Đang tải... (xem toàn văn)
SKKN Vận dụng giáo dục STEM và tư liệu ở địa phương trong quá trình dạy học phần Hợp kim của sắt (hóa học 12), nhằm thúc đẩy hứng thú học tập cho học sinh, nâng cao hiệu quả dạy và học ở trường THPT T[.]
MỤC LỤC Trang I Mở đầu I.1 Lí chọn đề tài I.2 Mục đích nghiên cứu I.3 Đối tượng nghiên cứu I.4 Phương pháp nghiên cứu II Nội dung sáng kiến kinh nghiệm .2 II.1 Cơ sở lí luận .2 II.1.1 Khái niệm .2 II.1.2 Ý nghĩa việc vận dụng giáo dục STEM tư liệu địa phương trình dạy học mơn hóa học II.1.2 Thực trạng việc vận dụng giáo dục STEM tư liệu địa phương giảng dạy mơn hóa học trường THPT Tĩnh Gia II.3 Giải pháp sử dụng để giải vấn đề II.3.1 Những kỹ tích hợp giáo dục STEM .4 II.3.2 Tư liệu công ty Thép địa bàn khu kinh tế Nghi Sơn huyện Tĩnh Gia – tỉnh Thanh Hóa II.3.3 Vận dụng giáo dục STEM tư liệu địa phương dạyhọc II.3.3.1 Khai thác, sử dụng tư liệu địa phương để dạy nội khóa lớp 12 II.3.3.2 Giáo dục STEM học nội khóa Cơng ty Thép Nghi Sơn 10 II.3.3.3 Giáo dục STEM hoạt động tham quan ngoại khóa 13 II.4 Hiệu sáng kiến kinh nghiệm 15 III Kết luận, kiến nghị 16 III.1 Kết luận 16 III.2 Kiến nghị .17 Tài liệu tham khảo 17 Danh mục đề tài SKKN hội đồng đánh giá xếp loại cấp Sở GD & ĐT 18 SangKienKinhNghiem.net I – MỞ ĐẦU I.1 Lí chọn đề tài Tại hội nghị ASEM 2017 với chủ đề “Giáo dục sáng tạo xây dựng nguồn nhân lực phát triển bền vững” Bộ trưởng Phùng Xuân Nhạ nhấn mạnh ”Đẩy mạnh tiếp cận liên ngành giáo dục đào tạo nhằm phát triển người toàn diện, tạo hội học tập gắn với cánh mạng cơng nghiệp 4.0” Chương trình giáo dục phổ thông tổng thể nêu lên phẩm chất chủ yếu cần hình thành, phát triển học sinh là: yêu nước, nhân ái, chăm chỉ, trung thực, trchs nhiệm hướng tới 10 lực cốt lõi : lực tự chủ tự học, lực giao tiếp hợp tác, lực giải vấn đề sáng tạo, lực ngơn ngữ, lực tính tốn, lực tìm hiểu tự nhiên xã hội, lực cơng nghệ, lực tin học, lực thẩm mỹ, lực thể chất [1] Giáo dục STEM cách tiếp cận liên ngành q trình học, khái niệm học thuật mang tính nguyên tắc lồng ghép với học giới thực, học sinh áp dụng kiến thức khoa học, cơng nghệ, kỹ thuật tốn học 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 khả cạnh tranh kinh kế [2] Với học sinh phổ thông, việc theo học mơn học STEM cịn có ảnh hưởng tích cực tới khả lựa chọn nghề nghiệp tương lai Khi học nhiều dạng kiến thức thể tích hợp, học sinh chủ động thích thú với việc học tập thay thái độ e ngại tránh né lĩnh vực đó, từ khuyến khích em có định hướng tốt chọn chuyên ngành cho bậc học cao chắn cho nghiệp sau Trong q trình dạy học mơn hóa học nay, việc tiếp cận, lồng ghép giáo dục STEM vào nội dung chương trình tạo tạo hứng thú học tập, tinh thần hăng say nghiên cứu, tìm tịi học sinh bước đầu tạo hiệu ứng tích cực việc giáo dục định hướng STEM trường học Trường THPT Tĩnh Gia đóng địa bàn khu Kinh tế Nghi Sơn, có công ty cổ phần gang thép Nghi Sơn (VAS thép Nghi Sơn) nguồn tư liệu, phương tiện trực quan có giá trị để dạy học phần “hợp kim sắt” (hóa học 12) nhằm tạo cho em niềm vui, hứng khởi học tập nhằm phát huy tinh thần yêu nước lòng tự hào dân tộc, bảo vệ tài nguyên thiên nhiên, môi trường đồng thời có tính hướng nghiệp cho em học tập công tác quê hương Xuất phát từ thực tế giảng dạy phạm vi sáng kiến kinh nghiệm lựa chọn đề tài “ Vận dụng giáo dục STEM tư liệu địa phương trình dạy học phần Hợp kim sắt (hóa học 12), nhằm thúc đẩy hứng thú học tập cho học sinh, nâng cao hiệu dạy học trường THPT Tĩnh Gia 3” I.2 Mục đích nghiên cứu Để nâng cao chất lượng mơn, phát huy tính tích cực, chủ động học sinh, tiếp cận, đáp ứng chương trình giáo dục phổ thơng mới, việc tăng cường sử dụng phương tiện trực quan, hoạt động trải nghiệm có vai trị quan trọng Vận dụng giáo dục STEM với tư liệu địa phương địa bàn tỉnh Thanh Hóa q trình dạy học thúc đẩy hứng thú học tập Học sinh vận SangKienKinhNghiem.net dụng kiến thức học vào thực tiễn; vận dụng thực tiễn để tiếp nhận kiến thức, từ hình thành phát huy tiềm sáng tạo thân I Đối tượng nghiên cứu Trong q trình dạy học chương trình hóa học 12, việc vận dụng giáo dục STEM tư liệu địa phương Thanh Hóa tạo hứng thú học tập học sinh, nâng cao hiệu dạy học Dưới hướng dẫn giáo viên, học sinh tham gia trực tiếp chủ động, tích cực hoạt động Tạo điều