SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO QUẢNG TRỊ
TRƯỜNG THPT LÊ LỢI
SÁNG KIẾN
VẬN DỤNG DẠY HỌC STEM
TRONG BÀI CACBON CỦA CHƯƠNG TRÌNH
HÓA HỌC LỚP 11 THPT
Lĩnh vực/môn:
Hóa học
Tên tác giả:
Lê Thị Mỹ Huyền
Giáo viên môn:
Hóa học
Đơn vị công tác: Trường THPT Lê Lợi
MỤC LỤC
I. MỞ ĐẦU............................................................................................................1
II. NỘI DUNG.......................................................................................................2
1. Thực trạng của vấn đề.......................................................................................2
2. Nội dung tiến hành trong dạy học STEM..........................................................3
2.1. Kế hoạch bài dạy............................................................................................3
2.2. Kế hoạch thực hiện.........................................................................................3
2.3. Công cụ đánh giá............................................................................................3
2.4. Báo cáo sản phẩm...........................................................................................3
2.5. Kiểm tra kiến thức vận dụng..........................................................................4
3. Giáo án STEM bài Cacbon trong chương trình hóa học lớp 11 THPT.............4
3.1. Tên dự án: Chế tạo bình lọc nước (Số tiết 02)..............................................4
3.2. Mô tả chủ đề...................................................................................................4
3.3. Kế hoạch bài dạy............................................................................................4
3.3.1. Mục tiêu.......................................................................................................4
3.3.2. Thiết bị........................................................................................................5
3.3.3. Tiến trình dạy học........................................................................................5
4. Thực nghiệm sư phạm.....................................................................................10
4.1. Tổ chức thực nghiệm....................................................................................10
4.2. Nội dung thực nghiệm..................................................................................11
a. Địa điểm, thời gian và đối tượng thực nghiệm................................................11
b. Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm..........................................................11
4.3. Kết luận về thực nghiệm..............................................................................12
III. KẾT LUẬN...................................................................................................13
1. Kết luận...........................................................................................................13
2. Một số kiến nghị..............................................................................................13
2.1. Đối với giáo viên..........................................................................................13
2.2. Đối với học sinh...........................................................................................13
2.3. Đối với Ban giám hiệu.................................................................................14
2.4. Đối với Sở GD – ĐT....................................................................................14
TÀI LIỆU THAM KHẢO...................................................................................15
1
I. MỞ ĐẦU
Đáp ứng mục tiêu giáo dục trong chiến lược phát triển giáo dục
mới chuyển từ chương trình giáo dục tiếp cận nội dung sang tiếp cận
năng lực người học, lấy người học làm trung tâm, gắn lí thuyết với
thực hành, tư duy và hành động, nhà trường và xã hội, hướng đến sự
hình thành, phát triển năng lực và khả năng học tập suốt đời cho học
sinh…
Từ đặc trưng của bộ môn Hóa học: là môn khoa học tự nhiên có
nhiều ứng dụng trong thực tiễn, ngoài ra còn có mối liên kết với
nhiều môn học khác như Sinh học, Địa lí, Công nghệ,… Do đó việc
ứng dụng kiến thức của môn Hóa học kết hợp với các môn học khác
trong cuộc sống rất phong phú, liên quan đến nhiều vấn đề, nhiều
ngành nghề trong xã hội.
Dạy học theo định hướng mới gắn với Stem môn hóa THPT nhằm
nâng cao nghệ thuật dạy học, cũng như phát huy tính sang tạo trong
việc dạy và học. Góp phần nâng cao chất lượng dạy học trong trường
trung học nói chung và bộ môn Hóa học nói riêng, góp phần phát
huy tính chủ động, tích cực, sáng tạo trong học tập của người học,
giúp học sinh vận dụng được kiến thức liên môn trong việc giải
quyết tình huống thực tiễn. Trên cơ sở đó định hướng năng lực cho
học sinh. Rèn luyện cho học sinh kỹ năng giao tiếp, kỹ năng hợp tác,
kỹ năng giải quyết vấn đề và tư duy phản biện ở góc độ là nhà
nghiên cứu, một nhà sản xuất, một người sử dụng sản phẩm. Học
sinh luôn tự tin bày tỏ ý tưởng và luôn có những ý tưởng mới trong
học tập phần nào đáp ứng việc hướng tới mục tiêu giáo dục Ba phẩm
chất năng lực cho học sinh.
Từ những lí do trên, tôi chọn đề tài “Vận dụng dạy học
STEM trong bài Cacbon của chương trình
hóa học lớp 11
THPT” với mong muốn sẽ mang lại cho bản thân, đồng nghiệp và
các em học sinh một tài liệu nghiên cứu, học tập bổ ích.
2
II. NỘI DUNG
1. Thực trạng của vấn đề
Môn Hóa học được Bộ giáo dục và Đào tạo biên soạn trên tinh thần đổi
mới, đảm bảo tính phổ thông, cơ bản, hiện đại và phù hợp với thực tiễn Việt
Nam. Nó cùng với các môn học khác trong trường phổ thông góp phần quan
trọng vào việc tạo nền tảng ban đầu để đào tạo con người phát triển toàn diện,
nhằm giúp học sinh hoàn thiện học vấn phổ thông có những hiểu biết thông
thường về kỹ thuật và hướng nghiệp, có điều kiện lựa chọn hướng phát triển và
phát huy năng lực cá nhân, tiếp tục học lên cao hơn hoặc học nghề.
Thực tế hiện nay, việc đổi mới phương pháp dạy học môn Hóa học chưa
mang lại hiệu quả cao. Truyền thụ tri thức một chiều vẫn là phương pháp dạy
học chủ đạo của nhiều giáo viên. Số giáo viên thường xuyên chủ động, sáng tạo
trong việc phối hợp các phương pháp dạy học cũng nư sử dụng các phương pháp
dạy học phát huy tính tích cực, tự lực và sáng tạo của học sinh còn chưa nhiều.
