lửa chế tạo từ vật liệu dễ kiếm 2 Mẫu mã đẹp, cân đối Có đủ thông tin thông số kĩ thuật như: loại vật liệu, lượng chất sử dụng… Tên lửa hoạt động dựa vào phản ứng hóa học baking soda giấm Tính tốn để lượng baking soda giấm phản ứng vừa hết với ***Một số phương án chế tạo tên lửa với baking soda – Tên lửa làm chai nhựa đặt vng góc với mặt đất, có trụ đỡ gắn vào đi, tên lửa miệng chai có gắn nắp chai – Tên lửa làm từ nhơm ghép lại với (như mơ hình thật), tên lửa nằm nghiêng góc 450 so với mặt đất Tên lửa làm từ bìa giấy khơng có trụ đỡ, nằm nghiêng so với mặt đất, dùng gỗ nhỏ gắn không sâu vào đuôi sau đổ nước Giai đoạn Chế tạo thiết bị thử tính dẫn điện dung dịch theo phương án thiết kế chọn a Mục đích hoạt động Chế tạo tên lửa với baking soda dựa phương án thiết kế tối ưu lựa chọn; Thử nghiệm sản phẩm điều chỉnh b Nội dung hoạt động 16 HS chế tạo tên lửa với baking soda theo nhóm ngồi học GV theo dõi, tư vấn hỗ trợ HS c Sản phẩm hoạt động – Tên lửa phóng baking soda – Bản thiết kế sau điều chỉnh (nếu có) – Bài báo cáo q trình kinh nghiệm chế tạo Tiêu chí đánh giá: TT Tiêu chí Điểm tối đa Điểm đạt Tên lửa chế tạo từ vật liệu dễ kiếm Mẫu mã đẹp, cân đối Có đủ thơng tin thơng số kĩ thuật như: loại vật liệu, lượng chất sử dụng… Tên lửa hoạt động dựa vào phản ứng hóa học baking soda giấm Tính tốn để lượng baking soda giấm phản ứng vừa hết với d Cách thức tổ chức GV lập nhóm Facebook yêu cầu HS cập nhật trình chế tạo sản phẩm Từ đó, GV đơn đốc, hỗ trợ tư vấn cần thiết Hướng dẫn chế tạo thử nghiệm sản phẩm Chế tạo: Dựa thiết kế điều chỉnh sau buổi bảo vệ việc thiết kế, nhóm học sinh chế tạo thiết bị thử tính dẫn điện theo phương án lựa chọn Thử nghiệm l Để đánh giá khả hoạt động tên lửa, GV cho HS tiến hành thử nghiệm trả lời câu hỏi sau: Phản ứng hóa học liên quan đến việc cung cấp lượng cho tên lửa? Thiết kế tên lửa tác động đến chuyển động tên lửa nào? Tên lửaphóng bao xa lần thử? Phản ứng kéo dài lần thử? (3) Phần thiết kế hoạt động tốt? (4) Phần thiết kế hoạt động khơng tốt? (5) Có thể làm để cải tiến thiết kế mình? Phác hoạ ghi rõ cách cải tiến Có thể suy nghĩ lượng chất, vật liệu làm thiết bị… Nếu sau Thử nghiệm lần sản phẩm ổn dừng lại Nếu chưa ổn tiến hành lại bước Cải thiện  Lên kế hoạch  Tạo dựng  Kiểm tra, lặp lại chu trình đến sản phẩm đạt kết tốt Phần thiết kế hoạt động tốt? 17 Phần thiết kế hoạt động khơng tốt? Có thể làm để cải tiến thiết kế mình? Thực điều chỉnh sản phẩm đến phiên tốt điều kiện thời gian nguồn lực Hoạt động 5: Trình bày sản phẩm “chế tạo tên lửa với baking soda” a Mục đích hoạt động Trình bày cách vận hành thao tác tên lửa phóng baking soda; Giải thích thành cơng thất bại sản phẩm; Đề xuất ý tưởng cải tiến tên lửa phóng baking soda