kiện để học sinh nhận thức lực phát huy tiềm thân, hình thành phẩm chất lực cốt lõi, tính cực hóa thân, bảo vệ tài nguyên thiên nhiên định hướng nghề nghiệp cho học sinh lớp 12 I Phương pháp nghiên cứu Xây dựng sở lý thuyết theo phương pháp diễn dịch, so sánh Phương pháp điều tra khảo sát thực tế thu thập thông tin thực trạng dạy học mơn hóa học có vận dụng sử dụng giáo dục STEM tư liệu địa phương trường trung học phổ thơng Tĩnh Gia 3, từ thực giải pháp nhằm nâng cao hiệu dạy học Thảo luận dạng seminar kiến thức tiếp nhận Phương pháp thống kê, sử lý số liệu để có thông tin cần thiết đánh giá hiệu trước sau thực đề tài Giao nhiệm vụ học tập cho học sinh có kế hoạch thực cụ thể II – NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM II.1 Cơ sở lí luận II.1.1 Khái niệm STEM viết tắt từ Science (khoa học), Technology (cơng nghệ), Engineering (kỹ thuật) Math (tốn học) Giáo dục STEM chất hiểu trang bị cho người học kiến thức kỹ cần thiết liên quan đến lĩnh vực khoa học, công nghệ, kỹ thuật toán học Các kiến thức kỹ (gọi kỹ STEM) phải tích hợp, lồng ghép bổ trợ cho giúp học sinh không hiểu biết nguyên lý mà cịn áp dụng để thực hành tạo sản phẩm sống ngày [3] So sánh giáo dục truyền thống giáo dục định hướng STEM : Giáo dục STEM sử dụng Đặc trưng Giáo dục truyền thống tư liệu thực tế Mục đích - Hình thành phát triển hệ - Hình thành phát triển thống tri thức khoa học, phẩm chất, lực, tư tưởng, lực nhận thức hành động ý chí, tình cảm, kỹ sống Nội dung - Kiến thức khoa học, nội - Kiến thức thực tiễn gắn bó dung thành phần chương, với đời sống, địa phương, cộng bài, có mối liên hệ logic chặt đồng, đất nước thành chủ chẽ điểm mang tính mở Hình thức tổ - Có quy trình chặt chẽ, hạn - Đa dạng, linh hoạt, mở chức chế không gian, thời gian, không gian, thời gian, quy mô, quy mô đối tượng tham đối tượng Có nhiều lực lượng gia Người tổ chức hoạt động tham gia tổ chức hoạt động học tập thường giáo viên với mức độ khác SangKienKinhNghiem.net Tương tác, phương pháp Kiểm tra, đánh giá - Thầy đạo, hướng dẫn, trò hoạt động - Năng lực tư Theo chuẩn chung Thường đánh giá kết đạt điểm số - Đa chiều Học sinh tự hoạt động, trải nghiệm - Kinh nghiệm, lực thực Theo u cầu mang tính cá biệt, phân hóa Thường đánh giá kết đạt nhận xét II.1.2 Ý nghĩa việc vận dụng giáo dục STEM tư liệu địa phương trình dạy học mơn hóa học Hóa học lại ngành khoa học thực nghiệm, có vai trị quan trọng sống cần thiết ngành khoa học công nghệ khác Một số học sinh chưa nhận thức chất tầm quan trọng hóa học sống Đối với em, hóa học mơn học trừu tượng Trong xu tồn cầu hóa nay, giáo dục đầu tư nhiều Nâng cao chất lượng đào tạo vấn đề nhà giáo dục quan tâm, nghiên cứu Muốn nâng cao hiệu dạy học, Giáo viên cần nắm vững kiến thức, linh hoạt phương pháp, đặc điểm tâm lý học sinh nhằm kích thích hoạt động sáng tạo độc lập, phát huy trí thông minh, khả học hỏi, mặt khác phải gây hứng thú học tập Từ đó, em tự tìm hiểu điều lạ sống giới xung quanh cho Khi xây dựng hứng thú học tập nơi học sinh kiến thức hóa học giới vui nhộn, bổ ích; tiết học trải nghiệm thoải mái Giúp học sinh tiếp cận hình thức thảo luận seminar II.2 Thực trạng việc vận dụng giáo dục STEM tư liệu địa phương giảng dạy mơn hóa học trường THPT Tĩnh Gia Các giáo viên nhận thức rõ tầm quan trọng việc vận dụng giáo dục STEM sử dụng tư liệu trình dạy học, đặc biệt tư liệu địa phương, coi phương tiện dạy học có hiệu cao gần gũi với em Mặt khác, đáp ứng yêu cầu việc dạy học chương trình phổ thơng Tuy nhiên giáo viên chưa có nhiều kinh nghiệm việc vận dụng giáo dục STEM, tổ chức cho học sinh học tập ngoại khóa sử dụng tư liệu địa phương dạy học hóa học lớp 12 Bởi nhiều yếu tố việc tổ chức cho học sinh học tập gặp nhiều bất cập, thời gian, tốn kinh phí cơng sức chuẩn bị, tâm lí học sinh phụ huynh Trong chương trình hành tài liệu hướng dẫn cụ thể cho việc dạy học theo hình thức chưa nhiều, chủ yếu hoạt động lên lớp, thực mục tiêu chủ yếu phát triển phẩm chất, so với mục tiêu chủ yếu dạy học lớp phát triển trí tuệ Đối với học sinh thơng trường THPT Tĩnh Gia 3, qua tìm hiểu tơi thấy việc vận dụng giáo dục STEM kết hợp với tư liệu địa phương với em hiệu Đa số em hứng thú với học sử dụng phương tiện trực quan, học trải nghiệm thực tế, tham quan ngoại khóa, hỏi việc tìm hiểu tư liệu địa phương quê hương em biết nhiều khơng có điều kiện tham quan học tập Những năm qua, kinh tế nước giới cịn có nhiều khó khăn Thanh Hóa lên địa phương có nhiều chuyển biến tích cực SangKienKinhNghiem.net việc thu hút đầu tư; điểm nhấn Khu kinh tế Nghi Sơn dự án đầu tư trọng điểm vào hoạt động hiệu Vì việc vận dung giáo dục STEM sử dụng tư liệu địa phương cần giáo viên môn hóa học coi trọng, đặc biệt tư liệu khu kinh tế Nghi Sơn có ý nghĩa học sinh trường THPT tỉnh Thanh Hóa II.3 Giải pháp sử dụng để giải vấn đề II.3.1 Những kỹ tích hợp giáo dục STEM Kỹ khoa học: Học sinh trang bị kiến thức khái niệm, nguyên lý, định luật sở lý thuyết giáo dục khoa học Mục tiêu quan trọng thông qua giáo dục khoa học, học sinh có khả liên kết kiến thức để thực hành có tư để sử dụng kiến thức vào thực tiễn để giải vấn đề thực tế Kỹ cơng nghệ: Học sinh có khả sử dụng, quản lý, hiểu biết, truy cập công nghệ, từ vật dụng đơn giản bút, quạt đến hệ thống phức tạp mạng internet, máy móc Kỹ kỹ thuật: Học sinh trang bị kỹ sản xuất đối tượng hiểu quy trình để làm Vấn đề địi hỏi học sinh phải có khả phân tích, tổng hợp kết hợp để biết cách làm để cân yếu tố liên quan (như khoa học, nghệ thuật, công nghệ, kỹ thuật) để có giải pháp tốt thiết kế xây dựng quy trình Ngồi học sinh cịn có khả nhìn nhận nhu cầu phản ứng xã hội vấn đề liên quan đến kỹ thuật Kỹ toán học: Là khả nhìn nhận nắm bắt vai trị tốn học khía cạnh tồn giới Học sinh có kỹ tốn học có khả thể ý tưởng cách xác, có khả áp dụng khái niệm kĩ toán học vào sống ngày Song song kỹ STEM, Giáo dục STEM trang bị cho học sinh kỹ phù hợp để phát triển kỷ 21 Bộ kỹ Thế kỷ 21 tóm tắt gồm kỹ chính: - Tư phản biện kỹ giải vấn đề - Kỹ trao đổi cộng tác - Tính sáng tạo kỹ phát kiến - Văn hóa cơng nghệ thơng tin truyền thơng - Kỹ làm việc theo dự án - Kỹ thuyết trình Những học sinh theo học theo cách tiếp cận giáo dục STEM có ưu bật như: kiến thức khoa học, kỹ thuật, công nghệ toán học chắn, khả sáng tạo, tư logic, hiệu suất học tập làm việc vượt trội có hội phát triển kỹ mềm tồn diện khơng gây cảm giác nặng nề, tải học sinh Với học sinh phổ thông, việc theo học môn học STEM cịn có ảnh hưởng tích cực tới khả lựa chọn nghề nghiệp tương lai Khi học nhiều dạng kiến thức thể tích hợp, học sinh chủ động thích thú với việc học tập thay thái độ e ngại tránh né lĩnh vực đó, từ khuyến SangKienKinhNghiem.net khích em có định hướng tốt chọn chuyên ngành cho bậc học cao chắn cho nghiệp sau Giáo dục STEM vận dụng phương pháp học tập chủ yếu dựa thực hành hoạt động trải nghiệm sáng tạo Các phương pháp giáo dục tiến bộ, linh hoạt Học qua dự án – chủ đề, Học qua trò chơi đặc biệt phương pháp Học qua hành áp dụng triệt môn học tích hợp STEM [3] II 3.2 Tư liệu công ty Thép địa bàn khu kinh tế Nghi Sơn - huyện Tĩnh Gia – tỉnh Thanh Hóa Ngày 02/01/2007, Công ty Cổ phần Gang Thép Nghi Sơn thành lập với ngành nghề sản xuất thép, Công ty Chủ đầu tư Khu liên hợp Gang thép Nghi Sơn với công suất 7,0 triệu tấn/năm Dự án Cụm Cảng Tổng hợp quốc tế Gang thép Nghi Sơn gồm bến cảng Hình 01 Cổng Cơng ty TNHH MTV Thép Vas Nghi Sơn Hình 02 Công ty TNHH MTV Thép Vas Nghi Sơn SangKienKinhNghiem.net Hình 03 Cơng nhân Cơng ty TNHH MTV Thép Vas Nghi Sơn Hình 04 Cơng ty TNHH MTV Thép Vas Nghi Sơn Trong giới hạn đề tài sử dụng số tư liệu công ty TNHH MTV Thép Vas Nghi Sơn để giảng dạy phần hợp kim sắt (hóa học 12) II.3.3 Vận dụng giáo dục STEM tư liệu địa phương dạy học II.3.3.1 Khai thác, sử dụng tư liệu địa phương để dạy nội khóa lớp 12 Vị trí, mục tiêu, nội dung phần hợp kim sắt (hóa học 12) vận dụng Nội dung : Hợp kim sắt Cấu tạo quy trình hoạt động lị cao ( Dẫn chứng cơng ty Thép Vas Nghi Sơn) - Mục tiêu cần đạt: + Kiến thức: Cấu tạo quy trình hoạt động lò sản xuất gang, thép + Tư tưởng: Bảo vệ tài nguyên thiên nhiên, bảo vệ môi trường Ở xã thuộc huyện Như Thanh Xuân Thái, Thanh Tân, Thanh Kỳ tiếp giáp khu kinh tế Nghi Sơn có mỏ quặng sắt có trữ lượng lớn dọc ven hồ nước Yên Mỹ Mỏ sắt rộng hàng chục hecta kéo dài từ xã Xuân Thái, qua xã Thanh Tân xuống xã Thanh Kỳ + Kỹ năng: Quan sát, đánh giá, nhận xét, phân tích * Để sử dụng tài liệu có hiệu trước hết phải nghiên cứu sách giáo khoa, sau giáo viên đến địa điểm để sưu tầm