Dạy học vẫn còn nặng nề truyền thụ kiến thức lý thuyết.
Việc rèn luyện kỹ năng sống, kỹ năng giải quyết các tình huống thực tiễn
cho học sinh thông qua khả năng vận dụng tri thức thổng hợp chưa thực sự được
quan tâm. Việc ứng dụng công nghệ thông tin – truyền thông, sử dụng các
phương tiện dạy học chưa được thực hiện rộng rãi và hiệu quả trong các trường
trung học phổ thông.
Thực trạng trên đây dẫn đến hệ quả là nhiều học sinh còn thụ động trong
việc học tập môn Hóa học; khả năng sáng tạo và năng lực vận dụng tri thức đã
học để giải quyết các tình huống thự tiễn cuộc sống còn hạn chế như:
Thứ nhất: thiếu động cơ học tập. Chương trình bộ môn Hóa học còn nặng
tính hàn lâm, chưa phù hợp với mọi đối tượng, chưa đảm bảo được tính vùng
miền. Tư tưởng nhiều học sinh coi môn Hóa học là môn phụ nên không lo sợ kết
quả, không có hứng thú học tập. Chủ yếu học sinh tập trung vào các môn học
như Văn, Toán, Anh và môn tự chọn để xét đại học nên đa số các em không đầu
tư nhiều thời gian cho bộ môn này. Công tác quản lý, theo dõi, đánh giá chưa
kích thích được tinh thần, khí thế của người dạy và người học, chưa thúc đẩy
được chất lượng, hiệu quả dạy học và cũng chưa kịp thời uốn nắn được những
lệch lạc xảy ra. Kết quả học tập (thể hiện chất lượng dạy học) ở từng trường,
từng lớp chủ yếu phụ thuộc vào sự đánh giá của cá nhân giáo viên dạy ở lớp đó,
trường đó. Bởi vì thường là người dạy, người ra đề, người chấm thi là một.
Thứ hai: Hạn chế về giáo viên. Hiện nay, mặc dù khoa học và công nghệ
đang từng ngày, từng giờ thay đổi, các hiện tượng thực tế học sinh phải tiếp xúc
rất phong phú, thế nhưng việc cập nhật thông tin chưa kịp thời. Việc đào tạo và
bồi dưỡng về chương trình Stem mới được triển khai vào năm 2020. Vì vậy
trong giảng dạy bộ môn, không ít giáo viên còn tỏ ra lúng túng, một số giáo viên
3
chưa đầu tư đúng mức hoặc chưa có điều kiện học tập nâng cao trình độ chuyên
môn nghiệp vụ để đáp ứng được yêu cầu.
Phương pháp dạy học mà giáo viên sử dụng vẫn chủ yếu là phương pháp
truyền thống: Thầy giảng – trò nghe, thầy đọc – trò ghi, phương pháp này mang
tính chất thông báo, tái hiện. Hiện nay các phương pháp dạy học tích cực đã và
đang được nghiên cứu và vận dụng vào thực tiễn dạy học, thuật ngữ này dần dần
trở nên quen thuộc. Tuy nhiên, nhiều công trình nghiên cứu mới dừng lại ở
phạm vi lí luận, hoặc còn là chủ trương, chỉ thị,… chứ chưa thực sự đi vào nhà
trường, chưa trở thành nhu cầu bức thiết với từng giáo viên, học sinh, từng môn
học, bài học. Đại đa số giáo viên đều thấy đổi mới phương pháp dạy học là cần
thiết, nhưng đổi mới như thế nào, triển khai thực hiện ra sao đối với môn học,
bài học cụ thể vẫn còn lúng túng.
Thứ ba: Thiếu sự hỗ trợ từ thiết bị. Cơ sở vật chất, thiết bị phục vụ dạy học
còn hạn chế. Nội dung kiến thức môn học đòi hỏi nhiều phương tiện trực quan
như thực hành thí nghiệm tranh vẽ, vật thật, … nhưng thực tế hiện nay dạy
“chay” vẫn phổ biến.
Như vậy phương pháp dạy học cũ không khắc sâu được kiến thức cho học
sinh và không tạo hứng thú học tập cho các em. Chưa tạo dược sự chủ động
chiếm lĩnh kiến thức của người học và học sinh khó áp dụng vào thực tiễn đời
sống. Vì vậy, chúng tôi vận dụng dạy học theo định hướng stem vào dạy học hóa học
ở trường phổ thông với mong muốn góp phần thực hiện việc đổi mới phương pháp
dạy học, đáp ứng yêu cầu của xã hội ngày nay.
2. Nội dung tiến hành trong dạy học STEM
2.1. Kế hoạch bài dạy
Lên kế hoạch bài dạy do giáo viên thực hiện, ý tưởng có thể xuất phát từ
thực tiễn giảng dạy, từ các vấn đề thời sự hoặc có thể nảy sinh trong quá trình
đề xuất, phát biểu của học sinh.
Các bước thực hiện kế hoạch bài dạy gồm:
Bước 1: Lên ý tưởng dự án.
Bước 2: Xác định mục tiêu.
Bước 3: Thiết lập bộ câu hỏi định hướng .
Bước 4: Lịch trình đánh giá.
Bước 5: Dự kiến các hoạt động.
