1 KẾ HOẠCH BÀI DẠY STEM THIẾT KẾ VÀ PHÓNG TÊN LỬA MINI Thời gian thực hiện 02 tiết Người thực hiện Phạm Thị Thủy, Trường THPT Tứ Kì, Hải Dương I Mục tiêu 1 Kiến thức Tính chất hóa học của carboxylic a[.]
KẾ HOẠCH BÀI DẠY STEM THIẾT KẾ VÀ PHÓNG TÊN LỬA MINI Thời gian thực hiện: 02 tiết Người thực hiện: Phạm Thị Thủy, Trường THPT Tứ Kì, Hải Dương I Mục tiêu Kiến thức: - Tính chất hóa học carboxylic acid-thuộc mạch nội dung HỢP CHẤT CARBONYL (ALDEHYDE – KETONE – CARBOXYLIC ACID – Hóa học 11 – Chương trình GDPT 2018) - Tính chất hố học carboxylic acid: Tính acid (Phản ứng với chất thị, phản ứng với kim loại, oxide kim loại, base, muối) phản ứng ester hoá - Định luật bảo toàn động lượng – chuyển động phản lực (Vật lí 10) - Thiết kế vẽ kĩ thuật (Bài – Công nghệ lớp 11) - Tốn học: Tính tốn, thống kê xử lý liệu Năng lực: Thực học góp phần giúp học sinh phát triển số lực với biểu chủ yếu sau đây: - Trình bày tính chất hố học carboxylic acid Giải thích mối liên hệ cấu tạo tính chất hóa học - Lập thiết kế giải thích lí việc lựa chọn sở phân tích tính chất hóa học carboxylic acid, tính tốn theo phương trình hóa học nguyên tắc hoạt động phóng lên cao tên lửa - Thực thí nghiệm phóng tên lửa, phân tích kết thí nghiệm yếu tố ảnh hưởng đến độ cao phóng tên lửa, đề xuất thực thí nghiệm khảo sát để chọn điều kiện tối ưu, tìm kĩ thuật quan trọng thao tác thực phóng tên lửa để đạt tiêu chí định Phẩm chất - Chăm chỉ, trung thực, cẩn thận ghi chép tượng, kết thí nghiệm, kết phóng tên lửa; ghi chép rõ lần thất bại, thành công; nêu rõ, cụ thể đánh giá việc mà thân làm, đóng góp nhóm - Đồn kết, nhân ái, có trách nhiệm việc thực nhiệm vụ giao, hỗ trợ thành viên khác nhóm - u thích say mê nghiên cứu khoa học có ý thức bảo vệ môi trường II Thiết bị dạy học học liệu - Nguyên vật liệu chuẩn bị thử nghiệm chế tạo tên lửa (theo nhóm) Stt Nguyên vật liệu GV chuẩn bị Dung dịch giấm ăn/acid acetic 10% HS chuẩn bị ✓ (500 ml)/nước chanh (acid citric) Bột baking soda (10 thìa nhỏ)/ CaCO3 bột, ✓ Mg (phoi) Nút cao su (2 cái) – số nút cao su với ✓ chai nhựa thông thường số Cốc chia độ (nên dùng cốc nhựa, cái) Chai nhựa, giấy màu, bìa cứng, băng dính, ✓ ✓ giấy ăn, thìa nhựa, kéo, màu, que tre, nước cất, phễu, cân điện tử, nút chai rượu vang, … - Chuẩn bị học sinh: + Đọc phần IV- SGK Hóa học 11 trang 208, tóm tắt tính chất hóa học carboxylic acid dạng sơ đồ tư viết PTHH minh họa giấy A4 Giải thích nguyên nhân tính chất hóa học + Tìm kiếm tài liệu mạng internet để tìm hiểu cấu tạo nguyên lí hoạt động tên lửa III Tiến trình dạy học: Hoạt động Xác định vấn đề a Mục tiêu - Học sinh trình bày nguyên tắc hoạt động tên lửa - Học sinh nhận hiểu rõ nhiệm vụ, tiêu chí cần đạt sản phẩm b Nội dung - Học sinh tiếp nhận nhiệm vụ nghiên cứu thiết kế phóng tên lửa phản ứng hóa học carboxylic acid tham gia thi “thiết kế phóng tên lửa mini” - Đề xuất thống nhất, ghi chép tiêu chí đánh giá sản phẩm - Thảo luận bầu cấu tổ chức nhóm c Sản phẩm - Cấu tạo nguyên tắc hoạt động tên lửa (trình bày