Giai đoạn I : Chuẩn bị
Giai đoạn IV Báo cáo và đánh giá sản phẩm
HS đăng kí nội dung và thời lượng báo cáo với GV. Nộp các sản phẩm của nhóm ít nhất trước 5 ngày cho hội đồng đánh giá. Trong buổi báo cáo các nhóm cử đại diện trình bày sản phẩm học tập, thành viên của nhóm bổ sung cho bài trình bày hoặc trả lời câu hỏi xuất hiện trong buổi báo cáo. GV lắng nghe, phản biện báo cáo của các nhóm, HS quan sát được kết quả học tập của bạn để
đối chiếu việc học tập của mình, tự phát hiện ra những điều mình cần bổ sung để hồn thiện. Những hoạt động đó là cơ hội để người học suy ngẫm và triển khai những hoạt động học tập độc lập của mình.
Sau khi HS đã rút kinh nghiệm về chất lượng sản phẩm, kĩ năng học tập các em có thể chỉnh sửa để tạo ra một sản phẩm hoàn thiện nhất.
Các nhóm HS tiến hành họp nhóm đánh giá về mặt thái độ của tất cả các thành viên trong nhóm mình, bình bầu thành viên xuất sắc để làm cơ sở cho việc đánh giá chung cùng với GV.
II.3. Các chủ đề STEM trong phần Sinh học vi sinh vật nhằm phát triển năng lực NCKH cho học sinh
II.3.1. Tên chủ đề:Nghiên cứu, chế tạo thùng rác phân loại và xử lí rác hữu cơ nhờ vi sinh vật
a. Mô tả chủ đề:
Học sinh vận dụng kiến thức các mơn Sinh học, Hóa học, Vật lý, Tốn học và Kĩ thuật thiết kế, chế tạo, vận hành thùng đựng, phân loại và phân hủy rác hữu cơ nhờ nhóm tác nhân sinh học thân thiện với môi trường.
Lĩnh vực Kiến thức
Sinh học Phần VSV (Sinh học 10): Dinh dưỡng, chuyển hoá vậtchất và
năng lượng ở sinh vật; Quá trình phân giải các chất ở VSV; Sinh trưởng của VSV và các yếu tố ảnh hưởng đến sinh trường của VSV.
Nhóm vi sinh vật tự nhiên và nhân tạo có khả năng phân hủy rác hữu cơ.
Nhóm sinh vật có khả năng phân hủy rác hữu cơ: Giun đất, giun Quế.
Hóa học Các loại mơi trường axit, bazo trong các loại rác thải hữu cơ. Thành phần hóa học trong các loại rác thải.
Thành phần N, P, K hữu hiệu và cách xác định
Vật lí Thơng số kĩ thuật khi chế tạo thùng rác .
Tính tốn sự thuận lợi trong việc thiết kế ngăn ni giun, lấy phân..
Tốn học Cơng thức tính chu vi, thể tích, cân khối lượng rác , giun, so sánh bảng biểu.
Lập biểu đồ các số liệu thu thập được. Tính tốn về hiệu quả kinh tế cảu thùng rác.
Kĩ thuật Bố cục khơng gian hài hịa giữa các ngăn của thùng rác. Quy trình vận hành thùng rác.
b. Mục tiêu
* Kiến thức:
- Nêu được khái niệm vi sinh vật, các loại môi trường cơ bản và kiểu dinh dưỡng. - Trình bày được thực trạng đáng báo động và hậu quả của rác thải sinh hoạt trong
đời sống.
- Nêu những hiểu biết về phân loại rác thải và các quy trình tái sử dụng rác thải hữu cơ.
- Phân tích các giai đoạn trong q trình phân hủy rác hữu cơ từ đó lựa chọn được nhóm tác nhân sinh học thân thiện với mơi trường để kết hợp trong sản phẩm thùng rác.
- Phân tích và chỉ ra được đặc điểm phân hủy rác hiệu quả của nhóm tác nhân sinh học là giun quế và vi sinh vật.