tài liệu, phục vụ cho nội dung SangKienKinhNghiem.net giảng Đi tham quan toàn địa điểm để xác định : Tư liệu tranh ảnh phù hợp với nội dung giảng, dùng Powerpoint để soạn dạy * Giáo viên tổ chức cho học sinh sưu tầm tư liệu liên quan đến nội học như: Công ty Thép Vas Nghi Sơn, mỏ quặng sắt Thanh Tân, Thanh Kỳ giáp xã Tân Trường, địa bàn xã mà học sinh cư trú Ví dụ: Khi dạy q trình luyện quặng thành gang lị cao học sinh tìm hiểu tư liệu cấu tạo lị cao; tư liệu cơng ty Thép Vas Nghi Sơn Lò cao thiết bị khổng lồ sản xuất gang từ quặng sắt Để thu gang từ quặng, phải sử dụng chất hoàn nguyên sắt, đồng thời phải cung cấp nhiệt lượng để tạo điều kiện cho phản ứng hồn ngun biến liệu lị thành dạng lỏng, tách xỉ gang Khí than lị cao lưu động ngược hướng với liệu lị, liệu lị thời gian trải qua biến đổi hình thái từ dạng rắn đến thể biến mền đến thể lỏng Than cốc (C) vừa chất tạo mơi trường hồn ngun, vừa chất cấp nhiệt đồng thời có tác dụng làm cốt, tạo đường thơng cho khí than lị lên Trong quặng ngồi khống vật có ích Fe2O3 ; Fe3O4 cịn có đá vơi CaO, MgO; Al2O3 khơng thể hoàn nguyên SiO2 ; MgO hoàn nguyên điều kiện lò cao, để làm cho đá vỉa nóng chảy thành xỉ lị có điều kiện lưu động tự do, từ tách khỏi gang, phải cho thêm lượng chất trợ dung định Ngoài để giảm tỷ lệ cốc phun số nhiên liệu vào mắt gió dầu nặng, khí than khí thiên nhiên để thay phần than cốc Nguyên liệu dùng cho sản xuất lị cao chủ yếu có: Quặng sắt (quặng giàu thiên nhiên quặng giàu nhân tạo), than cốc, chất trợ dung phun nhiên liệu phụ Các nguyên liệu (trừ chất phun) theo tỷ lệ định từ đỉnh lò nạp vào lị Từ mắt gió phần quạt gió nóng vào, than cốc cháy trước mắt gió sinh khí than, khí than q trình lên hồn thành nhiệm vụ hồn ngun gia nhiệt liệu lị Cấu tạo lị cao bao gồm: - Cổ lị: có dạng hình trụ, xây gạch samốt Ở xảy trình bốc nước liệu đưa vào - Thân lò: thân lò thiết kế cho phù hợp với trình giãn nở nhiệt liệu, độ nghiêng góc nghiêng thân lị tính tốn phụ thuộc chất lượng quặng cốc Ở xảy phản ứng hoàn nguyên gián tiếp khí phản ứng hồn ngun trực tiếp C - Bụng lị: có đường kính lớn Tại bụng lị bắt đầu có biến mền liệu đưa vào Ở phần lớn xảy phản ứng hoàn nguyên trực tiếp - Hơng lị thu nhỏ có góc nghiêng phù hợp với liệu giai đoạn nóng chảy - Nồi lị: nơi xảy vùng cháy, tạo gang, tạo xỉ Thể tích nồi lị thu nhỏ so với phần Q trình hố lý xảy lị cao phức tạp Chúng ta tóm tắt phản ứng cụ thể sau đây: H2O(lỏng) H2O(hơi) ; H2O hydrat H2O(hơi) t FeCO3 FeO + CO2; t MnCO3 MnO + CO2 t CaO + CO2 CaCO3 0 SangKienKinhNghiem.net Hoàn nguyên gián tiếp t Fe2O3 + CO(H2) Fe3O4 + CO2(H2O) t Fe3O4 + CO(H2) FeO + CO2(H2O) t Mn3O4 + CO2(H2O) Mn2O3 + CO(H2) t Mn3O4 + CO(H2) MnO + CO2(H2O) Hoàn nguyên trực tiếp t FeO + C Fe + CO t MnO + C Mn + CO Phản ứng cháy t t C + O2 CO2 ; C + O2 CO t C + H2O CO + H2 Trong xỉ t FeO + C Fe + CO t MnO + C Mn + CO t SiO2 + C Si + CO t C + FeS + CaO Fe + CaS + CO Trong gang t Fe + C Fe3C t Mn + C Mn3C Trắc đồ lò cao 0 0 0 0 0 0 0 Hình 05 Sơ đồ: Quy trình sản xuất thép khép kín từ thượng nguồn Q trình cháy mắt gió nguyên nhân động lực tất q trình khác lị cao Vùng cháy chiếm 35% thể tích lị cao, chiếm 20% - 30% SangKienKinhNghiem.net tiết diện ngang nồi lị Vùng cháy rộng liệu dễ tụt xuống vùng cháy sinh nhiệt cấp cho q trình nóng chảy, biến mềm, tạo gang, tạo xỉ Trong vùng cháy xảy phản ứng sau: t 2C + O2 2CO t 2CO + O2 2CO2 t C + O2 CO2 t 2CO C + CO2 Thành phần vùng cháy: - O2 vào giảm xuống đến hết - CO2 vào tăng đến cực đại sau giảm - CO vào tăng - N2 tương đối có giảm (do tăng phản ứng cháy nên tăng thể tích) Q trình cháy mắt gió đóng vai trị quan trọng lị cao Chúng ta cần nghiên cứu đến yếu tố ảnh hưởng đến trình cháy để đưa quy trình điều khiển thích hợp Các yếu tố ảnh hưởng đến q trình cháy mắt gió - Áp suất gió nóng: áp suất gió nóng lớn động gió thổi vào lị lớn nên vùng cháy đưa sâu vào Nhưng áp suất lớn trở lực lớn nên có chênh lệch áp suất lò lớn đỉnh lị đáy lị gây treo liệu Do cần phải điều chỉnh cho hợp lý áp suất gió nóng vào lị cao - Nhiệt độ gió nóng: nhiệt độ gió nóng phản ứng cháy xảy mãnh liệt Khi nhiệt độ gió nóng thể tích gió lớn áp suất cao nên mở rộng vùng cháy vào phía bên - Nhiên liệu phụ: Nhiên liệu phụ phun vào lò cao nhằm giảm lượng tiêu thụ cốc có