Giáo án STEM: LIÊN KẾT ION

Tiết 22: LIÊN KẾT ION I Mục tiêu chủ đề Chuẩn kiến thức, kĩ năng, thái độ Kiến thức: Trình bày được: + Khái niệm ion, cation, anion, ion đơn nguyên tử, ion đa nguyên tử + Khái niệm liên kết ion Nêu được: + Ví dụ ion, cation, anion, ion đơn nguyên tử, ion đa nguyên tử + Tính chất chung hợp chất ion Giải thích được: + Vì nguyên tử lại liên kết với + Sự tạo thành liên kết ion số hợp chất, ví dụ : NaCl, CaCl2, Na2O, + Tính chất hợp chất ion từ tạo thành liên kết ion Nhận biết liên kết ion với liên kết khác dựa vào chất cụ thể Kĩ năng: + Viết cấu hình electron ion đơn nguyên tử cụ thể + Xác định ion đơn nguyên tử, ion đa nguyên tử phân tử chất cụ thể + Phân biệt liên kết ion với liên kết khác dựa vào chất cụ thể Thái độ: + Khi sử dụng vật liệu làm chất có cấu tạo tinh thể ion chất rắn, khó nóng chảy, khó bay hơi, nóng chảy tan nước có dẫn điện phải cẩn thận + Tích cực, nghiêm túc, tự tin có lịng đam mê khoa học Định hướng lực hình thành phát triển Năng lực chung + Năng lực giải vấn đề, lực tư duy, lực hợp tác (trong hoạt động nhóm) + Năng lực tính tốn qua việc giải tập hóa học Năng lực chun mơn( Hóa học) + Năng lực vận dụng kiến thức hóa học vào thực tiễn sống + Năng lực sử dụng ngơn ngữ: Diễn đạt, trình bày ý kiến, nhận định thân + 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 II Chuẩn bị giáo viên học sinh Giáo viên: - Giáo án, phiếu học tập - Các video liên quan đến học - Mơ hình động tạo thành ion Na+ Cl- phân tử NaCl, MgO Học sinh: - Học cũ, đặc biệt viết cấu hình electron nguyên tử - Đọc nhà III Phương pháp, kĩ thuật dạy học chủ yếu Phương pháp: - Dạy học 5E - Phương pháp dạy học nhóm Kĩ thuật: - Vấn đáp tích cực - Hoạt động nhóm - Chơi trị chơi IV Chuỗi hoạt động Hoạt động 1: (8 phút) Engage (Kết nối) - GV (?) Trao đổi HS (dạng trò chơi) + HS1: Trong nguyên tử, loại hạt mang điện, mối quan hệ hạt + HS2: Viết cấu hình electron Ne (Z=10); F (Z=9); Na (Z=11) + HS3: Vì Ne (cũng khí khác) khơng tham gia phản ứng hóa học Phân tử Ne (khí hiếm) gồm nguyên tử? + HS4: Trong phản ứng hóa học, nguyên tố kim loại kiềm (Na, K,…) nhường hay nhận electron; nguyên tố halogen (F, Cl,…) nhường hay nhận electron? + HS5: Hình ảnh cho biết trình gì? + HS6: Viết CTPT chất: khí oxi, natri clorua, khí clo, khí hiđro clorua - GV: (Kết nối): Nguyên tử Ne (khí hiếm) tồn độc lập (phân tử có ngun tử) cịn ngun tử clo, oxi phải liên kết với nguyên tử khác - GV: (Câu hỏi định hướng) + Tại nguyên tử phải liên kết với + Các nguyên tử liên kết với (bằng cách nào) Chúng ta nghiên cứu chương Chương 3: LIÊN KẾT HÓA HỌC Bài 12: LIÊN KẾT ION - Liên kết hóa học kết hợp nguyên tử để tạo thành phân tử hay tinh thể - GV: (ĐVĐ) � Sự kết nguyên tử phân tử NaCl nào? Hãy đề xuất phương