SÁNG KIẾN NÂNG CAO HIỆU QUẢ GIÁO DỤC STEM TRONG TRƯỜNG THPT

NÂNG CAO HIỆU QUẢ GIÁO DỤC STEM

vectorstock.com/28062440

Ths Nguyễn Thanh Tú eBook Collection

NÂNG CAO HIỆU QUẢ GIÁO DỤC STEM TRONG TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG CHẤT KHÍ – THIẾT KẾ DỤNG CỤ BƠM BÓNG BAY, CHẾ TẠO VÀ SỬ DỤNG NGUỒN ĐIỆN TỪ NHỮNG VẬT DỤNG QUANH TA, XÁC ĐỊNH DƯ LƯỢNG CLO TRONG NƯỚC SAU KHỬ TRÙNG VÀ CÁCH XỬ LÝ WORD VERSION | 2022 EDITION ORDER NOW / CHUYỂN GIAO QUA EMAIL TAILIEUCHUANTHAMKHAO@GMAIL.COM Tài liệu chuẩn tham khảo Phát triển kênh bởi Ths Nguyễn Thanh Tú Đơn vị tài trợ / phát hành / chia sẻ học thuật : Nguyen Thanh Tu Group Hỗ trợ trực tuyến Fb www.facebook.com/DayKemQuyNhon Mobi/Zalo 0905779594

1

L

BÁO CÁO SÁNG KIẾN I. ĐIỀU KIỆN HOÀN CẢNH TẠO RA SÁNG KIẾN

FI CI A

STEM là phương thức giáo dục tích hợp liên môn, trong đó các bài học được xây dựng theo chủ đề, nhằm lồng ghép kiến thức khoa học, công nghệ và toán học, hướng đến sự vận dụng kỹ thuật trong việc giải quyết các vấn đề cụ thể.

OF

Giáo dục STEM là một chương trình giảng dạy dựa trên ý tưởng trang bị cho người học những kiến thức, kỹ năng liên quan đến (các lĩnh vực) khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học – theo cách tiếp cận liên môn (interdisciplinary) và người học có thể áp dụng để giải quyết vấn đề trong cuộc sống. Thay vì dạy bốn môn học như các đối tượng tách biệt và rời rạc, STEM kết hợp chúng thành một mô hình học tập gắn kết dựa trên các ứng dụng thực tế.

NH

ƠN

Đối với học sinh phổ thông, việc theo học các môn học STEM có ảnh hưởng tích cực tới khả năng lựa chọn nghề nghiệp trong tương lai. Khi được học nhiều dạng kiến thức trong một thể tích hợp, học sinh sẽ chủ động thích thú với việc học tập thay vì thái độ e ngại hoặc tránh né một lĩnh vực nào đó. Trên cơ sở đó sẽ khuyến khích các em có định hướng tốt hơn khi chọn chuyên ngành ở các bậc học cao hơn và tạo sự chắc chắn cho cả sự nghiệp về sau. Những học sinh được dạy học theo cách tiếp cận giáo dục STEM đều có những ưu thế nổi bật như: kiến thức khoa học, kỹ thuật, công nghệ và toán học chắc chắn; khả năng sáng tạo, tư duy logic; hiệu suất học tập và làm việc vượt trội và có cơ hội phát triển các kỹ năng mềm toàn diện hơn trong khi không hề gây cảm giác nặng nề, quá tải đối với học sinh.

KÈ

M

QU Y

Nhận thức tầm quan trọng của giáo dục STEM, Thực hiện Chỉ thị số 16/CT-TTg ngày 04/5/2017 của Thủ tướng Chính phủ về việc tăng cường năng lực tiếp cận cuộc Cách mạng công nghiệp lần thứ 4, Bộ Giáo dục và Đào tạo đã phối hợp với Hội đồng Anh triển khai chương trình thí điểm giáo dục STEM cho một số trường trung học tại một số tỉnh, thành phố. Giáo dục STEM đã được Bộ Giáo dục và Đào tạo đưa vào các văn bản hướng dẫn thực hiện nhiệm vụ giáo dục trung học và đến nay tiếp tục chỉ đạo các địa phương trên toàn quốc tích hợp STEM trong quá trình thực hiện chương trình giáo dục phổ thông hiện hành ở những môn có liên quan.