2.2. Kế hoạch thực hiện
Giáo viên định hướng các hoạt động và học sinh là người sẽ thực
hiện các ý tưởng đó. Giáo viên là người giám sát, theo dõi, hỗ trợ khi
cần thiết. Các bước tiến hành kế hoạch thực hiện gồm:
Bước 1: Nhóm trưởng nhận nhiệm vụ, sau đó nhóm trưởng họp các
thành viên trong nhóm lại, triển khai kế hoạch và phân công cụ thể cho
thành viên. Các thành viên tương tác với nhóm trưởng còn giáo viên
hướng dẫn và nhóm trưởng luôn tương tác lẫn nhau. GV và nhóm trưởng
tiến hành họp để báo cáo tiến độ thực hiện và khó khăn gặp phải.
Bước 2: Triển khai, thực hiện nhiệm vụ: Để triển khai, thực hiện nhiệm
4
vụ học sinh cần:
- Tìm kiếm thông tin, tài liệu
- Chuẩn bị nguyên, vật liệu
- Tiến hành nhiệm vụ được giao
- Quay video, làm clip về sản phẩm
- Rút kinh nghiệm
2.3. Công cụ đánh giá
- Để đánh giá sản phẩm của học sinh, giáo viên hướng dẫn xây
dựng bộ công cụ đánh giá.
- Điểm sản phẩm: là trung bình cộng từ phiếu đánh giá của HS và
điểm sản phẩm.
2.4. Báo cáo sản phẩm
Chủ đề được hoàn thành theo qui định sẽ tổ chức báo cáo sản
phẩm. Giáo viên hướng dẫn điều hành, nhóm trưởng hoặc đại diện từng
nhóm báo cáo sản phẩm mình làm. Các nhóm khác theo dõi, đặt câu hỏi,
giáo viên có thể đặt câu hỏi để kiểm tra kiến thức của học sinh trong quá
trình làm. Các nhóm có thể đề xuất những khó khăn, những giải pháp tối
ưu.
Giáo viên rút ra kết luận, nhận xét ưu, nhược điểm từng
nhóm, dựa vào công cụ đánh giá để cho điểm từng HS.
2.5. Kiểm tra kiến thức vận dụng
Giáo viên tiến hành bài kiểm tra đánh giá quá trình tiếp nhận kiến
thức và kĩ năng của từng học sinh. Thông qua kết quả giáo viên có
thể định hướng, điều chỉnh cho những dự án tiếp theo, rút kinh
nghiệm và có kết luận đúng đắn về tính ưu việt của phương pháp dạy
học theo định hướng STEM.
2.6. Các dự án tham khảo có thể thiết kế bài học
STEM trong chương trình hóa
học lớp 11 THPT
Với chương trình hóa học 11, có thể tiến hành các hoạt động trải nghiệm
theo dạy học STEM như:
- Sử dụng bắp cải tím làm chất chỉ thị axit, bazơ.
- Bình chữa cháy mini.
- Bình lọc nước.
- Thiết bị cung cấp oxi cho phòng kín.
- Trồng cây với dung dịch thủy canh.
- Làm dưa tươi ngon từ rau củ quả sạch
3. Giáo án STEM bài Cacbon của chương trình hóa học
lớp 11 THPT
3.1. Tên dự án: Chế tạo bình lọc nước (Số tiết 02)
Bài, chương áp dụng dự án: Chương III- Cacbon – Silic: Bài Cacbon. Lớp 11
3.2. Mô tả chủ đề
Học sinh tìm hiểu và vận dụng kiến thức về
+ Tính chất và ứng dụng của than hoạt tính (bài – Hóa học 11),
+ Tính thể tích khối trụ (bài 1, chương 2 – Hình học 12),
+ Áp suất chất lỏng (Vật lớp 8).
5
Để thiết kế và chế tạo bình lọc nước sinh hoạt với những tiêu
chí cụ thể. Sau khi hoàn thành, học sinh sẽ được thử nghiệm lọc nước
ao hồ và tiến hành đánh giá chất lượng sản phẩm.
3.3. Kế hoạch bài dạy
3.3.1. Mục tiêu
a. Kiến thức:
- Vận dụng được các kiến thức về tính chất của cacbon theo yêu
cầu, tiêu chí cụ thể;
- Vận dụng công thức tính thể tích khối trụ
- Vận dụng kiến thức thẩm thấu, khuếch tán một cách sáng tạo
để giải quyết các vấn đề tương tự.
b. Kĩ năng:
- Tính toán, vẽ được bản thiết kế bình lọc nước đảm bảo các tiêu chí đề ra;
- Lập kế hoạch cá nhân/nhóm để chế tạo và thử nghiệm dựa trên bản thiết kế;
- Trình bày, bảo vệ được bản thiết kế và sản phẩm của mình,
phản biện được các ý kiến thảo luận;
- Tự nhận xét, đánh giá được quá trình làm việc cá nhân và
nhóm.
c. Phẩm chất:
- Nghiêm túc, chủ động, tích cực tham gia các hoạt động học;
- Yêu thích sự khám phá, tìm tòi và vâ ̣n dụng các kiến thức học
được vào giải quyết nhiệm vụ được giao;
- Có tinh thần trách nhiệm, hòa đồng, giúp đỡ nhau trong nhóm,
lớp;
- Có ý thức tuân thủ các tiêu chuẩn kĩ thuật và giữ gìn vệ sinh
chung khi thực nghiệm.
d. Năng lực:
- Tìm hiểu khoa học, cụ thể về các ứng dụng tính chất của
cácbon;
- Giải quyết được nhiệm vụ thiết kế và chế tạo bể lọc nước một
cách sáng tạo;
- Hợp tác với các thành viên trong nhóm để thống nhất bản thiết
kế và phân công thực hiện;
- Tự nghiên cứu kiến thức, lên kế hoạch thiết kế, chế tạo, thử nghiệm
và đánh giá.