án để giải thích kết hợp Hoạt động 2: (15 phút) Explore (khảo sát): Tìm hiểu hình thành ion; cation, anion - HS: (Đề xuất, đưa giả định) + Liên kết NaCl liên kết ion, tạo từ Na+ Cl- + Ion Na+ Na nhường electron; ion Cl- Cl nhận electron - GV: (HD) Để kiểm chứng giả thuyết trên, tìm hiểu hình thành ion sở hoàn thành phiếu học tập cá nhân, trao đổi thảo luận theo nhóm- bàn - Nhiệm vụ (4 phút): Tìm hiểu theo nhóm chun gia - Nhiệm vụ (4 phút): Tạo nhóm mảnh ghép (nhóm mới), trao đổi với bạn kiến thức tìm hiểu nhóm chun gia, tiếp nhận ghi lại kiến thức bạn - Nhiệm vụ (5 phút): Cùng nhóm mảnh ghép tìm hiểu kiến thức Hoạt động 3: (10 phút) Explain (giải thích) - GV HS (Giải thích, Neo chốt kiến thức): I Sự hình thành ion, cation, anion - Nguyên tử phi kim có khuynh hướng nhận thêm electron để trở thành ion âm hay anion (có cấu hình electron giống khí hiếm); điện tích anion= số electron nhận; tên anion gọi theo tên gốc axit F  1e �� � F  (anion florua) Cl  1e �� � Cl  (anion clorua) S  2e �� � S 2 (anion sunfua) O  2e �� � O 2 (anion oxit ) X  me �� � X m  (m  1, 2,3) - Nguyên tử kim loại có khuynh hướng nhường electron để trở thành ion dương hay cation (cation kim loại nhóm A có cấu hình electron giống khí hiếm); điện tích cation= số electron nhường; tên cation gọi theo tên kim loại Na �� � Na   1e (cation natri) Mg �� � Mg 2  2e (cation magie) Al �� � Al 3  3e (cation nhôm) M �� � M n   ne (n=1,2,3) - Ion phần tử mang điện; ion Li +, K+, Al3+, S2-, Cl-,… ion đơn nguyên tử; ion NH4+, OH-, SO42-,… ion đa nguyên tử II Sự tạo thành tinh thể ion - Nguyên tử kim loại nhường electron cho nguyên tử phi kim để biến thành cation M n+, đồng thời nguyên tử phi kim nhận electron để biến thành anion X m- Hai ion tạo thành Mn+ Xm- mang điện tích ngược dấu hút lực hút tĩnh điện, tạo nên phân tử MmXn - Liên kết ion: liên kết hình thành lực hút tĩnh điện ion mang điện tích trái dấu � GV (Nhận xét): Ta tìm hiểu tạo thành liên kết phân tử NaCl ta hiểu tạo thành ion, cách gọi tên ion, phân biệt ion đơn- đa nguyên tử Hoạt động 4: (7 phút) Elaborate hay Extend (áp dụng cụ thể, mở rộng đề tài) - GV: HD HS áp dụng, mở rộng kiến thức qua câu hỏi củng cố kiến thức, gợi mở vấn đề liên quan - GV (?) Trao đổi HS + HS1: Gọi tên ion sau: K+, Ca2+, Fe2+, Fe3+, Br-, NO3-, PO43- + HS2: Vì công viên, quảng trường, khách sạn lớn người ta thường xây đài phun nước? + HS3: Cho hợp chất sau, hợp chất có liên kết ion: KCl, MgO, HCl, H 2O, NaOH, K3PO4 + HS4: Trong tinh thể NaCl, ion Na+ liên kết với ion Cl-? Hoạt động 5: (3 phút) Evaluate (đánh giá) GV HD HS tự đánh giá - Em cảm thấy thân (thoải mái, tích cực, hài lòng, tốt, làm tốt hơn, cần thời gian hơn, cần tập trung hơn, cần cố gắng hơn, chưa ổn,……………………….