- Nêu được các quá trình phân giải protein, đường saccarozo và ứng dụngcủa chúng trong đời sống hàng ngày.
- Lập kế hoạch, đề cương và tiến hành chế tạo vận hành cho ra mắt sản phẩm thùng rác.
* Kĩ năng:
- Đọc, thu thập thông tin từ tài liệu.
- Tiến hành, mơ tả được hiện tượng của thí nghiệm phân hủy rác hữu cơ, lựa chọn nhóm tác nhân phù hợp..
- Lập kế hoạch, tiến hành các thí nghiệm nghiên cứu, ghi chép, đánh giá và đề xuất quy trình thiết kế và vận hành thùng rác theo các tiêu chí cần đạt của sản phẩm.
- Phân tích số liệu khảo sát thực tế đưa ra kết luận: khối lượng giun tinh, khối lượng rác thải, khối lượng phân giun, trà giun.
- Xây dựng được quy trình thí nghiệm và vận hành của thùng rác xanh. - Hợp tác trong nhóm để cùng thực hiện nhiệm vụ học tập.
- Trình bày, bảo vệ được ý kiến của mình, lắng nghe, nhận xét và phản biện được ý kiến của người khác.
-Tự đánh giá được quá trình làm việc cá nhân và các nhóm theo các tiêu chí GV
đưa ra.
* Phát triển phẩm chất:
- Nghiêm túc, chủ động, tích cực thực hiện nhiệm vụ cá nhân, thảo luận nhóm xây dựng sản phẩm chung của cả nhóm.
- u thích khám phá, tìm tịi và vận dụng các kiến thức học được vào giải quyết nhiệm vụ được giao.
- Hòa đồng, giúp đỡ bạn.
- Tuân thủ các tiêu chuẩn kĩ thuật và giữ gìn vệ sinh chung khi tiến hành thực nghiệm.
- Phát triển phẩm chất tỉ mỉ, cẩn thận, hăng say của một nhà khoa học.
* Định hướng phát triển năng lực:
STT Năng lực Kĩ năng thành phần
1 Năng lực ngiên cứu khoa
học.
- Kĩ năng xác định vấn đề, đặt tên cho đề tài. - Kĩ năng xây dựng giả thuyết khoa học. - Kĩ năng lập kế hoạch nghiên cứu, thu thập dữ
liệu, phân tích và tổng hợp dữ liệu.
- Kĩ năng phê phán, lập luận viết bao cáo. 2 Năng lực tự học, thu
nhận và xử lí thơng tin tổng hợp
- Tự tìm kiếm tài liệu trên sách vở, intenet và tài liệu tham khảo.
- Kĩ năng xử lí và tổng hợp nguồn thông tin thu thập được từ SGK, Internet, sách báo,
điều tả thực tế.
3 Năng lực phát hiện và
giải quyết vấn đề.
- Từ tình huống thực tế về rác thải, kết hợp với những gợi ý của GV về nhóm vi sinh vật phân hủy rác hữu cơ…lên ý tưởng thiết kế ra thùng rác có chức năng phân loại và xử lí rác thải.
- Trong các thí nghiệm thực tế, phân tích, so sánh để tìm ra cơng thức ủ rác hữu cơ hiệu quả nhất.
4 Năng lực hợp tác và giao tiếp
- Kĩ năng làm việc nhóm có hiệu quả, phân chia cơng việc trong nhóm hợp lívà đánh giá lẫn nhau.
- Đồn kết, giao tiếp trong q trình làm thí nghiệm.
- Mạnh dạn, tự tin bày tỏ quan điểm trong thuyết trình về sản phẩm và phản biện câu hỏi của giám khảo và nhóm khác.
5 Năng lực sử dụng công nghệ thông tin và truyền thông.
- Kĩ năng viết báo cáo khoa học dạng word, dạng pp.