DẠ

Y

Ngày 14/8/2020 Bộ Giáo dục và Đào tạo tiếp tục ban hành công văn 3089/BGDĐT-GDTrH về việc triển khai thực hiện giáo dục STEM trong giáo dục trung học nhằm nâng cao nhận thức cho cán bộ quản lí và giáo viên về vị trí, vai trò và ý nghĩa của giáo dục STEM trong trường trung học; thống nhất nội dung, phương pháp và các hình thức tổ chức thực hiện giáo dục STEM trong nhà trường; Tăng cường áp dụng giáo dục STEM trong giáo dục trung học nhằm góp phần thực hiện mục tiêu của Chương trình giáo dục phổ thông năm 2018; Nâng cao năng lực cho cán bộ quản lí và giáo viên về việc tổ chức, quản lý, xây dựng và thực hiện dạy học theo phương thức giáo dục STEM. Đó cũng là lý do mà chúng tôi chọn sáng kiến: “Nâng cao hiệu quả giáo dục STEM trong trường trung học phổ thông”

2

L

II. MÔ TẢ GIẢI PHÁP 1. Mô tả giải pháp trước khi tạo ra sáng kiến

FI CI A

Trong xu thế toàn cầu hóa, đồng thời với sự phát triển như vũ bão của khoa học, công nghệ và sự bùng nổ thông tin, quá trình dạy học trong các nhà trường trung học đang tồn tại mâu thuẫn giữa một bên là khối lượng tri thức ngày càng tăng lên, phức tạp hơn với thời lượng học tập có hạn, việc đổi mới phương pháp dạy học theo hướng phát huy tính tích cực, độc lập, sáng tạo của học sinh để từ đó bồi dưỡng cho học sinh phương pháp tự học, hình thành khả năng học tập suốt đời là một nhu cầu tất yếu trong các nhà trường.

ƠN

OF

Tuy nhiên, thực tế trong công tác giảng dạy ở trường trung học phổ thông, hoạt động đổi mới phương pháp dạy học nhìn chung 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 nhằm phát huy tính tích cực, tự lực và sáng tạo của học sinh còn chưa nhiều. 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.

QU Y

NH

Hoạt động kiểm tra đánh giá (tốt nghiệp trung học phổ thông) được tổ chức theo hình thức làm bài thi trắc nghiệm kiểm tra kiến thức, kỹ năng, chủ yếu chú ý đến yêu cầu tái hiện kiến thức và đánh giá qua điểm số, bài thi. Chính điều này đã dẫn đến tình trạng giáo viên và học sinh duy trì dạy học theo lối "đọcchép" thuần túy, học sinh học tập thiên về ghi nhớ, ít quan tâm vận dụng kiến thức. Thực trạng trên đây dẫn đến hệ quả nhiều học sinh phổ thông còn thụ động trong việc học tập; khả năng sáng tạo và năng lực vận dụng tri thức đã học để giải quyết các tình huống thực tiễn cuộc sống còn hạn chế.

DẠ

Y

KÈ

M

Giáo dục STEM vận dụng phương pháp học tập chủ yếu dựa trên thực hành, các hoạt động trải nghiệm sáng tạo, các phương pháp giáo dục tiến bộ, học qua chủ đề, học qua trò chơi và đặc biệt phương pháp học qua thực hành luôn được áp dụng triệt để cho các môn học tích hợp STEM. Giáo dục STEM đã được Bộ Giáo dục và Đào tạo đưa vào các văn bản hướng dẫn thực hiện nhiệm vụ giáo dục trung học từ năm học 2017-2018 đến nay, tuy nhiên hiệu quả của giáo dục STEM chưa được nâng cao do nhiều nguyên nhân như chưa đổi mới nội dung chương trình; chưa có chương trình chuẩn hoá STEM; Điều kiện cơ sở vật chất chưa đáp ứng: sĩ số lớp quá đông, không có phòng học STEM hoặc phòng thực hành để học sinh có nơi làm việc nhóm, nghiên cứu, thí nghiệm…; Trình độ giáo viên chưa đáp ứng được yêu cầu. Phần lớn giáo viên chỉ được đào tạo hình thức dạy học đơn môn, do đó gặp khó khăn khi triển khai dạy học theo hướng liên môn như giáo dục STEM; Chậm đổi mới kiểm tra, đánh giá trong dạy học sẽ là “rào cản” lớn nhất đối với quá trình triển khai STEM trong nhà trường phổ thông… Chính những điều đó, nên đa số giáo viên còn ngại học hỏi, ngại đổi mới, ngại chia sẻ với đồng nghiệp, nên chưa có sự trao đổi, liên hệ tốt giữa giáo viên các bộ môn trong dạy học STEM.