….?) - Đã/chưa/ hoàn thành ……% nhiệm vụ học tập; - Đã/chưa hiểu: trình tạo ion âm, ion dương, hợp chất ion; gọi tên ion, xác định hợp chất ion - Đã/chưa biết: tự học, tự nghiên cứu; học tập hợp tác theo nhóm nhỏ GV: Nhận xét, đánh giá HS NHIỆM VỤ HỌC TẬP- NHÓM A Họ tên: …………………………… Nhiệm vụ (Nhóm chuyên gia- NHÓM A): Đọc trả lời câu hỏi để hoàn thành nhiệm vụ học tập (tham khảo sách giáo khoa, trao đổi với bạn nhóm) Nguyên tử trung hòa điện Khi nguyên tử nhường hay nhận electron, trở thành phần tử mang điện gọi ion Ion mang điện tích dương ion dương hay cation; ion mang điện tích âm ion âm hay anion 1.1 Nguyên tử F (Z=9) nhận electron trở thành cation hay anion Viết cấu hình electron ion tạo thành 1.2 Hoàn thành sơ đồ tạo thành ion sau: F  1e �� � O  2e �� � S  �� � S 2 X  me �� � (m  ) 1.3 Cho số hiệu nguyên tử: F (Z=9), O (Z=8), S (Z=16) Nêu nhận xét cấu hình electron ion F-, O2-, S2- so với khí gần nhất? Nhiệm vụ (Nhóm mảnh ghép): Hướng dẫn bạn nhóm B tạo thành anion, tiếp nhận kiến thức từ bạn nhóm B tạo thành cation Hướng dẫn bạn nhóm B tạo thành Tiếp nhận kiến thức từ bạn nhóm B anion tạo thành cation - Trong phản ứng hóa học, nguyên tử phi kim có khuynh hướng electron để trở thành hay Điện tích .= số electron nhận; - Ví dụ: F  1e �� � 2 S  �� �S O  2e �� � X  me �� � (m  ) - Anion tạo thành có giống khí gần Nhiệm vụ (Nhóm mảnh ghép): Trao đổi với bạn nhóm để hồn thành nhiệm vụ học tập sau 3.1 Sự tạo thành hợp chất ion NaCl xảy nào? Thế liên kết ion? 3.2 Cho ion: Na+, F-, SO42-, Al3+, O2-, S2-, OH- Ion ion đơn nguyên tử, ion ion đa nguyên tử? Gọi tên ion Nhiệm vụ (Cá nhân): Em tự đánh trình học thân - Em cảm thấy (thoải mái, tích cực, hài lòng, tốt, làm tốt hơn, cần thời gian hơn, cần tập trung hơn, cần cố gắng hơn, chưa ổn,……………………….… ) - Đã/chưa/ hoàn thành ……% nhiệm vụ học tập; - Đã/chưa hiểu: trình tạo ion âm, ion dương, hợp chất ion; gọi tên ion, xác định hợp chất ion - Đã/chưa biết: tự học, tự nghiên cứu; học tập hợp tác theo nhóm nhỏ NHIỆM VỤ HỌC TẬP- NHĨM B Họ tên: …………………………… Nhiệm vụ (Nhóm chuyên gia- NHÓM B): Đọc trả lời câu hỏi để hoàn thành nhiệm vụ học tập (tham khảo sách giáo khoa, trao đổi với bạn nhóm) Nguyên tử trung hòa điện Khi nguyên tử nhường hay nhận electron, trở thành phần tử mang điện gọi ion Ion mang điện tích dương ion dương hay cation; ion mang điện tích âm ion âm hay anion 1.1 Nguyên tử Na (Z=11) nhường electron trở thành cation hay anion Viết cấu hình electron ion tạo thành 1.2 Hoàn thành sơ đồ tạo thành ion sau: Na �� � Na   Mg �� �  2e Al �� �  3e M �� � M n   (n= ) 1.3 Cho số hiệu nguyên tử: Na (Z=11), Mg (Z=12), Al (Z=13), K (Z=19) Nêu nhận xét cấu hình electron ion Na+, Mg2+, Al3+, K+ so với khí gần nhất? Nhiệm vụ (Nhóm mảnh ghép): Hướng dẫn