ảnh hưởng đến vùng cháy Nhiên liệu phun vào phân huỷ thu nhiệt làm giảm nhiệt độ vùng cháy, phải tăng nhiệt độ gió nóng phun gió giàu ơxy Q trình cháy mắt gió động lực q trình khác lò cao Chúng ta mong muốn phải điều chỉnh trình cháy cho hợp lý phối hợp điều kiện áp suất, nhiệt độ, lưu lượng hợp lý để tăng suất lò cao Nhiệm vụ than cốc: Than cốc loại than hoạt tính tốt, tính cao, bền cơ, bền nhiệt, chất bốc tốt lượng tro Than cốc nguyên liệu cho lị cao có vai trị sau: - Cháy cấp nhiệt cho lò - Là chất hoàn nguyên: hoàn nguyên gián tiếp CO hoàn nguyên trực tiếp C - Tạo gang lò cao Fe3C - Làm khung cho lò cao Tóm lại: lị cao - Than cốc tạo mơi trường hồn ngun thể khí (phần lị) - Từ vùng nhão (bụng lị & hơng lị), vùng lỏng (nồi lị), (xỉ & gang lỏng) có mơi trường hồn ngun mạnh xảy phản ứng hoàn nguyên trực tiếp C than cốc 0 0 SangKienKinhNghiem.net - Toàn lị cao mơi trường hồn ngun, riêng vùng cháy có mơi trường ơxy hố vùng cháy chiếm 35% thể tích lị cao Nhiệm vụ khơng thể thay than cốc làm khung xương cho lị cao.[4] Nguồn than có Việt Nam chủ yếu than antraxit, than khơng thể dùng hồn tồn cho luyện kim có yếu tố khơng thích hợp Tuy nhiên sử dụng lượng nhỏ hợp lý than antraxit để phun vào lò cao nhằm thay lượng cốc định Ví dụ phun 100 – 300 kg than antraxit/ gang Cần có biện pháp nhằm giảm lượng tiêu thụ cốc lò cao để tăng suất lò mang lại hiệu kinh tế Vận dụng giáo dục STEM sử dụng tư liệu khu kinh tế Nghi Sơn trình giảng dạy phần hợp kim sắt (hóa học 12) thơng qua việc tìm hiểu trực tiếp hoạt động thực tế Từ học sinh biết tìm vị Thanh Hóa mà cố gắng học tập để phục vụ, xây dựng quê hương, đất nước, bảo vệ tài nguyên thiên nhiên môi trường II.3.3.2 Giáo dục STEM học nội khóa Cơng ty Thép Nghi Sơn Hình 06: Tổ chức dạy học thực địa qua phần hợp kim sắt Hình 07: Luyện thép 10 SangKienKinhNghiem.net Bài học thực địa có ý nghĩa lớn học sinh ba mặt: Kiến thức, tư tưởng - tình cảm, kỹ giúp học sinh quan sát, bổ sung, cụ thể hóa kiện mà em nghiên cứu, giúp đa dạng hóa hoạt động nhận thức, gây hứng thú cho hoạt động học tập hóa học Nó cịn có tác dụng nâng cao hiểu biết cơng nghiệp hóa, đại hóa, giáo dục lịng u q hương đất nước, thẩm mỹ Giáo dục ý thức bảo vệ nguồn tài nguyên thiên nhiên bảo vệ môi trường sống Giáo viên tiến hành học bình thường phần củng cố kiến thức cần ghi nhớ lớp địa điểm công ty Thép Vas Nghi Sơn, nhân viên công ty hướng dẫn em tham quan, tìm hiểu quy trình hoạt động nhà máy Sau em tìm hiểu nắm vững quy trình giáo viên giúp em khắc sâu, nhớ lâu kiến thức việc hướng dẫn em thăm quan tìm hiểu nội dung học số câu hỏi, kiến thức sau Câu 1: Cho biết khái niệm, phân loại gang thép? Học sinh trả lời câu hỏi dựa trình tìm hiểu Câu 2: Cho biết nguyên liệu sản xuất gang thép? Nguyên liệu sản xuất gang: Quặng sắt oxit (quặng hematit đỏ Fe2O3), than cốc, chất chảy (CaCO3 SiO2) Nguyên liệu sản xuất thép: Gang trắng gang xám, sắt thép phế liệu; chất chảy CaO, nhiên liệu dầu mazut khí đốt, khí oxi Câu 3: Cho biết nguyên tắc sản xuất gang thép? Nguyên tắc luyện quặng thành gang: Khử quặng sắt oxit than cốc lò cao Nguyên tắc luyện gang thành thép: Giảm hàm lượng tạp chất Si, Mn, S, P, C… chất gang cách Oxi hoá tạp thành oxit, biến thành sỉ tách khỏi thép Câu 4: Nêu phản ứng xảy trình luyện quặng thành gang? * Phản ứng tạo chất khử CO - Phần nồi lò t C + O2 CO2 - Khí CO2 lên bị khử thành CO t CO2 + C 2CO * Phản ứng khử sắt oxit - Phần thân lị có nhiệt độ khoảng 4000C t 3Fe2O3 + CO 2Fe3O4 + CO2 - Phần thân lò nhiệt độ khoảng 500 – 6000C t Fe3O4 + CO 3FeO + CO2 - Phần thân lò nhiệt độ khoảng 700 – 8000C t FeO + CO Fe + CO2 * Phản ứng tạo xỉ 0 0 0 t CaCO3 CaO + CO2 t0 CaO + SiO2 CaSiO3 Câu 5: Nêu phản ứng xảy trình luyện thép phản ứng tạo xỉ? 11 SangKienKinhNghiem.net Si + O2 SiO2 2Mn + O2 MnO2 2C + O2 2CO S + O2 SO2 4P + 5O2 2P2O5 Sau tạp chất gang bị oxi hố hết, có phần sắt bị oxi hoá: 2Fe + O2 2FeO Lúc người ta ngừng q trình nén khí vào lị Trước kết thúc trình luyện thép, cần đưa thêm vào lò lượng thép giàu Mn nhằm: + Mn khử oxit sắt Mn + FeO MnO + Fe + Gia tăng lương định C thép nóng chảy để thép có hàm lượng C ý muốn phản ứng tạo xỉ: nhiệt độ cao, oxit SiO2, P2O5 tác dụng với oxit CaO tạo xỉ 3CaO + P2O5 Ca3(PO4)2 xỉ photphat CaO + SiO2 CaSiO3 