3

DẠ

Y

KÈ

M

QU Y

NH

ƠN

OF

FI CI A

L

2. Mô tả giải pháp sau khi có sáng kiến 2.1. Cơ sở lý thuyết đổi mới cách tiếp cận chương trình giáo dục phổ thông và giáo dục STEM 2.1.1. Đổi mới cách tiếp cận chương trình giáo dục phổ thông Giáo dục phổ thông nước ta đang thực hiện bước chuyển từ giáo dục tiếp cận nội dung sang tiếp cận năng lực của người học, nghĩa là từ chỗ quan tâm đến việc học sinh học được cái gì đến chỗ quan tâm học sinh làm được cái gì qua việc học. Để đảm bảo được điều đó, phải đổi mới cách tiếp cận các thành tố của quá trình dạy học: - Mục tiêu dạy học: Chuyển từ chủ yếu trang bị kiến thức sang hình thành, phát triển phẩm chất và năng lực người học; - Chương trình dạy học: Chuyển từ tập trung, bao cấp sang phân cấp: Chương trình khung của Bộ, chương trình địa phương, chương trình nhà trường; - Nội dung dạy học: chuyển từ nội dung kiến thức hàn lâm sang tinh giản, chọn lọc, tích hợp, đáp ứng yêu cầu ứng dụng vào thực tiễn và hội nhập quốc tế; - Phương pháp dạy học: Chuyển từ chủ yếu truyền thụ một chiều, học sinh tiếp thu thụ động (hoạt động dạy của giáo viên là trung tâm) sang tổ chức hoạt động học cho học sinh, học sinh tự lực, chủ động trong học tập (hoạt động học của học sinh là trung tâm, giáo viên là người hỗ trợ, hướng dẫn); - Hình thức dạy học: Các giờ học chuyển từ chủ yếu diễn ra trên lớp học truyền thống sang việc đa dạng hóa các hình thức dạy học, kết hợp cả trong và ngoài lớp học, ngoài nhà trường: dạy học tại di sản, dạy học gắn với sản xuất kinh doanh, tăng cường các hoạt động xã hội, tăng cường ứng dụng công nghệ thông tin, nghiên cứu khoa học, hoạt động trải nghiệm sáng tạo…Từ chủ yếu dạy học toàn lớp sang kết hợp giữa dạy học nhóm nhỏ, cá nhân với toàn lớp học; - Kiểm tra đánh giá: Từ chủ yếu kiểm tra việc ghi nhớ kiến thức sang đánh giá năng lực; từ chủ yếu đánh giá kết quả học tập sang kết hợp đánh giá kết quả học tập với đánh giá quá trình, đánh giá sự tiến bộ của học sinh; - Các điều kiện dạy học: Chuyển từ việc chủ yếu khai thác các điều kiện giáo dục trong phạm vi nhà trường sang việc tạo điều kiện cho học sinh được học tập qua các nguồn học liệu đa dạng, phong phú trong xã hội, nhất là qua Internet;... phát triển năng lực tự học, tự nghiên cứu và chuẩn bị tâm thế cho học tập suốt đời.

Như vậy, việc đổi mới cách tiếp cận các thành tố quả quá trình dạy học, đổi mới các tiếp cận chương trình giáo dục phổ thông, đòi hỏi những nhà quản lý, người giáo viên cần nhận thức đúng, thay đổi, tiếp cận và lựa chọn hình thức giáo dục mới… nhằm phát triển phẩm chất, năng lực người học, đào tạo nguồn nhân lực chất lượng cho tương lai. Đó là sứ mệnh của mỗi Nhà trường, Sở và toàn ngành giáo dục.

4

2.1.2. Hiểu đúng về giáo dục STEM

DẠ

Y

KÈ

M

QU Y

NH

ƠN

OF

FI CI A

L

STEM là viết tắt của các từ Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kỹ thuật) và Mathematics (Toán học). Giáo dục STEM về bản chất được hiểu là trang bị cho người học những kiến thức và kỹ năng cần thiết liên quan đến các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học.

Giáo dục STEM là một chương trình giảng dạy dựa trên ý tưởng trang bị cho người học những kiến thức, kỹ năng liên quan đến (các lĩnh vực) khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học – theo cách tiếp cận liên môn (interdisciplinary) và người học có thể áp dụng để giải quyết vấn đề trong cuộc sống. Thay vì dạy bốn môn học như các đối tượng tách biệt và rời rạc, STEM kết hợp chúng thành một mô hình học tập gắn kết dựa trên các ứng dụng thực tế.

Những kiến thức và kỹ năng trong chương trình giáo dục STEM phải được tích hợp, lồng ghép và bổ trợ cho nhau, giúp học sinh không chỉ hiểu biết về kiến thức cơ bản mà còn có thể áp dụng để thực hành và tạo ra được những sản phẩm trong cuộc sống hằng ngày. Trong đó, với kỹ năng khoa học, học sinh được trang bị kiến thức về các khái niệm, các nguyên lý, các định luật và các cơ sở lý thuyết của giáo dục khoa học. Mục tiêu quan trọng nhất là thông qua giáo dục khoa học, học sinh có khả năng sử dụng và liên hệ các kiến thức này để thực hành, đồng thời có tư duy vận dụng vào thực tiễn để giải quyết các vấn đề trong thực tế.