3.3.2. Thiết bị
- Các thiết bị dạy học: giấy A0, mẫu bản kế hoạch, …
- Nguyên vật liệu và dụng cụ để chế tạo và thử nghiệm “Bình lọc nước”:
Chai thể tích 1,5 lít;
Cát, sỏi, than hoạt tính, màng lọc (vải);
Nước ao, hồ
3.3.3. Tiến trình dạy học
Hoạt động 1. XÁC ĐỊNH YÊU CẦU THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO
BÌNH LỌC NƯỚC
6
a. Mục đích của hoạt động
- Học sinh nắm vững yêu cầu "Thiết kế bình lọc nước” vật liệu
sẵn có (do giáo viên cung cấp) theo các tiêu chí: Lọc được nước phục
vụ sinh hoạt; có dung tích từ 1,2 dm3 đến 1,5dm3 ; đơn giản, dễ sử
dụng.
- Học sinh hiểu rõ yêu cầu vận dụng kiến thức về khả năng hấp
phụ của các bon và cát để thiết kế và thuyết minh thiết kế trước khi sử
dụng nguyên vật liệu, dụng cụ cho trước để chế tạo và thử nghiệm.
b. Nội dung hoạt động
- Tìm hiểu về nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường nước, kiến
thức về xử lý nước bị ô nhiễm.
- Xác định nhiệm vụ chế tạo bình lọc nước với các tiêu chí:
Lọc được nước sạch phục vụ sinh hoạt
Vật liệu dễ làm
c. Sản phẩm học tập của học sinh
- Mô tả và giải thích được một cách định tính về nguyên lí chế
tạo bình lọc;
- Xác định được kiến thức cần sử dụng để thiết kế, chế tạo bình
lọc nước theo các tiêu chí đã cho.
d. Cách thức tổ chức
Hoạt động của giáo viên
Hoạt động của học sinh
- Giao nhiệm vụ cho học sinh tìm hiểu - Thảo luận nhóm trình bày thảo luận
về nguyên lý lọc nước (mô hình, xem về nguyên lý lọc nước.
hinh ảnh, video…)
- Học sinh tìm tòi kiến thức về cac
- Giáo viên xác nhận kiến thức cần sử bon, tính thẩm thấu của nước.
dụng là tính chất của cac bon, tính
thẩm thấu của nước.
Hoạt động 2. NGHIÊN CƯU KIẾN THƯC TRỌNG TÂM VÀ
XÂY DỰNG BẢN THIẾT KẾ
a. Mục đích của hoạt động
Học sinh hình thành kiến thức mới về tính chất của cac bon và silic đioxit đề
xuất được giải pháp và xây dựng bản thiết kế bình lọc nước.
b. Nội dung hoạt động
- Học sinh nghiên cứu sách giáo khoa và tài liệu tham khảo về
các kiến thức trọng tâm sau:
Tính chất của các bon (Hóa học 11 và Bài 6);
Áp suất thẩm thấu, áp suất chất lỏng (Vật lí 8);
Thể tích khối trụ (Bài 1, chương 2 – Hình học 12).
- Học sinh thảo luận về các thiết kế khả dĩ của bình lọc và đưa
ra giải pháp có căn cứ.
Gợi ý:
Than hoạt hoạt tính là gì? Thành phần hóa học của cát? Vì sao cát
và than có thể sử dụng để lọc nước?
Người ta có thể sử dụng loại than nào để lọc nước tốt nhất?
7
Các nguyên liệu, dụng cụ nào cần được sử dụng và sử dụng như thế
nào?
- Học sinh xây dựng phương án thiết kế bình lọc nước và chuẩn
bị cho buổi trình bày trước lớp (các hình thức: thuyết trình, poster,
powerpoint...). Hoàn thành bản thiết kế (phụ lục đính kèm) và nộp cho
giáo viên.
- Yêu cầu:
Bản thiết kế chi tiết có kèm hình ảnh, mô tả rõ kích thước, hình
dạng của thuyền và các nguyên vật liệu sử dụng…
Trình bày, giải thích và bảo vệ bản thiết kế theo các tiêu chí đề ra.
Chứng minh được chất lượng nước, lượng nước lọc được bằng tính
toán cụ thể.
c. Sản phẩm của học sinh
- Học sinh xác định và ghi được thông tin, kiến thức về các bon và silic đioxit.
- Học sinh đề xuất và lựa chọn giải pháp có căn cứ, xây dựng được bản thiết kế
bình lọc đảm bảo các tiêu chí.
d. Cách thức tổ chức
Hoạt động của giáo viên
Hoạt động của học sinh
Giao nhiệm vụ:
- Tự đọc và nghiên cứu sách giáo
- Nghiên cứu kiến thức trọng tâm:
khoa, các tài liệu tham khảo, tìm kiếm
tính chất của cac bon và silic
thông tin trên Internet…
ddioxxit.
- Đề xuất và thảo luận các ý tưởng
- Xây dựng bản thiết kế bình lọc nước ban đầu, thống nhất một phương án
theo yêu cầu.
thiết kế tốt nhất;
- Lập kế hoạch trình bảy và bảo vệ
- Xây dựng và hoàn thiện bản thiết
bản thiết kế.
kế bình lọc nước;
- Lựa chọn hình thức và chuẩn bị nội
dung báo cáo.
- Giáo viên quan sát, hỗ trợ học sinh
khi cần thiết
Hoạt động 3. TRÌNH BÀY BẢN THIẾT KẾ
a. Mục đích của hoạt động
Học sinh hoàn thiện được bản thiết kế bình lọc nước của nhóm mình.
b. Nội dung hoạt động
- Học sinh trình bày, giải thích và bảo vệ bản thiết kế theo các
tiêu chí đề ra. Giải thích được nguyên lý lọc của bình lọc, lượng nước
lọc được bằng tính toán cụ thể.