- Kĩ năng quay video, phóng sự trong q trình thực hiện đề tài, vận hành sản phẩm.
c. Thiết bị
-Xô, chậu nhựa, thùng xốp, lưới trắng, đen, dao, kéo, ống nhựa, xẻng, cào rác, bình phun.
- Giun đất, giun quế, chế phẩm EM. - Các loại rác thải trong sinh hoạt. - Cân khối lượng…
d. Tiến trình hoạt động
HOẠT ĐỘNG 1. CHUẨN BỊ
Hoạt động của GV Hoạt động của HS Sản phẩm
GV: Phát hướng dẫn về quy trình và kĩ năng NCKH cho HS và các tài liệu liên quan đến phương pháp ngiên cứu.
( Phụ lục 1)
HS tự nghiên cứu Bước đầu làm quen với quy
trình và kĩ năng NCKH
GV: Cho HS xem video thống kê về vấn nạn rác thải cũng như những hậu quả về ô nhiễm môi trường do rác thải gây nên. Yêu cầu HS trả lời các câu hỏi:
- Trình bày những hiểu biết của em về tình trạng rác thải ở Việt Nam và tại địa phương em?
- Người dân Việt Nam đã có ý thức phân loại rác thải chưa?
- Làm thế nào để phân loại rác thải và biến rác thải hữu cơ thành nguồn phân bón có ích? GV: Nêu tên chủ đề/ đề tài STEM HS: quan sát video, vận dụng hiểu biết cá nhân
trả lời các câu hỏi.
Tên chủ đề/ đề tài: Nghiên cứu, chế tạo thùng rác phân loại và xử lí rác hữu cơ nhờvi sinh vật GV: Chia nhóm.(Phiếu 1- Phụ lục 2) và kí hợp đồng học tập với các Hợp đồng làm việc. Biên bản họp nhóm và Phiếu giao nộp sản phẩm
nhóm.(Phiếu 2- Phụ lục 2). Phát các biên bản làm việc nhóm(Phiếu 3- Phụ lục 2) và phiếu giao nộp sản phẩm.(Phiếu 4- Phụ lục 2) hàng tuần. GV: Hướng dẫn cụ thể về chủ đề STEM: Nghiên cứu, chế tạo thùng rác phân loại và xử lí rác thải hữu hữu cơ.
HS nghiên cứu, thảo luận và thống nhất
Tên đề tài: Nghiên cứu, chế tạo thùng rác xanh phân hủy rác hữu cơ nhờ tác nhân sinh học thân thiện với môi trường.
Giả thuyết khoa học của đề tài.
Phiếu hướng dẫn chủ đề/ đề tài.
* Nghiên cứu kiến thức liên quan về:
STT Kiến thức Gợi ý tài liệu
1 Rác thải và phân loại rác thải Tài liệu trên internet của
bộ Tài nguyên- môi trường
2 Các phương pháp xử lí rác thải hiện nay, ưu và nhược điểm, xu hướng xử lí rác thải hiệu quả
Sách báo, tài liệu tham khảo, intenet…
3 Quy trình xử lí rác thải hữu cơ thành phân
bón, nhóm vi sinh vật và sinh vật phân hủy hiệu quả nhất.
Sách báo, tài liệu tham khảo, intenet…Sản phẩm trên thị trường trong và ngồi nước.
4 Tìm hiểu về các loại thùng rác đang có trên thị trường Việt Nam
Intenet 5 Các chủng vi sinh vật có chức năng phân hủy
rác trong tự nhiên và chủng vi sinh vật chọn lọc có trong một số chế phẩm sinh học, đặc điểm của Giun quế…
Sách báo, tài liệu tham khảo, intenet…
* Lên ý tưởng/ bản vẽ Thùng rác xanh * Nguyên lí hoạt động của Thùng rác xanh. * Bố trí các thí nghiệm kiểm chứng.
HOẠT ĐỘNG 2: XÂY DỰNG KẾ HOẠCH.