Với kỹ năng công nghệ, học sinh có khả năng sử dụng, quản lý, hiểu biết và truy cập được công nghệ, từ những vật dụng đơn giản như cái bút, chiếc quạt đến những hệ thống phức tạp như mạng internet, máy móc.

Về kỹ năng kỹ thuật, học sinh được trang bị kỹ năng sản xuất ra đối tượng sản phẩm và hiểu được quy trình để làm ra nó. Vấn đề này đòi hỏi học sinh phải có khả năng tổng hợp và kết hợp để biết cách làm thế nào để cân bằng các yếu tố liên quan (như vật lý, nghệ thuật, công nghệ, hóa học) để có được một giải pháp tốt nhất trong thiết kế và xây dựng quy trình. Ngoài ra học sinh còn có khả năng nhìn nhận ra nhu cầu và phản ứng của xã hội trong những vấn đề liên quan đến kỹ thuật.

Và cuối cùng, kỹ năng toán học là khả năng nhìn nhận và nắm bắt được vai trò của toán học trong mọi khía cạnh tồn tại trong cuộc sống. Học sinh được đào tạo nhằm mục tiêu có kỹ năng toán học để thực hiện các ý tưởng một cách chính xác, có khả năng áp dụng các lý thuyết và kỹ năng toán học vào cuộc sống hằng ngày.

2.1.3. Sự cần thiết áp dụng giáo dục STEM Giáo dục STEM vận dụng phương pháp học tập chủ yếu dựa trên thực hành và các hoạt động trải nghiệm sáng tạo, các phương pháp giáo dục tiến bộ, linh hoạt nhất như: học qua dự án – chủ đề, học qua trò chơi và đặc biệt phương pháp học qua thực hành luôn được áp dụng triệt để cho các môn học tích hợp STEM. Ở cấp độ chương trình giáo dục phổ thông, giáo dục STEM vừa mang nghĩa thúc đẩy giáo dục các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học,

5

QU Y

NH

ƠN

OF

FI CI A

L

vừa thể hiện phương pháp tiếp cận liên môn, phát triển năng lực và phẩm chất người học. Đối với học sinh phổ thông, việc theo học các môn học STEM, được học nhiều dạng kiến thức trong một thể tích hợp, học sinh sẽ chủ động thích thú với việc học tập thay vì thái độ e ngại hoặc tránh né một lĩnh vực nào đó. Những học sinh được dạy học theo cách tiếp cận giáo dục STEM đều có những ưu thế nổi bật như: kiến thức khoa học, kỹ thuật, công nghệ và toán học chắc chắn; khả năng sáng tạo, tư duy logic; hiệu suất học tập và làm việc vượt trội và có cơ hội phát triển các kỹ năng mềm toàn diện hơn trong khi không hề gây cảm giác nặng nề, quá tải đối với học sinh.

Trong dự thảo chương trình giáo dục phổ thông tổng thể, giáo dục STEM đã được chú trọng thông qua các biểu hiện: Chương trình giáo dục phổ thông mới có đầy đủ các môn học STEM. Đó là các môn Toán học; Khoa học tự nhiên; Công nghệ; Tin học. Vị trí, vai trò của giáo dục tin học và giáo dục công nghệ trong chương trình giáo dục phổ thông mới đã được nâng cao rõ rệt. Điều này không chỉ thể hiện rõ tư tưởng giáo dục STEM mà còn là sự điều chỉnh kịp thời của giáo dục phổ thông trước cuộc cách mạng công nghiệp 4.0.

Như vậy, Định hướng đổi mới phương pháp giáo dục nêu trong chương trình giáo dục phổ thông tổng thể phù hợp với giáo dục STEM ở cấp độ dạy học tích hợp theo chủ đề liên môn, vận dụng kiến thức liên môn giải quyết các vấn đề thực tiễn. Giáo dục STEM tiếp cận đổi mới các thành tố của quá trình dạy học, hoàn toàn phù hợp và rất cần thiết với chương trình giáo dục phổ thông mới.