lời) - Nội dung ghi chép nhiệm vụ, tiêu chí đánh giá tên lửa thống tiến trình thực d Tổ chức thực - Giáo viên chiếu video phóng tên lửa đặt câu hỏi cấu tạo nguyên tắc hoạt động tên lửa - Học sinh trình bày cấu tạo nguyên tắc hoạt động tên lửa (bằng lời) - Học sinh nhận xét, đóng góp ý kiến bổ sung - Giáo viên nhận xét, bổ sung câu trả lời, làm rõ cấu tạo nguyên tắc hoạt động tên lửa Giáo viên nêu nhiệm vụ: dự án “thiết kế phóng tên lửa mini” - Giáo viên liên hệ giới thiệu nhiệm vụ (dưới dạng thi phóng tên lửa), tiêu chí đánh giá sản phẩm - Giáo viên tổ chức cho học sinh thảo luận chung lớp, đặt câu hỏi làm rõ nhiệm vụ, tiêu chí đánh giá sản phẩm, đề xuất điều chỉnh tiêu chí Sau thống chốt tiêu chí trọng số điểm Giáo viên ý hỏi học sinh diễn giải tiêu chí nêu việc cần thực để đạt tiêu chí này: Học sinh cần tìm hiểu tính chất hóa học carboxylic acid, chọn phản ứng hóa học phù hợp để phóng tên lửa an tồn, giải thích lí lựa chọn Với tiêu chí số 2, 3: cần tính lượng hóa chất phù hợp, ngun vật liệu kĩ thuật thực phóng tên lửa phù hợp để tên lửa bay thẳng đạt độ cao tối thiểu 4m - Giáo viên chia nhóm, tổ chức cho nhóm thảo luận thống cấu tổ chức nhóm Giáo viên thống kế hoạch triển khai dự án Hoạt động 2: Nghiên cứu kiến thức đề xuất giải pháp a Mục tiêu: - Trình bày tính chất hố học carboxylic acid: Thể tính acid (Phản ứng với chất thị, phản ứng với kim loại, oxide kim loại, base, muối) phản ứng ester hoá - Lựa chọn phản ứng phù hợp sử dụng để phóng tên lửa, giải thích lí việc lựa chọn sở tính chất hóa học carboxylic acid, thí nghiệm tính chất nguyên tắc hoạt động phóng lên cao tên lửa - Lập vẽ thiết kế tên lửa, tính tốn lượng hóa chất cần sử dụng để phóng tên lửa b Nội dung: Học sinh thảo luận nhóm: - Chia sẻ kiến thức tìm hiểu tính chất hóa học carboxylic acid (dựa theo nhiệm vụ yêu cầu chuẩn bị nhà), tự sửa bổ sung cho đặt câu hỏi cho băn khoăn với giáo viên - Đề xuất phương án chế tạo tên lửa mini phóng tên lửa cách thực phản ứng hóa học: • Chọn phản ứng hóa học carboxylic acid phù hợp • Chọn ngun liệu làm tên lửa, vẽ mơ hình tên lửa, ghi kích thước thơng số ngun vật liệu tạo mơ hình • Tính lượng chất sử dụng để thực phản ứng phóng tên lửa • Mô tả chi tiết bước kĩ thu tinh kĩ thu phóng tên lửa (Các lựa chọn đề xuất phải hướng tới đạt tiêu chí sản phẩm thống hoạt động Yêu cầu trình bày phương án chế tạo tên lửa mini phóng tên lửa thực phản ứng hóa học lên giấy A0 bút (màu đen đỏ) - Tham quan nhận xét, góp ý chéo thiết kế nhóm phân cơng theo bảng kiếm giáo viên cung cấp - Thảo luận chỉnh sửa lại theo nhận xét góp ý giáo viên nhóm khác (sửa vào thiết kế ban đầu bút xanh) c Sản phẩm: - Nội dung sửa ghi chép tính chất hóa học carboxylic acid cá nhân: - Bản vẽ mơ hình tên lửa thiết kế, lượng hóa chất bước thực phóng tên lửa giấy A0 theo nhóm: PTHH lựa chọn, giải thích; Hình ảnh ghi mơ hình tên lửa; Lượng chất sử dụng cách tính; Các bước thực phóng tên lửa - Nội dung nhận xét, góp ý thiết kế nhóm phân cơng (ghi vào giấy nhớ, dán lên nhận xét) - Bản