xỉ cacbonat Câu 5: Các phương pháp luyện thép? Phương pháp Bet-xơ-me (lò thổi oxi) Phương pháp Mac-tanh (lò bằng) Phương pháp lò điện Câu 6: Tác động mơi trường q trình sản xuất gang thép Nguồn chất thải phát sinh trình sản xuất gang thép gồm nước thải, khí bụi thải, chất thải rắn Trong đó, nước thải phát sinh từ nguồn: Nước làm mát thiết bị sản phẩm; Nước dùng để pha chế loại hóa chất để tẩy, rửa kim loại, sơn mạ màu Khi thải chúng có số khống chất, dầu, mỡ dư thừa, cặn bụi, oxit sắt kim loại nặng khác tác nhân gây nhiễm Theo tính tốn, để sản xuất thép thải từ 0,5-1 xỉ, 10.000 m3 khí thải, 100 kg bụi chất ô nhiễm như: axit, kiềm, nguyên tố hợp kim Trong vùng luyện kim, khí bị nhiễm bẩn chiếm tỷ lệ gần 60% Ngoài ra, việc sản xuất thép sử dụng nhiều lượng than, gas, điện, dầu chất phụ trợ hợp kim, điện cực, khí trơ, vật liệu đầm lị Đặc biệt, trình sản xuất gang thép tạo lượng lớn chất thải gây ô nhiễm mơi trường với lượng bụi lên tới hàng nghìn tấn/năm, thành phần chủ yếu oxit kim loại loại oxit khác (FeO, MnO, Al2O3, SiO2, CaO, MgO) loại khí thải chứa CO, CO2, SO2, NO2, gây ảnh hưởng đến sức khỏe người mà trực tiếp công nhân làm việc nhà máy Ngồi ra, vấn đề nhiễm nhiệt, rung động, tiếng ồn, Câu 7: Các giải pháp bảo vệ môi trường ngành Thép Việt Nam Để nâng cao hiệu bảo vệ môi trường, ngành Thép cần triển khai giải pháp cách đồng như: Tiếp tục nâng cao nhận thức bảo vệ môi trường Đào tạo nguồn nhân lực hoạt động khoáng sản bảo vệ môi trường Lựa chọn công nghệ, đầu tư chiều sâu tăng cường nguồn tài cho nghiên cứu khoa học hoạt động khoáng sản bảo vệ môi trường Trong khuôn viên công ty Thép Vas Nghi Sơn, với giúp đỡ nhân viên kĩ thuật, em học chăm chú, học tập nghiêm túc Sau trả lời câu hỏi 12 SangKienKinhNghiem.net giáo viên đưa ra, hiểu biết em có vai trị “ trung tâm” q trình lĩnh hội kiến thức, giáo viên xem hướng dẫn viên giúp em nắm logic, khái quát quy trình hoạt động nhà máy sản xuất thép bổ sung thêm lí thuyết chuyên đề sắt hợp chất sắt Qua em khơng nắm vững kiến thức, mà cịn biết thêm qui trình hoạt động nhà máy sản xuất thép, có ý thức sử dụng bảo vệ tài khống sản, bảo vệ mơi trường Như tiến hành học nội khóa cơng ty thép Vas Nghi Sơn,sẽ phong phú nội dung, phương pháp hình thức hoạt động giúp em khắc sâu kiến thức, đảm bảo tiêu chí giáo dục STEM II.3.3.3 Giáo dục STEM hoạt động tham quan ngoại khóa Để buổi tham quan ngoại khóa đạt hiệu sư phạm mong muốn, giáo viên cần có kế hoạch cụ thể bao gồm: Nội dung, phương pháp tiến hành, định thời gian nhiệm vụ học sinh Buổi tham quan ngoại khóa tơi chọn khu vực quặng sắt xã Thanh Kỳ, huyện Như Thanh giáp với xã Trường Lâm, huyện Tĩnh Gia * Công tác chuẩn bị: - Giáo viên tổ môn kết hợp với đồn trường phải có chuẩn bị từ đầu năm: + Lên kế hoạch để tham quan học tập đề xuất với tổ môn, ban giám hiệu nhà trường phụ huynh học sinh + Dự trù kinh phí + Trước ngày tuần: Giáo viên liên hệ với UBND xã, trưởng thôn Bái Xim, xã Thanh Kỳ trao đổi thảo luận rõ mục đích buổi tham quan ngoại khóa + Tìm hiểu tài liệu có liên quan đến nội dung chương trình học tập hướng dẫn học sinh tham quan + Trước buổi tham quan ngày: Phổ biến mục đích yêu cầu buổi tham quan, công việc cần làm, thời gian, địa điểm cụ thể, tập cho học sinh làm sau buổi tham quan - Đối với học sinh: Ôn lại kiến thức : Sắt- phần trạng thái tự nhiên + Giấy bút, máy ảnh, máy ghi âm ( có) + Tìm hiểu số thông tin quặng sắt qua tư liệu * Tiến trình để tham quan chia hành hai phần: - Phần một: Tham quan hướng dẫn giáo viên Qua buổi ngoại khóa, ngồi kiến thức học sinh biết thêm trình hình thành quặng sắt Nham thạch phân tán khắp nơi chứa sắt, qua tác dụng mưa nắng lâu ngày, chúng bị phong hố tan rã, sắt bị oxy hố, oxit sắt tan trôi nước bị nước trôi đến tập trung lại chỗ, trầm tích lại đất mà hình thành vỉa quặng tập trung Trong q trình tích tụ, nhiều sinh vật, số vi khuẩn có tác dụng tích cực 90% mỏ sắt lớn giới thơng qua q trình tích tụ thế, chủ yếu hình thành thời kỳ lịch sử địa chất cách 500 600 triệu năm trước Sau mỏ sắt hình thành, qua nhiều lần biến đổi, ví dụ tác dụng áp suất cao nhiệt độ cao vỏ Trái Đất, có lúc cịn có tham gia chất lỏng nóng bao gồm nhiều chất khác, khiến cho quặng sắt trầm tích lại, nham thạch chứa nhiều sắt biến