b Nội dung hoạt động HS báo cáo thử nghiệm sản phẩm GV HS nhận xét nêu câu hỏi HS giải thích thành cơng thất bại thiết bị đề xuất phương án cải tiến c Sản phẩm hoạt động  Bản đề xuất cải tiến tên lửa với baking soda  Hồ sơ học tập hoàn chỉnh dự án “Chế tạo tên lửa với baking soda” d Cách thức tổ chức GV tổ chức buổi báo cáo sản phẩm theo bước: Báo cáo lớp Nội dung báo cáo nhóm – Tiến trình chế tạo sản phẩm – Kết lần thử nghiệm – Phương án thiết kế cuối – Cách sử dụng tên lửa phóng baking soda Thử nghiệm sản phẩm lớp học phịng thí nghiệm – HS tiến hành thực cho tên lửa phóng baking soda – GV HS ghi nhận vào phiếu đánh giá tên lửa với baking soda cho nhóm Tổng kết, đánh giá dự án lớp – HS GV nhận xét sản phẩm – GV tổng kết đánh giá chung dự án + Kiến thức, kĩ liên quan + Kĩ làm việc nhóm + Kĩ trình bày, thuyết phục … Một số câu hỏi: 1.Tên lửa thực tế hoạt động nào? Ở mơ hình này, em vận dụng nguyên lí để tên lửabay được? Em vận dụng phản ứng hóa học để chế tạo tên lửa hoạt động được? Phản ứng hóa học xảy được? Nêu kĩ mà em rèn luyện qua dự án? Em thích sản phẩm nhóm nhất? Tại sao? 18 Nếu có thời gian thêm để làm sản phẩm, em cải tiến sản phẩm nào? Một số hình ảnh HS thực chủ đề 19 ĐỀ KIỀM TRA 15 PHÚT CHƯƠNG SỰ ĐIỆN LI Câu 1: (2 điểm) Quan sát TN rút nhận xét khả dẫn điện dung dịch? Nhận xét: - Nước cất, dung dung dịch saccarozơ …………………………………………… - Dung dịch muối NaCl, dung dịch axit HCl, dung dịch bazơ NaOH , … …… …………………………………………………………………………………… …… Giải thích: - Dung dịch axit, bazơ muối dẫn điện có chứa ………………………………………… Chúng gọi chất ………………………………………………………………………… - Chất điện li chất …… nước (hoặc nóng chảy) phân li ……… Chất điện li gồm ……………………… Câu 2: (1,5 điểm) Viết phương trình điện li chất sau dung dịch (nếu có): CH3COOH, NaCl, Mg(OH)2, HCl, C6H12O6 Trắc nghiệm khách quan: (6 điểm) Câu 3: Các dung dịch axit, bazơ, muối dẫn điện dung dịch chúng có A ion trái dấu B anion (ion âm) C cation (ion dương) D chất Câu 4: Dung dịch sau có khả dẫn điện? A Dung dịch đường B Dung dịch rượu C Dung dịch muối ăn D Dung dịch benzen ancol Câu 5: Dung dịch chất sau không dẫn điện được? A HCl C6H6 (benzen) B Ca(OH)2 nước C CH3COONa nước D NaHSO4 nước Câu 5: Câu sau nói điện li? A Sự điện li hòa tan chất vào nước thành dung dịch B Sự điện li phân li chất tác dụng dòng điện 20 C Sự điện li phân li chất thành ion dương ion âm chất tan nước hay trạng thái nóng chảy D Sự điện li thực chất q trình oxi hóa - khử Câu 7: Chất không phân li ion hòa tan nước? A MgCl2 B HClO3 C Ba(OH)2 D C6H12O6 Câu 8: Chất sau thuộc loại chất điện li mạnh? A CH3COOH B C2H5OH C H2O D NaCl Câu 9: Dãy chất sau đây, nước chất điện li mạnh? A H2SO4, Cu(NO3)2, CaCl2, H2S B HCl, H3PO4, Fe(NO3)3, NaOH C