2.2. Nâng cao hiệu quả giáo dục STEM trong trường trung học phổ thông 2.2.1. Xây dựng kế hoạch Để tìm ra các biện pháp nâng cao hiệu quả giáo dục STEM trong trường trung học phổ thông, nhóm chúng tôi gồm ba thành viên: 1) Chu Ngọc Sơn – Giáo viên môn Hóa học – Trưởng nhóm; 2) Phạm Văn Dinh – Giáo viên môn Vật lý – Thành viên;

DẠ

Y

KÈ

M

3) Ngô Thị Hồng Nhung – Giáo viên môn Hóa học – Thành viên. Đã cùng nhau lên ý tưởng, xây dựng kế hoạch, phân chia nhiệm vụ, tổ chức thực hiện và thực nghiệm tại các trường THPT Nguyễn Huệ, THPT Nguyễn Khuyến, Hội thi sáng tạo KHKT và ngày hội STEM Tỉnh Nam Định năm 2021, cụ thể: Các thành viên trong nhóm nghiên cứu cơ sở lý thuyết về đổi mới cách tiếp cận chương trình giáo dục phổ thông chuyển từ giáo dục tiếp cận nội dung sang tiếp cận năng lực của người học, hiểu đúng về giáo dục STEM và sự cần thiết của giáo dục STEM với chương trình giáo dục phổ thông tổng thể, để lựa chọn sáng kiến “Nâng cao hiệu quả giáo dục STEM trong trường trung học phổ thông”, tham mưu Ban giám hiệu lựa chọn giáo viên thực hiện chuyên đề STEM cấp trường, chuyên đề STEM cấp cụm các trường Thành phố Nam Định, hướng dẫn HS trải nghiệm STEM và tham gia Hội thi sáng sáng tạo KHKT và STEM Tỉnh Nam Định năm 2021.

6

Nhiệm vụ 1: Dạy các môn khoa học theo bài học STEM

FI CI A

L

Các thành viên trong nhóm cùng nhau nghiên cứu công văn 3089/BGDĐT-GDTrH ngày 14 tháng 8 năm 2020 của Bộ Giáo dục và Đào tạo; Công văn số 1303/SGDĐT-GDTrH ngày 08 tháng 9 năm 2020 của Sở Giáo dục và Đào tạo Nam Định về việc triển khai thực hiện giáo dục STEM trong giáo dục trung học. Tập trung thảo luận và nghiên cứu kĩ các hình thức tổ chức giáo dục STEM, nội dung giáo dục STEM, xây dựng và thực hiện bài học STEM, phân chia nhiệm vụ và tiến hành thực nghiệm:

1. Chu Ngọc Sơn – Giáo viên môn Hóa học BÀI HỌC STEM LỚP 10

OF

Thực hiện nhiệm vụ 1 gồm hai thành viên, nghiên cứu hình thức tổ chức dạy học, lựa chọn chủ đề, xây dựng và thực hiện bài học STEM và tiến hành thực nghiệm, cụ thể:

ƠN

Chủ đề: CHẤT KHÍ – THIẾT KẾ DỤNG CỤ BƠM BÓNG BAY Lớp giảng dạy: Lớp 10A2 – Trường THPT Nguyễn Huệ Giáo viên dự: Toàn bộ thầy cô trong hội đồng sư phạm trường THPT Nguyễn Huệ.

NH

2. Phạm Văn Dinh – Giáo viên môn Vật lý BÀI HỌC STEM LỚP 11

Chủ đề: CHẾ TẠO VÀ SỬ DỤNG NGUỒN ĐIỆN TỪ NHỮNG VẬT DỤNG QUANH TA

QU Y

Lớp giảng dạy: Lớp 11A3 – Trường THPT Nguyễn Khuyến Giáo viên dự: Các thầy cô các trường THPT Cụm Thành phố Nam Định Nhiệm vụ 2: Tổ chức các hoạt động nghiên cứu khoa học, kĩ thuật

KÈ

M

Thực hiện nhiệm vụ gồm 1 thành viên, nghiên cứu hình thức tổ chức hoạt động nghiên cứu khoa học, lựa chọn học sinh có năng lực, sở thích và hứng thú với các hoạt động tìm tòi, khám phá khoa học, kỹ thuật giải quyết các vấn đề thực tiễn lựa chọn đề tài phù hợp với học sinh và hướng dẫn học sinh thực hiện đề tài, đăng kí cho học sinh tham gia Hội thi khoa học kĩ thuật và ngày hội STEM cấp Tỉnh năm 2021, cụ thể:

DẠ

Y

Chủ đề: XÁC ĐỊNH DƯ LƯỢNG CLO TRONG NƯỚC SAU KHỬ TRÙNG VÀ CÁCH XỬ LÝ Học sinh thực hiện: Bùi Thị Mỹ Lệ – Lớp 12A2 THPT Nguyễn Huệ Chu An Khang – Lớp 12A2 THPT Nguyễn Huệ Giáo viên hướng dẫn: Ngô Thị Hồng Nhung – Giáo viên môn Hóa học 2.2.2. Tiến hành thực nghiệm A. Thực nghiệm nhiệm vụ 1: Dạy các môn khoa học theo bài học STEM a) Nghiên cứu hình thức tổ chức dạy các môn khoa học theo bài học STEM