Hoạt động của GV Hoạt động của HS Sản phẩm
Giáo viên kiểm tra và Xây dựng kế hoạch - Kế hoạch thực hiện đề
điều chỉnh tính khả thi của bản kế hoạch thực hiện.
thực hiện đề tài. tài.
- Đề cương nghiên cứu.
Ví dụ: nhóm HS nộp kế hoạch và GV điều chỉnh như sau
KẾ HOẠCH THỰC HIỆN NGHIÊN CỨU
Nhóm: Sống xanh Lớp 10A1 Trường: THPT Lý Nhân Tông.
Tên đề tài NCKH: Nghiên cứu, chế tạo thùng rác xanh phân hủy rác hữu cơ nhờ tác nhân sinh học thân thiện với môi trường.
STT Hoạt động Phương pháp
nghiên cứu
Địa điểm Người thực hiện
1 Lựa chọn chủ đề STEM
tham gia, viết tên đề tài và giả thuyết NCKH Nghiên cứu lí thuyết và nhu cầu khám phá thực tiễn Trường học Tất cả các thành viên trong nhóm 2 -Nghiên cứu kiến thức về
rác thải và phân loại rác thải.
-Quy trình phân hủy rác hữu cơ trong tự nhiên nhờ các nhóm vi sinh vật.
-Sưu tầm tài liệu và đặc điểm của các nhóm sinh vật có khả năng phân hủy rác hữu cơ hiệu quả.
Nghiên cứu lý thuyết. Tại nhà và trường học Tất cả các thành viên trong nhóm
3 Viết đề cương Nghiên cứu lý
thuyết. Tại nhà và trường học Tất cả các thành viên trong nhóm 4 -Điều tra thực trạng
phân loại rác thải sinh hoạt tại địa bàn xã Yên Lợi và Trường THPT Lý Nhân Tông- Yên Lợi- ý Yên- Nam Định.
- Thu gom, phân loại và đánh giá lượng rác thải hữu cơ.
- Phỏng vấn trực tiếp người dân và học sinh. - Phương pháp
điều tra thu mẫu trên thực địa
10 hộ dân
thôn Nam Sơn xã yên lơi. Tồn bộ HS trường THPT Lý Nhân Tơng. Đỗ Trường An. Nguyễn Ngọc Trinh. Trần Thị Thuyết.
phân loại và xử lí rác thải. - Chế tạo thùng vừa cân trọng lượng. - Phương pháp nghiệm Sinh học của trường. Ngọc Trinh. Trần Thị Thuyết. phân loại vừa phân hủy
rác hữu cơ.
- Làm thí nghiệm thực tế có đối chứng.
đo chiều cao. - Phương pháp hàn xì. - Phân tích số Tại nhà. Lương Anh. Nguyễn Phương Thế Thị
Thí nghiệm 1: So sánh liệu bằng exel Dung.
hiệu quả phân hủy rác hữu cơ bằng các tác nhân sinh học.
Thí nghiệm 2:Ảnh
hưởng của một số dạng sản phẩm sau phân hủy rác hữu cơ tới năng suất cây trồng
Thí nghiệm 3:Thiết kế, chế tạo và vận hành Thùng rác xanh.
6 Tổng hợp, xử lí dữ liệu, viết báo cáo dạng word
- Dùng tốn thống kê xử lí số liệu trên Tại nhà và trường học. Nguyễn Phương Dung. Thị exel. - Trình bày văn bản khoa Đỗ Trường An. học trên word. 7 Hồn thiện sản phẩm
Quay video quy trình vận hành. - Phương pháp hàn xì. Tại nhà và trường học. Tất cả các thành viên trong nhóm
Nhận xét của giáo viên:
Tại hoạt động 1: Cần bổ sung nghiên cứu các tài liệu hướng dẫn phương pháp nghiên cứu khoa học cơ bản: mẫu đề cương, mẫu tóm tắt, mẫu báo cáo đề tài KHKT.