HNO3, CH3COOH, BaCl2, KOH D H2SO4, MgCl2, Al2(SO4)3, Ba(OH)2 Câu 10: Trộn lẫn 200 ml dung dịch NaCl 0,2M 300 ml dung dịch Na2SO4 0,2M thu dung dịch X Nồng độ cation Na+ dung dịch X A 0,23M B 1M C 0,2M D 0,1M 21 ĐỀ KIỀM TRA 15 PHÚT CHƯƠNG CACBON - SILIC Câu 1: Hiện “nước đá khô” sử dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực như: bảo quản thực phẩm, bảo quản hạt giống khô, làm đông lạnh trái cây, bảo quản vận chuyể chế phẩm sinh học, dùng làm sương mù hiệu ứng đặc biệt… “Nước đá khô” điều chế cách nén áp suất cao khí sau đây? A CO2 B N2 C SO2 D O2 Câu 2: Tiến hành phản ứng khử oxit X thành kim loại khí CO (dư) theo sơ đồ hình vẽ: Oxit X A CuO B Al2O3 C K2O D MgO Câu 3: Khử hoàn toàn 8,0 gam bột Fe2O3 thành Fe nhiệt độ cao thể tích khí CO tối thiểu (đktc) cần là: A 1,12 lít B 3,36 lít C 6,72 lít D 2,24 lít Câu 4: Dẫn lượng khí CO dư qua ống sứ đựng m gam oxit sắt từ nung nóng Sau phản ứng xảy hồn tồn thu 5,88 gam sắt Giá trị m A 12,18 B 8,40 C 7,31 D 8,12 Câu 5: Dung dịch sau tác dụng với dung dịch Ba(HCO 3)2, vừa thu kết tủa, vừa có khí ra? A NaOH B HCl C Ca(OH)2 D H2SO4 Câu 6: Những người đau dày thường có pH < (thấp so với mức bình thường pH từ – 3) Để chữa bệnh, người bệnh thường uống trước bữa ăn A nước B nước mắm C nước đường D dung dịch NaHCO3 Câu 7: Cho phát biểu sau: (1) CO2 chất gây nên hiệu ứng nhà kính, làm cho Trái Đất bị nóng lên (2) Canxi cacbonat (CaCO3) tinh khiết chất bột màu trắng, nhẹ, dùng làm chất độn số ngành công nghiệp (3) Natri cacbonat khan (Na2CO3, cịn gọi sơ-đa khan) dùng công nghiệp thuỷ tinh, đồ gốm, bột giặt, (4) Natri hiđrocacbonat (NaHCO3) dùng công nghiệp thực phẩm NaHCO3 dùng làm thuốc chữa bệnh đau dày (thuốc muối nabica) Số phát biểu A 4.B C D Câu 8: Dung dịch sau phản ứng với dung dịch HCl dư tạo chất khí? A Ba(OH)2 B Na2CO3 C K2SO4 D Ca(NO3)2 22 Câu 9: Hoà tan m gam hỗn hợp gồm KHCO CaCO3 lượng dư dung dịch HCl, thu 11,2 lít khí CO2 (đktc) Giá trị m A 40 B 50 C 60 D 100 Câu 10: Nung nóng 100 gam hỗn hợp NaHCO3 Na2CO3 đến khối lượng không đổi, thu 69 gam hỗn hợp rắn Phần trăm khối lượng NaHCO hỗn hợp A 80% B 70% C 80,66% D 84% 23 ... STEM vào giảng dạy Hóa học tơi lựa chọn đề tài ? ?Phát triển lực giải vấn đề sáng tạo học sinh thông qua giáo dục STEM giảng dạy phần vơ Hóa học 11, trường THPT Như Xuân II? ?? làm SKKN cho năm học. .. học, thẩm mĩ - Năng lực tư phản biện Năng lực chuyên biệt Hóa học: - Năng lực vận dụng kiến thức hóa học vào thực tiễn sống - Năng lực giải vấn đề thơng qua mơn hóa học - Năng lực thực hành hóa. .. dụng giáo dục STEM giảng dạy phần vơ Hóa học 11 giúp HS nâng cao chất lượng học tập, góp phần PTNL giải vấn đề sáng tạo học tập mơn Hóa học Có thể thấy SKKN mang tới hiệu rõ rệt giảng dạy mơn Hóa