Thiết kế dạy học STEM hóa học lớp 9

GIÁO ÁN DẠY HỌC STEM I MỤC TIÊU: Giúp học sinh vận dụng kiến thức mơn hóa, lý, cơng nghệ để thực thí nghiệm có giá trị ứng dụng sống; Rèn luyện kỹ thực hành thí nghiệm, khơi gợi óc sáng tạo cho học sinh, bước đầu tập cho học sinh làm quen với khoa học cơng nghệ thơng qua kiến thức hóa học, vật lý tốn học; Giáo dục tình u khoa học, yêu thiên nhiên bảo vệ môi trường cho học sinh lớp II CHUẨN BỊ: Giáo viên: Chuẩn bị dụng cụ thí nghiệm hướng dẫn học sinh chuẩn bị dụng cụ thí nghiệm nhà (mơ tả thí nghiệm) Học sinh: Chuẩn bị dụng cụ thí nghiệm theo yêu cầu giáo viên III THỜI LƯỢNG: 90 phút IV TỔ CHỨC THỰC HIỆN CÁC HOẠT ĐỘNG Hoạt động 1: Chế tạo mạch điện than chì (30 phút) a) Mục tiêu: Giúp học sinh vận dung kiến thức mơn hóa học (bài cacbon), vật lý công nghệ để thiết kế dẫn diện than chì ý tưởng sáng tạo b) Phương thức tô chức hoạt động + Đặt vấn đề Để chuẩn bị cho tiết học, giáo viên đặt thử thách cho học sinh nghiên cứu nhà để đề xuất phương án làm sáng bóng đèn với viên pin (9V), bút chì (2B 3B, 5B, 6B) bóng đèn LED + Hoạt động khám phá Với thí nghiệm này, chúng tơi chia giai đoạn khám phá gồm giai đoạn khám phá nhà khám phá lớp học - Ở giai đoạn khám phá nhà: vật dụng giáo viên cho vận dụng kiến thức học mơn học (Hóa học, Vật lí, Cơng nghệ), học sinh tìm cách tự thiết kế mạch điện cho bóng đèn sáng (đủ sáng để quan sát mà khơng bị cháy bóng) - Ở giai đoạn khám phá lớp: giáo viên tiếp tục cho học sinh trải nghiệm qua hoạt động nghiên cứu ảnh hưởng số yếu tố tới điện trở cách thay đổi loại bút chì (2B, 3B, 5B, 6B, ), độ dày nét vẽ, độ dài nét vẽ, chất dẫn điện (thay nét vẽ dải nhôm cắt từ màng nhôm bọc thực phẩm) + Giải thích Học sinh trả lời câu hỏi (từ Câu tới Câu hệ thống câu hỏi phía dưới) nhằm giải thích tượng học sinh trải nghiệm hoạt động giai đoạn khám phá lớp + Mở rộng Sau hoàn thành nhiệm vụ đặt ra, học sinh tiếp tục tiến hành trả lời câu hỏi (từ Câu tới Câu 9) phiếu học tập giáo viên chuẩn bị sẵn Gợi ý số câu hỏi sử dụng Câu Vì phần hình vẽ bút chì làm bóng đèn sáng? Câu Sử dụng bút chì loại 3B 5B để thiết kế mạch điện So sánh độ sáng đèn sử dụng hai loại bút chì để tạo mạch điện Câu So sánh mức độ đèn sáng độ dài nét vẽ khác Từ rút nhận xét ảnh hưởng độ dài nét vẽ tới độ sáng đèn Câu So sánh mức độ đèn sáng khác hai trường hợp nét vẽ dày 1cm nét vẽ dày 2,5cm Từ rút nhận xét ảnh hưởng độ dày nét vẽ tới độ sáng đèn Câu So sánh tượng xảy hai trường hợp dùng bút chì trường hợp thay nét vẽ bút chì nhơm Từ nêu nhận xét ảnh hưởng chất dẫn điện tới độ sáng bóng đèn Câu Từ nhận xét ảnh hưởng yếu tố nêu (độ dày, độ dài, chất liệu, ) rút kết luận ảnh hưởng yếu tố độ dài, tiết diện chất liệu làm dây dẫn tới độ dẫn điện Câu Có thể đặt viên pin lên hình vẽ cách tùy ý khơng? Câu Viên pin có vai trị gì? Có thể sử dụng vật để thay viên pin? Câu Có ý kiến cho rằng, thí nghiệm để tượng rõ hơn, ta sử dụng nguồn điện dân dụng 220V Theo em ý kiến hay sai? Vì sao? Có ý khơng? c) Hoạt động đánh giá Giáo viên cử học sinh đại diện nhóm báo cáo sản phẩm nhóm đại diện nhóm trả lời câu hỏi Các nhóm khác tham gia thảo luận kết nhóm báo cáo Sau học sinh báo cáo sản phẩm, trả lời câu hỏi, giáo viên tiến hành đánh giá học sinh dựa số tiêu chí - Sản phẩm học sinh mang từ nhà: độ sáng đèn, mức độ sáng tạo thiết kế mạch điện - Quá trình lớp: câu trả lời học sinh phiếu học tập, thái độ học sinh q trình tiến hành thí nghiệm (giáo viên quan sát ghi lại) Một mạch điện than chì học sinh thiết kế Hoạt động 2: Chế tạo thiết bị lọc nước thô (30 phút) a) Mục tiêu: Giúp học sinh vận dung kiến thức mơn hóa học (bài cacbon), vật lý cơng nghệ để thiết kế lọc nước đơn giản ý tưởng sáng tạo b) Phương thức tô chức hoạt động + Đặt vấn đề - Để chuẩn bị cho thí nghiệm này, giáo viên giao nhiệm vụ nhà cho học sinh tìm hiểu nguyên lý hoạt động máy lọc nước - Khi bắt đầu thí nghiệm, giáo viên đặt thử thách cho học sinh: từ vỏ chai nhựa, than, sỏi, cát, giấy lọc, bông, chế tạo dụng cụ lọc nước thô + Khám phá Trong vòng thời gian 20 phút, hướng dẫn GV, HS chế tạo thiết bị lọc nước thô lọc mẫu nước mà em chuẩn bị trước (hoặc GV chuẩn bị) + Giải thích Các HS nhóm trao đổi với nhằm tìm phương án thực hữu hiệu, khắc phục khuyết điểm qua lần thực thử để đưa sản phẩm cuối Trong giai đoạn này, GV hướng dẫn cho HS HS không thực cần giúp đỡ GV + Mở rộng Sau giải xong nhiệm vụ đặt ra, HS tiếp tục trả lời câu hỏi phiếu học tập mà GV soạn sẵn + Gợi ý số câu hỏi sử dụng Câu Nêu vai trị phận (1,2,3,4,5) hình Câu Vì than hoạt tính ứng dụng thiết bị lọc nước? Câu Vì phải cho vật theo thứ tự (từ xuống dưới) sỏi, cát, than, bơng, giấy lọc? Có thể thay đổi không (chẳng hạn cho theo thứ tự than, sỏi, cát, bông, giấy lọc)? Câu Thực tương tự thay đổi kích thước phần vỏ chai Cho biết có điều xảy ra? Giải thích Từ rút nhận xét gì? Câu Vì phải thấm ướt giấy lọc? Câu Để nguyên viên than có khơng? Câu Cần ý điều thao tác đổ mẫu nước bẩn vào thiết bị c) Đánh giá GV cử HS đại diện nhóm báo cáo sản phẩm nhóm đại diện nhóm trình bày câu hỏi Các nhóm khác tham gia thảo luận kết nhóm báo cáo Sau HS báo cáo sản phẩm, trả lời câu hỏi, GV tiến hành đánh giá HS dựa số tiêu chí - Câu trả lời HS phiếu học tập - Chất lượng (màu sắc, độ trong) mẫu nước sau lọc - Tính thẩm mỹ, độ sáng tạo HS dựa mẫu thiết bị chế tạo - Thái độ học sinh tham gia hoạt động Hoạt động 3: Chế tạo giấy thị màu handmake (30 phút) a) Mục tiêu: Giúp học sinh vận dung kiến thức mơn hóa học chế tạo giấy thị màu từ cải tím ý tưởng sáng tạo b) Phương thức tô chức hoạt động + Đặt vấn đề - Để chuẩn bị cho thí nghiệm, giáo viên giao nhiệm vụ nhà tìm dâm bụt, cải tím, cồn 700; nghiên cứu thơng tin mạng chất thị axit bazo - Khi bắt đầu tiết học, giáo viên đặt thử thách cho học sinh: từ hoa dâm bụt, cải tím vật liệu, hóa chất cần thiết, tạo chất thị để xác định axit, bazo + Khám phá Trong vòng thời gian 20 phút, hướng dẫn GV, HS chế tạo chất thị màu axit, bazo, dùng chất thị màu vừa sản xuất, thử màu dung dịch axit, bazo, muối + Giải thích Các HS nhóm trao đổi với nhằm tìm phương án thực hữu hiệu, khắc phục khuyết điểm qua lần thực thử để đưa sản phẩm cuối Trong giai đoạn này, GV hướng dẫn cho HS HS không thực cần giúp đỡ GV + Mở rộng Sau học sinh thực xong nhiệm vụ, giáo viên phát phiếu học tập yêu cầu học sinh hoạt động theo nhóm 10 phút, dùng thiết bị công nghệ laptop, smart phone, nghiên cứu trà lời câu hỏi gợi ý + Gợi ý số câu hỏi sử dụng Câu Có phải muối khơng làm đổi màu chất thị ? Câu Tính axit, bazo muối ? Câu Ngoài cải tím, hoa dâm bụt, thiên nhiên cịn loại vật liệu chế nạo chất thị màu không ? Câu Hãy mô tả lại trình chế tạo giấy thị màu từ cải tím c) Đánh giá GV cử HS đại diện nhóm báo cáo sản phẩm nhóm đại diện nhóm trình bày câu hỏi Các nhóm khác tham gia thảo luận kết nhóm báo cáo Sau HS báo cáo sản phẩm, trả lời câu hỏi, GV tiến hành đánh giá HS dựa số tiêu chí - Câu trả lời HS phiếu học tập - Chất lượng chất thị màu học sinh chế tạo - Tính thẩm mỹ, ý thức vệ sinh mơi trường, tính tiết kiệm học sinh - Thái độ học sinh tham gia hoạt động Các thông tin bổ trợ: Nguyên liệu - Giấy lọc - Nồi đun (hoặc cốc becher 1l), cốc thủy tinh nhỏ 100ml, bếp (ấm đun siêu tốc, đèn cồn,…) - Nước nóng - Các dung dịch thử + Dung dịch HCl 0,1 M + Giấm ăn + Dung dịch NaOH 0.1 M + NaHCO3, Na2CO3 - Bắp cải tím Cách thực - Đun khoảng 1,5l nước - Lấy khoảng ¼ bắp cải cắt nhỏ - Cho bắp cải vào becher 1l đổ đầy nước sôi vào Đợi 10 phút để sắc tố bắp cải hịa tan vào nước (có thể cho bắp cải vào máy xay với nước nóng) - Lọc dung dịch loại bỏ phần xác thực vật thu dung dịch màu xanh dương nhạt - đỏ - tím có pH khoảng (Màu sắc thật dung dịch bạn thu tùy thuộc vào pH nước) - Cho vào becher 100ml loại dung dịch khác nhỏ thị vào cốc - Cắt giấy lọc thành đoạn dài ngâm vào becher thời gian (vài giờ) Sau đem phơi khô tiến hành thử pH