- Thảo luâ ̣n, đặt câu hỏi và phản biện các ý kiến về bản thiết kế;
ghi lại các nhận xét, góp ý; tiếp thu và điều chỉnh bản thiết kế nếu cần.
- Phân công công việc, lên kế hoạch chế tạo và thử nghiệm bình
lọc nước.
c. Sản phẩm của học sinh
8
Bản thiết kế bình lọc nước sau khi được điều chỉnh và hoàn
thiện.
Nước ao, hồ: Chiều cao: 4/10
Than hoạt tính, Chiều cao: 1/10
Vải lọc
Cát Chiều cao: 1/10
Cát Chiều cao: 3/10
Hình 1: Mô hình bình lọc nước dự kiến sẽ làm
Nguyên liệu: Sỏi, cát, than hoạt
tính, bình
chứa, ống nhựa, cưa lỗ.
Bước 1: Úp ngược bình chứa
nước lại,
sau đó bạn hãy đục lỗ ở đáy bình, tiếp đến bịt lỗ đã đục bằng vải sạch.
Bước 2: Đổ than hoạt tính xuống dưới cùng, vì than hoạt tình có
khả năng loại bỏ các tạp chất nhỏ trong nước, những cặn bẩn từ lớn
đến siêu nhỏ.
Bước 3: Tiếp theo là đổ cát vào, và lớp trên cùng bạn đổ sỏi.
Sỏi giúp giữ lại những loại tạp chất như cành cây, bụi bẩn, lá rơi, sinh
vật nhỏ, côn trùng, …
Bước 4: Cuối cùng treo bình chứa vật liệu lọc trên cao, sau đó
đổ nước vào và bắt đầu lọc
d. Cách thức tổ chức
Hoạt động của Giáo viên
Hoạt động của Học sinh
- Nội dung cần trình bày;
- Học sinh báo cáo, thảo luận.
- Thời lượng báo cáo;
- Cách thức trình bày bản thiết kế và
thảo luận.
- Giáo viên điều hành, nhận xét, góp ý
và hỗ trợ học sinh.
Hoạt động 4. CHẾ TẠO VÀ THƯ NGHIỆM BÌNH LỌC NƯỚC
a. Mục đích của hoạt động
- Học sinh dựa vào bản thiết kế đã lựa chọn để chế tạo bình lọc
nước đảm bảo yêu cầu đặt ra.
- Học sinh thử nghiệm, đánh giá sản phẩm và điều chỉnh nếu
cần.
b. Nội dung hoạt động
- Học sinh sử dụng các nguyên vật liệu và dụng cụ cho trước
(Vỏ bình nước, Cát, sỏi, than hoạt tính, vải, kéo, dao, dây buộc, thước
kẻ, bút) để tiến hành chế tạo bình lọc nước theo bản thiết kế.
- Trong quá trình chế tạo các nhóm đồng thời thử nghiệm và
điều chỉnh bằng việc đổ nước bẩn vào bình, quan sát, đánh giá và điều
chỉnh nếu cần.
c. Sản phẩm của học sinh
Mỗi nhóm có một sản phầm là bình lọc nước đã được hoàn
9
thiện và thử nghiệm.
d. Cách thức tổ chức
Hoạt động của giáo viên
Hoạt động của học sinh
- Giao nhiệm vụ:
- Tiến hành chế tạo, thử nghiệm và
+ Sử dụng các nguyên vật liệu và
hoàn thiện sản phầm theo nhóm.
dụng cụ cho trước để chế tạo thuyền
theo bản thiết kế;
+ Thử nghiệm, điều chỉnh và hoàn
thiện sản phẩm.
- Quan sát, hỗ trợ học sinh nếu cần
Nguyên liệu sử dụng là gồm bốn chai nhựa trong suốt dung tích 1,5 lít.
Chai thứ nhất được đặt ở vị trí cao nhất dùng để chứa nước cần lọc. Kế đến, chai
thứ hai chứa nguyên liệu hấp thụ kim loại nặng là xơ dừa, được đặt thấp hơn
chai ban đầu 5cm, kể từ đáy chai thứ nhất và đầu chai thứ hai.
Chai thứ ba chứa nguyên liệu lọc là cát, sỏi và than hoạt tính
dùng để loại bỏ vụn hữu cơ, các chất gây nhiễm bẩn và khử mùi. Chai
này được đặt thấp hơn chai thứ thứ nhất 25 cm và thấp hơn chai thứ
hai 20 cm, kể từ đỉnh đầu mỗi chai. Và cuối cùng là chai được đặt thấp
nhất được dùng để chứa nước sạch sau khi lọc.
Hệ thống nối ống dẫn nước.
Toàn bộ chai nhựa sử dụng trong hệ thống là chai nhựa trong
suốt. Với hệ thống lọc như thế này, khi ta đặt hệ thống dưới chỗ
thoáng mát có nhiều ánh nắng thì quá trình diệt khuẩn tự nhiên xảy ra.
Dưới tác dụng của các tia bức xạ mặt trời thì đến 98% vi sinh vật gây
bệnh đều bị tiêu diệt, nếu đặt hệ thống dưới ánh nắng mặt trời trong
vòng 4 - 5 giờ.
Tại chai lọc thứ hai - tức chai lọc có chứa xơ dừa - một nguyên
liệu hết sức phổ biến nhưng thường bị bỏ đi - lại có khả năng hấp thu
các kim loại nặng và làm giảm thành phần BOD đến hơn 99%. Vì thế,
ứng dụng xơ dừa vào hệ thống lọc là hết sức mới mẻ, cộng với quá
trình lọc ngược, tức là cho nước đi ngược từ dưới đi lên, đi qua lớp vật
liệu lọc xơ dừa một cách chậm rãi giúp cho quá trình hấp thu được
diễn ra hoàn toàn và đạt độ sạch yêu cầu.