Tại hoạt động 5: Trong mỗi thí nghiệm lớn cần phải thiết kế thành những quy trình nhỏ hơn để đánh giá hiệu quả phân hủy rác của các nhóm tác nhân.
Đối với Thí nghiệm 2 học sinh có thể gửi kết quả phân tích hàm lượng mẫu phân bón lên các cơ sở uy tín như Học viện Nơng nghiệp Việt Nam.
Ví dụ: Đề cương nghiên của HS nộp và GV điều chỉnh.
1. Lý do chọn đề tài.
Rác thải đang là vấn đề nan giải đối với các nhà quản lí mơi trường ở mỗi quốc gia, mỗi cộng đồng dân cư. Theo thống kê của Trung tâm nghiên cứu Môi trường và cộng đồngngày 20/04/2019 lượng rác thải sinh hoạt ở Việt Nam lên tới 27 triệu tấn/năm và tăng 5% mỗi năm, mỗi người dân trung bình thải 1,6kg/ngày. Trong tự nhiên có một số nhóm sinh vật có khả năng phân hủy rác hữu cơ, điển hình là giun Quế. Giun Quế là một lồi động vật có khả năng phân hủy rác hữu cơ rất nhanh,chúng được nuôi phổ biến trên thế giới, cũng như một số tỉnh thành ở Việt Nam. Tuy nhiên nếu chỉ xử lí rác thải bằng giun Quế thì q trình phân hủy diễn ra chậm và có mùi hơi. Vì vậy ý tưởng của nhóm chúng em là ni giun Quế để xử lý rác thải hữu cơ có bổ sung hệ vi sinh vật tự nhiên và hệ vi sinh vật chọn lọc trong chế phẩm Emzeo nhằm tăng khả năng phân hủy rác, giảm mùi, hạn chế vi sinh vật có hại tạo nguồn phân giun, trà giun an tồn trong sản xuất nông nghiệp.
2.Giả thuyết khoa học.
Nếu nghiên cứu tìm ra nhóm tác nhân sinh học thân thiện với mơi trường xử lí rác thải hữu cơ hiệu quả nhất từ đó chế tạo thành cơng sản phẩm “Thùng rác xanh” dựa trên ý tưởng của nhóm thì đây là một kỹ thuật xử lý mơi trường có ý nghĩa sinh thái cao: dùng các tác nhân sinh học thân thiện với môi trường biến nguồn rác thải hữu cơthành các sản phẩm hữu ích.
“Thùng rác xanh” tạo ra lợi ích kép 3 trong 1: làm thùng đựng rác, làm sạch mơi trường, làm ra nguồn phân bón giàu chất dinh dưỡng.
- Giảm được lượng phân bón hóa học ,tiết kiệm chi phí ,thân thiện với môi trường.
- Giáo dục, nâng cao ý thức phân loại rác tại nguồn cho từng công dân. Giảm lượng lớn rác thải chôn lấp, thiêu đốt gây ô nhiễm mơi trường.
3. Mục đích.
- Xây dựng quy trình phân hủy rác hữu cơ nhờ tác nhân sinh học thân thiện với mơi trường là giun quế và nhóm vi sinh vật.
- Chế tạo được loại Thùng rác , vừa là thùng đựng rác, vừa xử lý được rác thải theo chu trình sinh thái tự nhiên, vừa tạo ra sản phẩm hữu ích cho trồng trọt.
- Tìm ra quy trình vận hành hiệu quả, thiết thực, tạo ra nhiều sản phẩm nhất.
- Từng bước hoàn thiện sản phẩm, đáp ứng nhu cầu sử dụng khác nhau. - Sản phẩm được phát triển rộng trên thị trường mang lại lợi ích cho người dùng và mơi trường.
4. Tính mới của sản phẩm.
- Sử dụng một nhóm tác nhân sinh học thân thiện với mơi trường để xử lí rác thải hữu cơ theo quy trình hiệu quả nhất.
- Ứng dụng quy trình này tạo ra sản phẩm đã giải quyết triệt để lượng rác thải sinh