7

DẠ

Y

KÈ

M

QU Y

NH

ƠN

OF

FI CI A

L

- Đây là hình thức tổ chức giáo dục STEM chủ yếu trong nhà trường trung học. Giáo viên thiết kế các bài học STEM để triển khai trong quá trình dạy học các môn học thuộc chương trình giáo dục phổ thông theo hướng tiếp cận tích hợp nội môn hoặc tích hợp liên môn.

- Nội dung bài học STEM bám sát nội dung chương trình của các môn học nhằm thực hiện chương trình giáo dục phổ thông theo thời lượng quy định của các môn học trong chương trình.

- Học sinh thực hiện bài học STEM được chủ động nghiên cứu sách giáo khoa, tài liệu học tập để tiếp nhận và vận dung kiến thức thông qua các hoạt động: lựa chọn giải pháp giải quyết vấn đề; thực hành thiết kế, chế tạo, thử nghiệm mẫu thiết kế; chia sẻ, thảo luận, hoàn thiện hoặc điều chỉnh mẫu thiết kế dưới sự hướng dẫn của giáo viên. b) Nghiên cứu nội dung bài học STEM Nội dung bài học STEM nằm trong chương trình giáo dục phổ thông, gắn kết các vấn đề của thực tiễn xã hội - Nội dung bài học STEM đuợc gắn kết với các vấn đề thực tiễn đời sống xã hội, khoa học, công nghệ và học sinh đuợc yêu cầu tìm các giải pháp đế giải quyết vấn đề, chiếm lĩnh kiến thức, đáp ứng yêu cầu cần đạt của bài học.

- Nội dung kiến thức của các bài học thuộc một môn học hoặc một số môn học trong chương trình; bảo đảm giải quyết được vấn đề đặt ra một cách tương đối trọn vẹn.

Bài học STEM dựa theo quy trình thiết kế kĩ thuật - Bài học STEM đuợc xây dựng dựa theo quy trình thiết kế kĩ thuật với tiến trình bao gồm 8 bước: xác định vấn đề; nghiên cứu kiến thức nền; đề xuất các giải pháp; lựa chọn giải pháp; chế tạo mô hình (nguyên mẫu); thử nghiệm và đánh giá; chia sẻ thảo luận; điều chỉnh thiết kế.

- Cấu trúc bài học STEM có thể đuợc chia thành 5 hoạt động chính, thể hiện rõ 8 bước của quy trình thiết kế kĩ thuật như sau: + Hoạt động 1: Xác định vấn đề hoặc yêu cầu chế tạo một sản phẩm ứng dụng gắn với nội dung bài học với các tiêu chí cụ thể. + Hoạt động 2: Nghiên cứu kiến thức nền (bao gồm kiến thức trong bài học cần sử dụng để giải quyết vấn đề hoặc chế tạo sản phẩm theo yêu cầu) và đề xuất các giải pháp thiết kế đáp ứng các tiêu chí đã nêu. + Hoạt động 3: Trình bày và thảo luận phương án thiết kế, sử dụng kiến thức nền để giải thích, chứng minh và lựa chọn, hoàn thiện phương án tốt nhất. + Hoạt động 4: Chế tạo sản phẩm theo phương án thiết kế đã đuợc lựa chọn; thử nghiệm và đánh giá trong quá trình chế tạo. + Hoạt động 5: Trình bày và thảo luận về sản phẩm đã chế tạo; điều chỉnh, hoàn thiện thiết kế ban đầu.

Phương pháp dạy học đưa học sinh vào các hoạt động tìm tòi và khám phá, định hướng hành động

8

DẠ

Y

KÈ

M

QU Y

NH

ƠN

OF

FI CI A

L

- Hoạt động học của học sinh đuợc thiết kế theo hướng mở về điều kiện thực hiện, nhưng cụ thể về tiêu chí của sản phẩm cần đạt.

- Hoạt động học của học sinh là hoạt động được chuyển giao và hợp tác; quyết định về giải pháp giải quyết vấn đề là của học sinh.

- Học sinh thực hiện các hoạt động trao đổi thông tin để chia sẻ ý tưởng và thiết kế lại nguyên mẫu của mình nếu cần.

- Học sinh tự điều chỉnh các ý tưởng của mình và xây dựng hoạt động tìm tòi, khám phá của bản thân.