Tại chai lọc thứ ba là hỗn hợp vật liệu lọc bao gồm năm lớp: lớp
cát nhỏ, lớp than hoạt tính, lớp cát lớn, lớp sạn nhỏ và lớp sạn lớn.
Mỗi lớp vật liệu được sắp xếp theo thứ tự từ trên xuống và mỗi lớp có
độ dày 5 cm. Quá trình lọc qua chai lọc này đảm bảo cho các vụn hữu
cơ bị giữ lại ở lớp các trên cùng, tiếp đến mùi hôi sẽ được hấp thụ bởi
than hoạt tính, và nước được làm trong hơn nhờ các lớp còn lại.
Giữa các chai lọc được nối với nhau bằng ống nhựa. Toàn bộ
vật liệu lọc trước khi được đưa vào chai để làm thành chai lọc nước thì
điều được rửa sạch, phân loại kích cỡ và tiệt trùng bằng ánh nắng mặt
trời trong 6 giờ.
10
Nếu sản phẩm này được bán trên thị trường, điểm đặc biệt tạo ra
lợi thế cạnh tranh chính là giá rẻ vì chưa tới 10k/sản phẩm. Bên cạnh đó,
cơ chế lọc sạch bằng xơ dừa là điểm nhấn tạo nên sự khác biệt so với
những sản phẩm lọc nước khác.
Hình 2: Quá trình làm bình lọc nước
Hoạt động 5. TRÌNH BÀY SẢN PHẨM BÌNH LỌC NƯỚC
a. Mục đích của hoạt động
Các nhóm học sinh giới thiệu bình lọc nước trước lớp, chia sẻ
về kết quả thử nghiệm, thảo luận và định hướng cải tiến sản phầm.
b. Nội dung hoạt động
- Giáo viên yêu cầu các nhóm đánh giá sản phẩm của từng nhóm
dựa trên các tiêu chí đã đề ra:
+ Dung tích (tiêu chuẩn là từ 1,2 dm3 đến 1,5dm3 );
+ Khả năng lọc nước đục, bẩn thành nước trong, sạch;
+ Khả năng sử dụng theo thời gian.
- Các nhóm trình diễn sản phẩm trước lớp.
- Đánh giá sản phẩm của các nhóm
- Chia sẻ, thảo luận để tiếp tục điều chỉnh, hoàn thiện sản phẩm.
- Chia sẻ, thảo luận để tiếp tục điều chỉnh, hoàn thiện sản phẩm.
+ Các nhóm tự đánh giá kết quả nhóm mình và tiếp thu các góp
ý, nhận xét từ giáo viên và các nhóm khác;
+ Sau khi chia sẻ và thảo luận, đề xuất các phương án điều
chỉnh sản phẩm;
+ Chia sẻ các khó khăn, các kiến thức và kinh nghiệm rút ra qua
quá trình thực hiện nhiệm vụ thiết kế và chế tạo bình lọc nước.
c. Sản phẩm của học sinh
Bình lọc nước đã chế tạo được và nội dung trình bày báo cáo
của các nhóm.
d. Cách thức tổ chức
Hoạt động của giáo viên
Hoạt động của học sinh
- Giao nhiệm vụ: các nhóm trình diễn - Trình diễn đổ nước bẩn vào bình,
sản phầm trước lớp và tiến hành thảo thử nghiệm để đánh giá khả năng lọc
luận, chia sẻ.
nước của sản phẩm
- Giáo viên đánh giá, kết luận và tổng - Các nhóm chia sẻ về kết quả, đề
kết.
xuất các phương án điều chỉnh, các
kiến thức và kinh nghiệm rút ra trong
quá trình thực hiện nhiệm vụ thiết kế
và chế tạo bình lọc nước.
Sản phẩm sau khi đã hoàn thành:
Hình 3: Sản phẩm bình lọc nước
4. Thực nghiệm sư phạm
11
Mục đích thực nghiệm.
Kiểm tra tính hiệu quả của sáng kiến kinh nghiệm.
4.1. Tổ chức thực nghiệm
a. Công tác chuẩn bị
- Điều tra thực trạng học tập của lớp thực nghiệm
- Soạn bài giảng dạy theo nội dung của sáng kiến.
b. Tổ chức thực hiện
* Ở lớp dạy thực nghiệm:
Dạy theo nội dung sáng kiến trong các giờ học tự chọn, thực hành.
Quan sát hoạt động học tập của học sinh xem các em có phát huy
được tính tích cực, tự giác và có phát triển được các năng lực cần
thiết hay không.
Quan sát và đánh giá thái độ của học sinh trong các giờ học.
Tiến hành bài kiểm tra đánh giá sau khi thực nghiệm.
* Ở lớp đối chứng:
Giáo viên thực hiện quan sát hoạt động học tập của học sinh ở
lớp đối chứng được giáo viên giảng dạy các bài tập cùng nội dung
trong sáng kiến nhưng không theo hướng đi của sáng kiến.
Tiến hành cùng một bài kiểm tra như lớp thực nghiệm.
4.2. Nội dung thực nghiệm
Thực nghiệm theo nội dung của sáng kiến kinh nghiệm.
a. Địa điểm, thời gian và đối tượng thực nghiệm
Thực nghiệm sư phạm được tiến hành tại trường THPT Lê Lợi, thành phố
Đông Hà, Quảng Trị.