chất mà thành quặng với quy 13 SangKienKinhNghiem.net mô lớn ngày Những mỏ sắt lại thông qua phong hoá, tập trung lại tạo nên mỏ sắt có hàm lượng cao.Cịn có số mỏ sắt nham tương hoạt động cấu tạo nên Nham tương ngưng kết mặt đất gần mặt đất, phân ly quặng sắt tập trung chỗ định Khi nham tương tiếp xúc với nham thạch chung quanh, gặp điều kiện thích hợp tác dụng lẫn phát sinh biến đổi, hình thành quặng sắt [5] Hình 08 Khu vực lịng hồ n Mỹ thuộc mỏ sắt Thanh Kỳ Quặng sắt Thanh Kỳ Học sinh chia thành nhóm tìm hiểu, ghi chép tư liệu có hang động, q trình tìm hiểu giáo viên ý theo dõi, đôn đốc nhắc nhở học sinh làm việc, giải đáp thắc mắc em, hướng dẫn vấn đề học sinh chưa rõ Hết giáo viên tập trung học sinh trước sân nhận xét buổi tham quan, dặn dò học sinh trả lời câu hỏi sau: Cho biết loại quặng sắt tự nhiên? Quặng có hàm lượng sắt cao nhất, thấp Q trình khai trác tràn lan có ảnh hưởng môi trường sống xung quanh? Cuối giáo viên thăm dị tìm hiểu suy nghĩ học sinh buổi tham quan Từ giáo viên rút kinh nghiệm - Phần 2: Tổ chức thảo luận dạng seminar Học sinh tổng hợp kiến thức tiếp nhận Hình 09 Tổ chức thảo luận kiến thức tiếp nhận lớp học 14 SangKienKinhNghiem.net II.4 Hiệu sáng kiến kinh nghiệm Để kiểm nghiệm hình thức vận dụng giáo dục STEM tư liệu địa phương địa bàn khu kinh tế Nghi Sơn dạy học phần hợp kim sắt (hóa học 12) Tơi tiến hành thực nghiệm trường THPT Tĩnh Gia sau - Hình thức 1: vận dụng giáo dục STEM tư liệu địa phương dạy học nội khóa lớp 11: Tơi chọn lớp 12C6 (lớp thực nghiệm – TN ) 12C8 (lớp đối chứng – DC) - Hình thức 2: Tiến hành học hóa học thực địa tham quan ngoại khóa Tơi chọn lớp 12A1 (thực nghiệm – TN) 12A2 (lớp đối chứng – DC) Lớp thực nghiệm đối chứng có số lượng học sinh sức học ngang + Phương pháp tiến hành: Ở lớp đối chứng: Sử dụng giáo án bình thường Ở lớp thực nghiệm: Giáo án thể việc vận dụng giáo dục STEM sử dụng tư liệu phương pháp dạy học trải nghiệm thực tế + Kết quả: Sau tiết học tiến hành kiểm tra 10 phút lớp thực nghiệm đối chứng thu kết sau Kết học tập Tổng Giỏi Khá Trung Bình Yếu Lớp số Số Tỉ lệ Số Tỉ lệ Số Tỉ lệ Số Tỉ lệ HS lượng (%) lượng (%) lượng (%) lượng (%) 12A6(TN) 40 10 25,0 23 62,5 12,5 0 12A8(ĐC) 40 15,0 18 50,0 15 37,5 2,5 12A1(TN) 42 15 35,7 25 54,8 9,5 0 12A2(ĐC) 42 19,1 20 52,4 12 28,5 0 Kết học tập học sinh Từ kết thực nghiệm cho thấy có chênh lệch lớp thực nghiệm lớp đối chứng tỉ lệ điểm giỏi, khá, trung bình Điều cho thấy lớp (thực nghiệm lĩnh hội kiến thức tốt lớp đối chứng Việc vận dụng giáo dục STEM tư liệu địa phương với hoạt động giáo dục trải nghiệm thực tế q trình dạy học mơn hóa học cho học sinh, làm cho nội dung môi trường học tập sinh động hơn, học sinh cảm thấy hứng thú lĩnh hội kiến thức, làm cho học khơng cịn nặng nề đạt kết cao Học sinh khơng hiểu nắm vững kiến thức mà cịn giáo dục tình u q hương, đất nước, có ý thức trách nhiệm xây dựng phát triển bảo vệ tài nguyên, môi trường Để tiếp nhận phản hồi việc dạy học vận dụng giáo dục STEM sử dụng tư liệu địa phương tiến hành phát phiếu điều tra cụ thể với kiến thức học học sinh lớp 12 trường THPT Tĩnh Gia Câu Em có thích học tập STEM với sử dụng tư liệu địa phương khơng? A Thích B Bình thường C Khơng thích Câu Việc học tập STEM, trải nghiệm thực tế có khác so với học lớp? A Dễ nhớ kiến thức, có ý thức, trách nhiệm với quê hương cộng đồng B Khơng khác Câu Theo em có nên tổ chức hoạt động ngoại khóa trường không? 15 SangKienKinhNghiem.net A Nên B Không nên Câu Tính khối lượng quặng chứa 92,8% Fe3O4 để có 10,0 gang chứa 4% C số tạp chất Giả thiết hiệu suất trình 87,5% Câu Nếu lấy quặng hemantit chứa 64,0% Fe2O3 đem luyện gang, luyện thép từ 10 quặng thu thép chứa 0,1% C tạp chất Giả thiết hiệu suất trình 75% 232 x9, 60 x100 x100 16,34 (tấn) 168 x92,8 x87,5 64 x10 x112 x100 x75 3,36 (tấn) Kết câu 5: 100 x160 x99,9 x100 Kết câu 4: Kết thu phần lớn (95%) em trả lời theo hướng tích cực Điều cho thấy việc vận dụng giáo dục STEM sử dụng tư liệu địa phương trình giảng dạy học tập cần thiết III – KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ 3.1 Kết luận Vận dụng giáo dục STEM sử dụng tư liệu địa phương có khả phục vụ tốt cho việc dạy học hóa học trường phổ thơng Đối với mơn học thuộc lĩnh vực STEM Tốn học, Tin học, Vật lý, Hóa