Hình thức tổ chức dạy học cần lôi cuốn học sinh vào hoạt động kiến tạo, tăng cường hoạt động nhóm, tự lực chiếm lĩnh kiến thức mới và vận dụng kiến thức để giải quyết vấn đề.

- Hình thức tổ chức bài học STEM có thể linh hoạt, kết hợp các hoạt động trong và ngoài lớp học nhưng cần đảm bảo mục tiêu dạy học của phần nội dung kiến thức trong chương trình.

- Tăng cường tổ chức hoạt động theo nhóm để phát triển năng lực giao tiếp và hợp tác cho học sinh nhưng phải chỉ rõ nhiệm vụ và sản phẩm cụ thể của mỗi học sinh trong nhóm.

Thiết bị dạy học cần lưu ý đến việc sử dụng thiết bị, công nghệ sẵn có, dễ tiếp cận với chi phí tối thiếu.

- Sử dụng tối đa các thiết bị sẵn có thuộc danh mục thiết bị dạy học tối thiểu theo quy định.

- Tăng cường sử dụng các vật liệu, công cụ gia dụng, công nghệ sẵn có, dễ tiếp cận, chi phí rẻ và an toàn.

- Khuyến khích sử dụng các nguồn tài nguyên số bổ trợ, thí nghiệm ảo, mô phỏng, phần mềm, có thể dễ dàng truy cập sử dụng trong và ngoài lớp học để học sinh chủ động học tập. c) Quy trình xây dựng bài học STEM Bước 1: Lựa chọn nội dung dạy học Căn cứ vào nội dung kiến thức trong chương trình môn học và các hiện tượng, quá trình gắn với các kiến thức đó trong tự nhiên, xã hội; quy trình hoặc thiết bị công nghệ ứng dụng kiến thức đó trong thực tiễn để lựa chọn nội dung của bài học.

Bước 2: Xác định vấn đề cần giải quyết Xác định vấn đề cần giải quyết để giao cho học sinh thực hiện sao cho khi giải quyết vấn đề đó, học sinh phải học được những kiến thức, kĩ năng cần dạy trong chương trình môn học đã được lựa chọn hoặc vận dụng những kiến thức, kỹ năng đã biết để xây dựng bài học.

Bước 3: Xây dựng tiêu chí của sản phẩm/giải pháp giải quyết vấn đề Xác định rõ tiêu chí của giải pháp/sản phẩm làm căn cứ quan trọng để đề xuất giả thuyết khoa học/giải pháp giải quyết vấn đề/thiết kế mẫu sản phẩm.

9

DẠ

Y

KÈ

M

QU Y

NH

ƠN

OF

FI CI A

L

Bước 4: Thiết kế tiến trình tổ chức hoạt động dạy học.

- Tiến trình tổ chức hoạt động dạy học được thiết kế theo các phương pháp và kĩ thuật dạy học tích cực với các hoạt động học bao hàm các bước của quy trình kĩ thuật.

- Mỗi hoạt động học được thiết kế rõ ràng về mục đích, nội dung, dự kiến sản phẩm học tập mà học sinh phải hoàn thành và cách thức tổ chức hoạt động học tập. Các hoạt động học tập đó có thể được tổ chức cả ở trong và ngoài lớp học (ở trường, ở nhà và cộng đồng).

- Cần thiết kế bài học điện tử trên mạng để hướng dẫn, hỗ trợ hoạt động học của học sinh bên ngoài lớp học. d) Thiết kế tiến trình dạy học - Tiến trình bài học STEM tuân theo quy trình kĩ thuật, nhưng các bước trong quy trình có thể không cần thực hiện một cách tuần tự mà thực hiện song song, tương hỗ lẫn nhau. Hoạt động nghiên cứu kiến thức nền có thể được tổ chức thực hiện đồng thời với việc đề xuất giải pháp; hoạt động chế tạo mẫu có thể được thực hiện đồng thời với việc thử nghiệm và đánh giá. Trong đó, bước này vừa là mục tiêu vừa là điều kiện để thực hiện bước kia.

- Mỗi bài học STEM có thể được tổ chức theo 5 hoạt động dưới đây.

Trong đó, hoạt động 4 và 5 được tổ chức thực hiện một cách linh hoạt ở trong và ngoài lớp học theo nội dung và phạm vi kiến thức của từng bài học.

- Mỗi hoạt động phải được mô tả rõ mục đích, nội dung, dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh và cách thức tổ chức hoạt động.