Chúng tôi đã tìm hiểu rất kỹ và nhận thấy trình độ chung về môn
Hóa học tương ứng của các lớp thực nghiệm và các lớp đối chứng
của trường là tương đương nhau. Trên cơ sở đó, tôi đã đề xuất được
thực nghiệm cụ thế tại các lớp ở trường tôi dạy như sau:
+ Lớp thực nghiệm: 11A2 ( năm học 2021 - 2022)
+ Lớp đối chứng: 11A3 ( năm học 2021 - 2022)
Thực nghiệm được tiến hành từ ngày 10/11/2021 đến 25/11/2021
với số tiết dạy là 2 tiết/1 lớp 11 (trong đó có bài kiểm tra đánh giá
khoảng 15’). Các tiết này được dạy cho học sinh trong các giờ học tự
chọn, thực hành.
b. Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm
* Kết quả định tính:
- Ở lớp thực nghiệm:
Các em học tập và trao đổi sôi nổi, giờ học thoải mái, hứng
khởi. Hầu hết các em đều hoạt động theo nhóm rất tích cực và hứng
thú khi khám phá và lĩnh hội những kiến thức mới. Các nội dung hóa
học được liên hệ với thực tiễn nên các em rất hào hứng tiếp nhận, giờ
học không còn là giờ học khô khan nhàm chán nữa mà trở nên thú vị
hơn bởi qua các giờ học các em không những tiếp nhận được kiến
thức hóa học mà còn được hiểu biết thêm về các môn học khác cũng
12
như những vấn đề trong thực tiễn cuộc sống.
Nhiều em học sinh ở các lớp thực nghiệm đã tìm ra nhiều
tài liệu, nội dung phong phú và gắn liền với đời sống hàng ngày. Một
số em học sinh có kĩ năng thông tin và xử lí tốt các tình huống đặt ra.
Đặc biệt có nhóm đã điều chế các sản phẩm đạt chất lượng tốt. Điều
đó chứng tỏ năng lực tìm tòi, khám phá, hiểu biết cũng như khả
năng tiếp nhận tri thức của các em rất tốt.
Qua các tiết dạy thấy khả năng vận dụng các vấn đề thực
tiễn của các em ở lớp thực nghiệm tiến bộ rõ rệt, khả năng phối hợp
của các em trong các hoạt động nhóm cũng hiệu quả hơn.
- Ở lớp đối chứng:
Các em cũng cố gắng hoàn thành nhiệm vụ học tập nhưng
không mấy hào hứng nên khả năng tiếp thu và ghi nhớ chưa được
tốt.
Các hoạt động được yêu cầu làm theo nhóm còn mang tính đối
phó, chưa thật sự hiệu quả.
Hầu hết các em còn có tâm lí nặng nề trong việc tiếp thu kiến
thức mới và việc rèn luyện kĩ năng giải quyết vấn đề.
* Kết quả định lượng:
Kết quả làm bài kiểm tra của học sinh lớp thực nghiệm và học sinh
lớp đối chứng của trường tôi đang dạy được phân tích theo đề kiểm tra gồm
10 câu hỏi làm trong 15’ (đề kiểm tra ở phần phụ lục) như sau:
C
â
u
L
ớ
p
t
h
ự
c
n
g
h
i
ệ
m
L
ớ
p
đ
ố
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
13
i
c
h
ứ
n
g
5. Tính mới, sự khác biệt của các giải pháp trong sáng
kiến
Sáng kiến kinh nghiệm đã đề xuất được các hoạt động trải nghiệm có
nội dung thực tế mà sách giáo khoa còn chưa có nhiều và gợi ý để giáo viên
sử dụng trong các tiết dạy nhằm mục đích khơi gợi động cơ học tập cho học
sinh.
Sáng kiến kinh nghiệm cũng đã làm rõ được cách thiết kế các hoạt
động trải nghiệm liên quan thực tiễn nhờ liên tưởng từ những kiến thức hóa
học, vận dụng kiến thức hóa học giải quyết các vấn đề thực tiễn đặt ra hiện
nay.
Sáng kiến kinh nghiệm cũng đã đề xuất được các bước tiến hành
trong tiến trình dạy học theo định hướng giáo dục STEM - một đề tài đang
được quan tâm hiện nay.
Sáng kiến kinh nghiệm đã phân tích để thấy được tầm quan trọng của
việc tăng cường các hoạt động trải nghiệm nhằm giúp phát triển những năng
lực cần thiết cho học sinh và tạo được hứng thú cho học sinh trong học hóa
học.
6. Về tính thực tiễn
Đây là đề tài đã được nghiên cứu và đúc rút từ kinh nghiệm bản thân,
có tính thực tiễn cao. Các kiến thức hóa học được học sinh trải nghiệm, vận
dụng giải quyết các tình huống thực tiễn nên hiểu rõ bản chất và thấy được sự
gần gũi của các kiến thức hóa học với cuộc sống đời thường. Góp phần nâng
cao chất lượng dạy học trong trường THPT nói chung và bộ môn Hóa học nói
riêng.
7. Về tính hiệu quả
Sáng kiến góp phần phát huy tính chủ động, tích cực, sáng tạo trong
học tập của người học, giúp học sinh vận dụng được kiến thức liên môn
trong việc giải quyết tình huống thực tiễn. Trên cơ sở đó định hướng năng
lực cho học sinh.
Sáng kiến cũng đã cho thấy mối liên hệ chặt chẽ giữa các môn học,
khắc phục hiện tượng học tập thụ động nhàm chán ở các môn học, đưa ra
phương pháp dạy học tích cực: “Học đi đôi với hành”. Kết quả đạt được:
+ Việc tiếp thu kiến thức của các em học sinh nhanh hơn.
+ Khắc sâu được kiến thức cho học sinh.
+ Tạo sự hứng thú học tập và sự yêu thích cho học sinh khi học bộ
môn Hóa học.
+ Người học là người chủ động chiếm lĩnh kiến thức dưới sự hướng
14
dẫn của giáo viên.
+ Học sinh dễ áp dụng vào đời sống thực tiễn.