bạn nhóm A tạo thành cation, tiếp nhận kiến thức từ bạn nhóm A tạo thành anion Hướng dẫn bạn nhóm A tạo thành Tiếp nhận kiến thức từ bạn nhóm A tạo cation thành anion - Trong phản ứng hóa học, nguyên tử kim loại có khuynh hướng electron để trở thành hay Điện tích cation= số electron ; - Ví dụ:  Na �� � Na  Al �� �  3e Mg �� �  2e M �� � M n   (n= ) - Cation tạo thành có giống khí gần Nhiệm vụ (Nhóm mảnh ghép) Trao đổi, bạn nhóm mảnh ghép hồn thành Nhiệm vụ phiếu A Nhiệm vụ (Cá nhân): Em tự đánh trình học thân - Em cảm thấy (thoải mái, tích cực, hài lịng, tốt, làm tốt hơn, cần thời gian hơn, cần tập trung hơn, cần cố gắng hơn, chưa ổn,……………………….… ) - Đã/chưa/ hoàn thành ……% nhiệm vụ học tập; - Đã/chưa hiểu: trình tạo ion âm, ion dương, hợp chất ion; gọi tên ion, xác định hợp chất ion - Đã/chưa biết: tự học, tự nghiên cứu; học tập hợp tác theo nhóm nhỏ MƠ HÌNH DẠY HỌC 5E TRONG GIÁO DỤC STEM 5E viết tắt từ bắt đầu chữ E tiếng Anh: Engage (Gắn kết), Explore (Khảo sát), Explain (Giải thích), Elaborate (Áp dụng cụ thể), Evaluate (Đánh giá) Trong lớp học khoa học (Science) chương trình tích hợp STEM (Science, Technology, Engineering, Mathematics) (integrated STEM education) Mỹ, mơ hình dạy học (instructional model) 5E áp dụng phổ biến Mơ hình 5E dựa thuyết kiến tạo nhận thức (cognitive constructivism) trình học, theo học sinh xây dựng kiến thức dựa kiến thức trải nghiệm biết trước Để giúp giáo viên dạy học mơn STEM Việt Nam có thêm thơng tin tham khảo cách dạy học Mỹ, viết xin giới thiệu vài đặc điểm tổng quan mơ hình dạy học 5E Lịch sử: Vào khoảng năm 1987 tiến sĩ Rodger W Bybee (Hình 1) với cộng làm việc tổ chức giáo dục Nghiên Cứu Khung Chương Trình Dạy Sinh Học (BSCS – Biological Sciences Curriculum Study), có trụ sở Colorado, Mỹ đề xuất mơ hình dạy học cải tiến cho chương trình học mơn sinh học bậc tiểu học Mơ hình 5E dựa lí thuyết kiến tạo (constructivism) học tập, theo người học xây dựng kiến thức từ q trình trải nghiệm Thơng qua cách hiểu phản ánh hoạt động trải qua, vừa mang tính cá nhân tính xã hội, người học hòa hợp kiến thức với khái niệm biết trước Ngồi ra, mơ hình cịn kế thừa từ phát triển mơ hình giáo dục có trước đó, Herbart (trước năm 1900), Dewey (khoảng năm 1930), Heiss cộng (khoảng năm 1950) Mơ hình dạy học 5E gồm giai đoạn có đặc điểm sau: Engagement (Gắn kết): Trong giai đoạn đầu chu kỳ học tập, giáo viên làm việc để đạt hiểu biết kiến thức sẵn có học sinh xác định khoảng trống kiến thức Điều quan trọng khuyến khích quan tâm đến khái niệm tới để học sinh sẵn sàng tìm hiểu Giáo viên làm cho học sinh đặt câu hỏi mở ghi lại họ biết chủ đề Thông qua hoạt động đa dạng, giáo viên thu hút ý quan tâm học sinh, tạo khơng khí lớp học, học sinh cảm thấy có liên hệ kết