sửa thiết kế mơ hình thực phóng tên lửa d Tổ chức thực hiện: - Giáo viên giao nhiệm vụ: thảo luận tính chất hóa học carboxylic acid chuẩn bị nhà, thiết kế phương án chế tạo phóng tên lửa, nhiệm vụ cụ thể mơ tả mục nội dung Chú ý giám sát thời gian, phân cơng thư kí ghi chép Lưu ý học sinh cần ghi nội dung thiết kế: Phương trình hóa học lựa chọn, giải thích; hình ảnh ghi mơ hình tên lửa; lượng chất sử dụng cách tính; bước thực phóng tên lửa - Học sinh thực nhiệm vụ theo nhóm - Giáo viên quan sát nhóm, nhắc nhở hỗ trợ học sinh, ghi câu hỏi, góp ý, nhận xét vào giấy nhớ để chuyển cho học sinh hoạt động lựa chọn giải pháp - Giáo viên phát phiếu hỗ trợ hướng dẫn thảo luận chi tiết cho nhóm gặp khó khăn: PHIẾU HỖ TRỢ THẢO LUẬN HOẠT ĐỘNG Chia sẻ tính chất hóa học carboxylic acid Nhóm trưởng mời thành viên trình bày nội dung chuẩn bị tính chất carboxylic acid Yêu cầu thành viên khác nghe, so sánh với để bổ sung, nhận xét, đặt câu hỏi Sửa lại nội dung không vào chuẩn bị cá nhân Nếu có nội dung chưa rõ ghi lại câu hỏi để hỏi GV Thống chọn phản ứng hóa học carboxylic acid phù hợp để phóng tên lửa, hóa chất, nguyên liệu để thực phản ứng Nhóm trưởng mời thành viên đề xuất phản ứng hóa học lựa chọn, giải thích lí lựa chọn Lưu ý cần rà sốt tính chất acid xem tính chất/loại phản ứng sử dụng, phản ứng phù hợp, an toàn, dễ thực Lập vẽ mơ hình tên lửa Chọn loại chai nhựa nguyên vật liệu làm phận tên lửa Vẽ lại mơ hình giấy A0 ghi thơng số Tính lượng hóa chất sử dụng (thực phép tính cụ thể, dự tính áp suất chai tên lửa bắt đầu phóng để tính lượng hóa chất) Ghi lại lượng chất sử dụng cách tính lên giấy A0 Thảo luận mô tả bước kĩ thuật thực phóng tên lửa Ghi vào giấy A0 nội dung thảo luận từ 2-5 Hoạt động 3: Lựa chọn giải pháp a Mục tiêu - Học sinh trưng bày thiết kế, phân tích sở đưa thiết kế đó, làm rõ vận dụng tính chất hóa học carboxylic acid kiến thức liên quan khác để phóng tên lửa - Học sinh hợp tác với để bảo vệ, góp ý nhóm nhóm bạn, hồn thiện thiết kế mơ hình tên lửa phương thức bắn tên lửa chuẩn bị cho việc chế tạo thử nghiệm đánh giá b Nội dung - Học sinh trưng bày thiết kế (thiết kế mơ hình, phương án bắn tên lửa - phản ứng hóa học lựa chọn, lượng chất bước tiến hành), giải thích sở lựa chọn, thiết kế - Đánh giá chéo theo phân công, ghi nhận xét góp ý vào giấy nhớ cho thiết kế - Thảo luận nhóm để điều chỉnh thiết kế nhóm để thực thiết kế, thử nghiệm đánh giá c Sản phẩm - Bảng kiểm, nhận xét góp ý giấy nhớ giáo viên học sinh - Bản thiết kế điều chỉnh nhóm sau báo cáo d Tổ chức thực Thực kĩ thuật phịng tranh để nhận xét, góp ý thiết kế: - Giáo viên tổ chức cho nhóm nhận xét thiết kế Phân cơng nhận xét chéo nhóm 4 Giáo viên phát cho nhóm bảng kiểm số giấy nhớ để ghi lại nhận xét, góp ý, câu hỏi Hướng dẫn HS nhận xét, góp ý theo tiêu chí bảng kiểm nêu thêm nhận xét góp ý khác vào giấy nhớ, dán lên nhận xét thời gian 10 phút - Học sinh thực thăm quan, đánh giá chéo theo phân cơng Giáo viên đánh giá nhóm ghi vào giấy nhớ dán lên đánh giá - Các