+ Rèn luyện cho học sinh kỹ năng giao tiếp, kỹ năng hợp tác, kỹ năng
giải quyết vấn đề và tư duy phản biện ở góc độ là nhà nghiên cứu, một nhà
sản xuất, một nhà sử dụng sản phẩm.
Trên cơ sở học tập, học sinh tích cực tham gia cuộc thi do nhà trường,
sở GD&ĐT tổ chức. Học sinh tự tin bày tỏ ý tưởng và luôn có những ý
tưởng mới trong học tập.
III. KẾT LUẬN
1. Kết luận
Quá trình thực nghiệm cùng những kết quả rút ra sau thực nghiệm
cho thấy: mục đích thực nghiệm đã được hoàn thành, tính khả thi và
hiệu quả của việc ứng dụng Stem trong dạy học phần nào được được
khẳng định.
Nếu trong quá trình dạy học hóa học, giáo viên quan tâm, giúp
học sinh liên hệ
các kiến thức với thực tiễn, thì sẽ hình thành và
rèn luyện ý thức học, vận dụng thực tiễn, tìm ra các biện pháp để giải
quyết các vấn đề trong thực tiễn. Đồng thời góp phần quan trọng vào
việc nâng cao hiệu quả dạy học môn hóa học và hoàn thành nhiệm vụ
giáo dục toàn diện của trường THPT. Phương pháp giảng dạy theo
hướng dạy học tích hợp STEM là một trong những định hướng đổi
mới quan trọng về phương pháp dạy học hiện nay.
2. Một số kiến nghị
2.1. Đối với giáo viên
Trong các giờ học cần tăng cường cho học sinh các hoạt
động trải nghiệm, liên hệ với cuộc sống hàng ngày và thực tiễn xung
quanh nhà trường, lớp học, gia đình và xã hội để các em thấy rõ hơn
ý nghĩa của những tri thức và hứng thú hơn trong học tập.
Cần thay đổi phương pháp và nội dung kiểm tra đánh giá
năng lực người học theo hướng gắn với các hoạt động trải nghiệm,
các vấn đề của thực tiễn đời sống. Đây là khâu quan trọng, cần phải
đổi mới sớm để định hướng cho việc dạy và học.
2.2. Đối với học sinh
Tích cực tham gia các tiết học ngoại khóa, các yêu cầu học
tập mà GV tổ chức. Thường xuyên có ý thức liên hệ các vấn đề hóa
15
học với thực tiễn và các môn học khác để thấy được tầm quan trọng
của việc học hóa, từ đó có thêm động lực và hứng thú đối với việc
học hóa.
Tăng cường hoạt động nhóm, trao đổi với bạn học để học hỏi
cái hay, cái tốt của bạn.
2.3. Đối với Ban giám hiệu
Trang bị thêm cơ sở vật chất: máy chiếu, thiết bị hóa chất…
để đáp ứng cho quá trình dạy học
Tổ chức các hoạt động ngoại khóa, các hoạt động trải
nghiệm sáng tạo để học sinh có thêm nhiều cơ hội vận dụng các vấn
đề hóa học vào thực tiễn.
2.4. Đối với Sở GD – ĐT
Tổ chức bồi dưỡng cho GV về những phương pháp hiện
đại, khuyến khích giáo viên vận dụng những mô hình dạy học mới,
tích cực, trong đó có mô hình dạy học theo định hướng Stem.
Trên đây là sáng kiến trong việc “Vận dụng dạy học STEM
trong bài Cacbon của chương trình hóa học lớp 11 THPT” mà tôi
nhận thấy rất hiệu quả. Kính mong được sự quan tâm, góp ý để sáng
kiến ngày càng hoàn thiện. Tôi xin chân thành cảm ơn!
XÁC NHẬN CỦA THỦ TRƯỞNG
ĐƠN VỊ
Quảng Trị, ngày 03 tháng 3 năm
2022
Tôi xin cam đoan đây là sáng kiến
của mình viết, không sao chép nội
dung của người khác.
Ký tên
Lê Thị Mỹ Huyền
16
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Bộ giáo dục và đào tạo (2014), tài liệu tập huấn kiểm tra, đánh giá trong
quá trình dạy học theo định hướng phát triển năng lực học sinh trong trường
trung học phổ thông, Môn Hóa Học, Tài liệu tập huấn.
2. Phó Đức Hòa, Ngô Quang Sơn (2008), Ứng dụng công nghệ thông tin
trong dạy học tích cực. NXB Giáo dục.
3. Trần Văn Thành (2011), “Tổ chức môi trường học tập tương tác trong
dạy học dự án nhằm nâng cao hiệu quả dạy học ở phổ thông”, Tạp chí Giáo dục
số 261.
4. Sách Hoá học Lớp 10, 11, 12 - NXB GD HN 2000
5. Sách Bài tập Hoá học Lớp 10,11, 12 - NXB GD HN 2000.
6. Đề thi tuyển sinh Đại học cao đẳng từ 2007-2015.
7. Nguyễn Thị Lan Phương (2011), Vận dụng dạy học theo dự án trong dạy
học hóa học lớp 11 THPT, Luận văn thạc sĩ giáo dục học.
17
PHỤ LỤC
BỘ CÂU HỎI KIỂM TRA
1. Tác dụng của than hoạt tính là gì? Ứng dụng của than hoạt tính trong cuộc
sống?
2. Cơ chế hoạt động của than hoạt tính?
3. Hãy nêu một số cách làm sạch nước mà em biết?
4. Nếu sử dụng nguồn nước bị ô nhiễm thì sẽ có tác hại gì?
5. Nêu một số cách làm nước sạch ở gia đình và địa phương em.
6. Các vật liệu được sử dụng làm bình lọc nước là gì?
7. Thành phần hóa học của cát? Vì sao cát và than có thể sử dụng để lọc nước?
8.
9.
10.
- Xem thêm -