học, Sinh học Cơng nghệ lồng ghép việc giáo dục STEM vào học xây dựng chủ đề dạy học theo định hướng STEM; hoạt động trải nghiệm STEM giúp học sinh khám phá thí nghiệm ứng dụng khoa học kỹ thuật thực tế đời sống; hoạt động nghiên cứu khoa học dành cho học sinh có lực, sở thích hứng thú với việc tìm tịi, khám phá khoa học, kỹ thuật để giải vấn đề thực tiễn Mặc dù việc chuẩn bị đề tài cịn gặp khó khăn, địi hỏi đầu nhiều, nguồn tư liệu chưa mở rộng toàn tỉnh Thanh Hóa , bước đầu, việc vận dụng giáo dục theo định hướng STEM đạt hiệu tốt, tạo hứng thú cho học sinh tham gia đem lại kết tích cực Có thể mở rộng tỉnh với nguồn tư liệu phong phú bao quát Qua nghiên cứu áp dụng sáng kiến kinh nghiệm ’’ Vận dụng giáo dục STEM tư liệu địa phương trình dạy học phần Hợp kim sắt (hóa học 12), nhằm thúc đẩy hứng thú học tập cho học sinh, nâng cao hiệu dạy học trường THPT Tĩnh Gia 3” Tôi thu hiệu định trình dạy học Tuy nhiên kết bước đầu khiêm tốn hạn chế, mong đóng góp ý kiến thêm đồng nghiệp Ý kiến đánh giá hội đồng khoa học Sở Giáo Dục Đào Tạo Tỉnh Thanh Hóa để đề tài tơi hồn thiện hơn, sử dụng nhiều nguồn tư liệu Thanh Hóa nhằm ứng dụng rộng rãi trình giảng dạy đáp ứng yêu cầu việc thực chương trình giáo dục phổ thông Trong chờ xem xét, nghiên cứu đánh giá Hội đồng khoa học cấp xin chân thành cảm ơn nhiều Chúc hội đồng khoa học sức khỏe, hạnh phúc, thành công / 16 SangKienKinhNghiem.net 3.2 Kiến nghị Tổ nhóm rà sốt thực tế học để lồng ghép việc giáo dục STEM vào học xây dựng chủ đề dạy học theo định hướng STEM có sử dụng tư liệu cơng ty, xí nghiệp địa bàn tỉnh Thanh Hóa Nhà trường, đồn niên tổ chức liên quan kết hợp với công ty, xí nghiệp địa phương, tỉnh để tổ chức buổi nội khóa ngoại khóa cho học sinh tìm hiểu thực tế XÁC NHẬN CỦA HIỆU TRƯỞNG Thanh hóa, ngày 19 tháng năm 2019 Tơi xin cam đoan sáng kiến kinh nghiệm viết, khơng chép nội dung người khác Người thực Hoàng Nam TÀI LIỆU THAM KHẢO Sách giáo khoa hóa học 12 (cơ bản) năm 2006, NXB Giáo Dục Sách giáo khoa hóa học 12 (nâng cao) năm 2006, NXB Giáo Dục Sách giáo viên hóa học 12 (cơ bản) năm 2006, NXB Giáo Dục Sách giáo viên hóa học 12 (nâng cao) năm 2006, NXB Giáo Dục Các hình ảnh, tài liệu tham khảo mạng Internet, báo chí,… [1] Chương trình giáo dục phổ thơng tổng thể [2] Hiệp hội giáo viên dạy khoa học Mỹ - NSTA [3] Nguồn Hocvienstem.com [4] Nguồn Meslab.org [5] Nguồn vi.wikipedia.org 17 SangKienKinhNghiem.net DANH MỤC CÁC ĐỀ TÀI SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Đà ĐƯỢC HỘI ĐỒNG ĐÁNH GIÁ XẾP LOẠI CẤP PHÒNG GD&ĐT, CẤP SỞ GD&ĐT VÀ CÁC CẤP CAO HƠN XẾP LOẠI TỪ C TRỞ LÊN Họ tên tác giả: HOÀNG NAM Chức vụ đơn vị công tác: Tổ trưởng chuyên môn Trường THPT Tĩnh Gia TT Tên đề tài SKKN Nâng cao kết học tập chương cacbohiđrat (Hóa học 12) qua việc xây dựng chuyên đề dạy học kiểm tra, đánh giá theo định hướng phát triển lực học sinh Dựa vào tính chất nhóm halogen (hóa học 10) để xây dựng số câu hỏi thực hành, thí nghiệm theo định hướng phát triển lực học sinh nhằm nâng cao hiệu dạy học trường THPT Tĩnh Gia Sử dụng số tư liệu khu kinh tế Nghi Sơn q trình dạy học chương trình hóa học 11 nhằm thúc đẩy hứng thú học tập cho học sinh, nâng cao hiệu dạy học trường THPT Tĩnh Gia Xây dựng thực phần sản xuất/điều chế chương halogen (Hóa học 10), theo định hướng gắn giáo dục nhà trường với sản xuất, kinh doanh địa phương, nhằm thúc đẩy hứng thú học tập cho học sinh, nâng cao hiệu dạy học trường THPT Tĩnh Gia 3 Cấp đánh giá xếp loại (Phòng, Sở, Tỉnh ) Kết đánh giá xếp loại (A, B, C) Sở GD & ĐT C Năm học đánh giá xếp loại 2015 Sở GD & ĐT C 2016 Sở GD & ĐT B 2017 Sở GD & ĐT C 2018 18 SangKienKinhNghiem.net ... Đối tư? ??ng nghiên cứu Trong trình dạy học chương trình hóa học 12, việc vận dụng giáo dục STEM tư liệu địa phương Thanh Hóa tạo hứng thú học tập học sinh, nâng cao hiệu dạy học Dưới hướng dẫn giáo. .. STEM tư liệu địa phương giảng dạy mơn hóa học trường THPT Tĩnh Gia Các giáo viên nhận thức rõ tầm quan trọng việc vận dụng giáo dục STEM sử dụng tư liệu trình dạy học, đặc biệt tư liệu địa phương, ... Nghi Sơn Trong giới hạn đề tài sử dụng số tư liệu công ty TNHH MTV Thép Vas Nghi Sơn để giảng dạy phần hợp kim sắt (hóa học 12) II.3.3 Vận dụng giáo dục STEM tư liệu địa phương dạy học II.3.3.1