nhóm thảo luận bổ sung, điều chỉnh thiết kế theo nhận xét góp ý giáo viên nhóm khác Dùng bút xanh để sửa (Giáo viên thu ghi chép tính chất hóa học cá nhân học sinh để nhận xét, đánh giá đảm bảo kiến thức cho học sinh) BẢNG KIỂM NHẬN XÉT, GÓP Ý BẢN ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP TT Đạt Tiêu chí Chưa đạt Ghi (giải thích lí chưa đạt, nêu góp ý, điều chỉnh) Chọn PUHH phù hợp giải thích hợp lí Bản vẽ thể hình ảnh cấu tạo tên lửa (chỉ rõ tên phận sản phẩm vẽ) Bản vẽ mô tả chất liệu kích thước phận sản phẩm (ghi vật liệu sử dụng kích thước phận thiết bị…) Lượng hóa chất phù hợp cách tính Các bước thực phóng tên lửa mơ tả chi tiết phù hợp Bài trình bày cân đối, rõ ràng - Giáo viên lựa chọn, tóm lược lại ý kiến thảo luận; đưa nhận xét, bình luận kết nối với kiến thức học; đánh giá xác thực thiết kế nhóm, tổng kết ưu điểm, điểm cần xem xét điều chỉnh thiết kế Tiếp theo, giáo viên giao nhiệm vụ: Chế tạo thử nghiệm tên lửa theo thiết kế nhóm - Các nhóm thảo luận chỉnh sửa thiết kế nhóm Hoạt động Chế tạo, thử nghiệm đánh giá (ở nhà) a Mục tiêu - Chế tạo tên lửa minni theo thiết kế thống - Thử nghiệm, đánh giá sản phẩm điều chỉnh ( cần) b Nội dung - Học sinh thực làm mơ hình tên lửa từ chai nhựa với hình dạng giống tên lửa thơng thường (có chóp, thân ống thụt), trang trí tên lửa - Học sinh tiến hành thử nghiệm phóng tên lửa theo lượng hóa chất tính tốn bước đề xuất - Ghi kết quả, đánh giá theo tiêu chí đánh giá sản phẩm phân tích ngun nhân từ điều chỉnh điều kiện để tên lửa phóng đạt mức theo tiêu chí Học sinh phải thực thí nghiệm khảo sát (thực nhiều thí nghiệm có thay đổi yếu tố đó) để tìm điều kiện tối ưu Ghi chép kết nghiên cứu khảo sát, so sánh để rút điều kiện tối ưu c Sản phẩm Mỗi nhóm có sản phẩm là: - Mơ hình tên lửa hồn thiện theo thiết kế chung nhóm - Cơng thức lượng hóa chất/nguyên liệu; bước thực kĩ thuật thực để tên lửa bay cao - Bản ghi chép lần thực thử nghiệm (lượng hóa chất, cách tiến hành, kết phóng tên lửa, phân tích điều chỉnh kết luận cuối phương án phóng tên lửa tối ưu nhóm d Tổ chức thực hiện: - Giáo viên giao nhiệm vụ hoàn thiện chế tạo tên lửa mini theo bước gợi ý - Giáo viên cung cấp hóa chất/nguyên liệu, dụng cụ cân, đong (dung dịch acetic acid 10%, nước cốt chanh, bột baking soda/bột CaCO3/Al dạng giấy bạc, NaHCO3, cốc chia độ, nút cao su), nguyên vật liệu khác (chai nhựa, giấy màu, bìa cứng, băng dính, giấy ăn, thìa nhựa, kéo, màu, que tre,… ) học sinh tự chuẩn bị - Phát phiếu hướng dẫn, yêu cầu ghi chép kết thử nghiệm kết luận PHIẾU HỖ TRỢ THỰC HIỆN CHẾ TẠO VÀ THỬ NGHIỆM PHÓNG TÊN LỬA Nhiệm vụ cần thực hiện: + Học sinh làm mơ hình tên lửa, thử nghiệm phóng tên lửa, so sánh với tiêu chí đánh giá sản phẩm (Phiếu đánh giá số 1) + Thảo luận phân tích nguyên nhân chưa đạt, điều chỉnh lại thiết kế, ghi lại nội dung điều chỉnh giải thích lý (nếu cần phải điều chỉnh); + Ghi lại nhật kí thử nghiệm: Lần thử Lượng hóa nghiệm chất (ghi rõ số ml, nồng độ dung dịch, khối lượng chất) Kĩ thuật Mô tả Đánh giá theo tiêu thực (gói hóa hướng chí, phân tích chất, xóc trộn hóa độ cao ngun nhân điều chất, đậy nút) tên lửa chỉnh cho lần thử nghiệm sau + Chốt phương án, rút kinh nghiệm kĩ thuật phóng tên lửa: hồn thiện mơ hình, lượng chất tối ưu, mơ tả bước kĩ thuật thực phóng tên lửacác ý thao tác để tên lửa bay cao Giải thích lí chốt phương án ý , sẵn sàng thi phóng tên lửa buổi sau Nên đặt tên cho tên lửa nhóm, khuyến khích chọn tên có ý nghĩa - Lưu ý: Thử nghiệm khơng gian thống, rộng (đảm bảo độ rộng chiều cao 4x4m), khơng có đường dây điện hay vật dễ vỡ xung quanh - Học sinh tiến hành chế tạo, thử nghiệm hoàn thiện sản phẩm theo nhóm dựa thiết kế sau điều chỉnh Hoạt động Chia sẻ, thảo luận điều chỉnh a Mục tiêu - Học sinh trải nghiệm kết khác tên lửa nhóm lựa chọn phản ứng khác theo cách thức thực khác - Giới thiệu với người khác nghe học hỏi thêm kinh nghiệm, kĩ thuật phóng tên lửa, vấn đề gặp phải trình thử nghiệm cách giải vấn đề sáng tạo khác nhóm b Nội dung - Các nhóm cử đại diện thực thi phóng tên lửa, quan sát ghi chép lại kết đánh giá kết theo tiêu chí - Thảo luận, chia sẻ, giải thích cách phóng tên lửa thảo luận phân tích nguyên nhân thành công thất bại dựa vào kiến thức liên quan, trả lời câu hỏi giáo viên nhóm khác - Viết vào phương thức thực hiệu quả, ghi lại bình luận câu hỏi cho sản phẩm mà quan tâm c Sản phẩm - Bản ghi chép kết quả, góp ý, bình luận, giải thích, câu hỏi sản phẩm số liệu thực nghiệm nhóm khác, kinh nghiệm để phóng tên lửa theo tiêu chí d Tổ chức thực hiện: - Học sinh treo thiết kế sửa sau thử nghiệm - Giáo viên nêu yêu cầu báo cáo sản phẩm: Mỗi nhóm cử thành viên mang sản phẩm tên lửa mini thiết kế sân trường, xếp hàng theo thứ tự Thi phóng tên lửa, quan sát đánh giá kết theo tiêu chí - Học sinh bình chọn mơ hình tên lửa đẹp, bay cao - Giáo viên mời nhóm có kết tốt chia sẻ cách phóng tên lửa thảo luận phân tích ngun nhân thành cơng giải thích lí dẫn đến kết dựa vào kiến thức liên quan - Học sinh đánh giá đồng đẳng nhóm, thành viên nhóm - Giáo viên tổng kết, tóm lược vấn đề, bình luận nhấn mạnh kết tốt lí giải kiến thức phản ứng hóa học, kĩ thuật thực hiện; gợi ý chỉnh sửa liên hệ với ứng dụng đời sống để chốt lại học PHỤ LỤC PHIẾU ĐÁNH GIÁ ĐỒNG ĐẲNG NHÓM: CHỦ ĐỀ STEM Phiếu đánh giá số 1: Đánh giá vẽ kĩ thuật Tiêu chí Điểm tối đa Bản vẽ thể hình ảnh cấu tạo Điểm đạt Nhóm Nhóm Nhóm Nhóm Nhóm Nhóm tên lửa (chỉ rõ tên phận sản phẩm vẽ) Bản vẽ mô tả chất liệu kích thước phận sản phẩm (ghi vật liệu sử dụng kích thước phận thiết bị…) Mơ tả ngun lí hoạt động số liệu cụ thể chất lượng chất sử dụng để phóng tên lửa (có thể sử dụng mũi tên, ghi mô tả chế hoạt động tên lửa) Tổng điểm LỚP: 10 10 Phiếu đánh giá số 2: Đánh giá sản phẩm tên lửa Tiêu chí Sử dụng phản ứng hóa Điểm tối đa Điểm đạt Nhóm Nhóm Nhóm Nhóm Nhóm Nhóm học carboxylic acid phù hợp để phóng tên lửa lên cao, an toàn, dễ thực Tên lửa bay cao tối thiểu 4m Tên lửa bay thẳng Hình dạng giống với hình tên lửa thực tế Tên lửa trang trí ấn tượng, bật Tổng điểm 10 11