nối với kiến thức trải nghiệm trước Giai đoạn cho phép học sinh gắn kết, liên hệ lại với trải nghiệm quan sát thực tế mà em có trước Trong bước này, khái niệm giới thiệu cho em Khảo sát (Exploration): Trong giai đoạn này, học sinh chủ động khám phá khái niệm thông qua trải nghiệm học tập cụ thể Giáo viên cung cấp kiến thức trải nghiệm mang tính bản, tảng, dựa vào kiến thức bắt đầu Giai đoạn này, học sinh trực tiếp khám phá thao tác vật liệu học cụ chuẩn bị sẵn Giáo viên yêu cầu học sinh thực hoạt động quan sát, làm thí nghiệm, thiết kế, thu số liệu Giải thích (Explanation): Ở giai đoạn này, giáo viên hướng dẫn học sinh tổng hợp kiến thức đặt câu hỏi họ cần làm rõ thêm Giáo viên tạo điều kiện cho học sinh trình bày, miêu tả, phân tích trải nghiệm quan sát thu nhận bước Khám phá Ở bước này, giáo viên giới thiệu thuật ngữ mới, khái niệm mới, công thức mới, giúp học sinh kết nối thấy liên hệ với trải nghiệm trước Để giai đoạn có hiệu quả, giáo viên nên yêu cầu học sinh chia sẻ mà em học giai đoạn Khám phá trước giới thiệu thông tin chi tiết cách trực tiếp Áp dụng cụ thể (Elaborate): Giai đoạn tập trung vào việc tạo cho học sinh có khơng gian áp dụng học Giáo viên giúp học sinh thực hành vận dụng kiến thức học bước Giải thích, giúp học sinh làm sâu sắc hiểu biết, khéo léo kỹ năng, áp dụng tình hồn cảnh đa dạng khác Điều giúp kiến thức trở nên sâu sắc Giáo viên u cầu học sinh trình bày chi tiết tiến hành khảo sát bổ sung để củng cố kỹ Giai đoạn nhằm giúp học sinh củng cố kiến thức trước đánh giá thông qua kiểm tra Đánh giá (Evaluation): Mơ hình 5E cho phép đánh giá thức (dưới dạng kiểm tra) phi thức (dưới dạng câu hỏi nhanh) Trong giai đoạn này, giáo viên quan sát học sinh thơng qua hoạt động nhóm nhỏ nhóm lớn để xem tương tác trình học Cũng cần lưu ý học sinh tiếp cận vấn đề theo cách khác dựa họ học Các yếu tố hữu ích khác Giai đoạn đánh giá bao gồm tự đánh giá, tập viết tập trắc nghiệm, sản phẩm Ở đây, giáo viên linh hoạt sử dụng kỹ thuật đánh giá đa dạng để nhận biết trình nhận thức khả học sinh, từ đưa phương hướng điều chỉnh hỗ trợ học sinh phù hợp, giúp học sinh đạt mục tiêu học tập đề  ... phải liên kết với + Các nguyên tử liên kết với (bằng cách nào) Chúng ta nghiên cứu chương Chương 3: LIÊN KẾT HÓA HỌC Bài 12: LIÊN KẾT ION - Liên kết hóa học kết hợp nguyên tử để tạo thành phân... Khung Chương Trình Dạy Sinh Học (BSCS – Biological Sciences Curriculum Study), có trụ sở Colorado, Mỹ đề xuất mơ hình dạy học cải tiến cho chương trình học mơn sinh học bậc tiểu học Mơ hình 5E dựa... nghiệm biết trước Để giúp giáo viên dạy học mơn STEM Việt Nam có thêm thông tin tham khảo cách dạy học Mỹ, viết xin giới thiệu vài đặc điểm tổng quan mơ hình dạy học 5E Lịch sử: Vào khoảng năm 1987