- Nội dung hoạt động có thể được biên soạn thành các mục chứa đựng các thông tin như là nguyên liệu, kèm theo các lệnh hoặc yêu cầu hoạt động để học sinh tìm hiểu, gia công trí tuệ để giải quyết vấn đề đặt ra trong hoạt động; cách thức tổ chức hoạt động thể hiện phương pháp dạy học, mô tả cách thức tổ chức từng mục của nội dung hoạt động để học sinh đạt được mục đích tương ứng.

Hoạt động 1: Xác định vấn đề Giáo viên giao cho học sinh nhiệm vụ học tập chứa đựng vấn đề. Trong đó, học sinh phải hoàn thành một sản phẩm học tập hoặc giải quyết một vấn đề cụ thể với các tiêu chí đòi hỏi học sinh phải sử dụng kiến thức mới trong bài học đế để xuất, xây dựng giải pháp. Tiêu chí của sản phẩm là yêu cầu hết sức quan trọng, buộc học sinh phải nắm vững kiến thức mới thiết kế, giải thích được thiết kế cho sản phẩm cần làm.

Hoạt động 2: Nghiên cứu kiến thức nền và đề xuất giải pháp Tổ chức cho học sinh thực hiện hoạt động học tích cực, tăng cường mức độ tự lực tuỳ thuộc từng đối tượng học sinh dưới sự hướng dẫn một cách linh hoạt của giáo viên. Khuyến khích học sinh hoạt động tự tìm tòi, chiếm lĩnh kiến thức để sử dụng vào việc đề xuất, thiết kế sản phẩm.

Hoạt động 3: Lựa chọn giải pháp Tổ chức cho học sinh trình bày, giải thích và bảo vệ bản thiết kế kèm theo thuyết minh (sử dụng kiến thức mới học và kiến thức đã có); giáo viên tổ chức

10

OF

FI CI A

L

góp ý, chú trọng việc chỉnh sửa và xác thực các thuyết minh của học sinh để học sinh nắm vững kiến thức mới và tiếp tục hoàn thiện bản thiết kế trước khi tiến hành chế tạo, thử nghiệm.

Hoạt động 4: Chế tạo mẫu, thử nghiệm và đánh giá Tổ chức cho học sinh tiến hành chế tạo mẫu theo bản thiết kế, kết hợp tiến hành thử nghiệm trong quá trình chế tạo. Hướng dẫn học sinh đánh giá mẫu và điều chỉnh thiết kế ban đầu để bảo đảm mẫu chế tạo là khả thi.

Hoạt động 5: Chia sẻ, thảo luận, điều chỉnh Tổ chức cho học sinh trình bày sản phẩm học tập đã hoàn thành; trao đổi, thảo luận, đánh giá để tiếp tục điều chỉnh, hoàn thiện. e) Kế hoạch bài học STEM và thực nghiệm tại các trường THPT:

ƠN

Sau khi nắm vững hình thức tổ chức dạy các môn khoa học theo bài học STEM, nội dung giáo dục STEM, Quy trình 4 bước xây dựng bài học STEM, nhóm chúng tôi gồm 2 thành viên đã tiến hành thiết kế tiến trình dạy học gồm 5 hoạt động và áp dụng giảng dạy thực nghiệm tại lớp 10A2 – THPT Nguyễn Huệ và lớp 11A3 – THPT Nguyễn Khuyến.

NH

BÀI HỌC STEM LỚP 10 Chủ đề: CHẤT KHÍ – THIẾT KẾ DỤNG CỤ BƠM BÓNG BAY Lớp giảng dạy: Lớp 10A2 – Trường THPT Nguyễn Huệ

QU Y

Giáo viên giảng dạy: Chu Ngọc Sơn – Giáo viên môn Hóa học Giáo viên dự giờ: Toàn bộ thầy cô giáo trong hội đồng sư phạm Trường THPT Nguyễn Huệ.

TIẾN TRÌNH DẠY HỌC

Hoạt động 1 – XÁC ĐỊNH VẤN ĐỀ (Xác định nhiệm vụ của chủ đề)

KÈ

M

a) Mục đích: Học sinh trình bày được kiến thức về chất khí (không khí: O2, N2); quan sát được cái bơm tự chế từ chai nhựa, cách bơm và thu khí vào quả bóng bay; Tiếp nhận được nhiệm vụ tìm hiểu chất khí, thiết kế dụng cụ bơm bóng bay và hiểu rõ các tiêu chí đánh giá sản phẩm.

DẠ

Y

b) Gợi ý tổ chức hoạt động: GV: Tổ chức Hoạt cảnh hai học sinh diễn kịch, cả lớp quan sát HS1: (tay mang chùm bóng 3 quả bóng bay, túi đựng quả bóng chưa bơm, 1 cái bơm tự chế, đi vào trong sân khấu lớp, rao): Ai mua bóng không, ai mua bóng bay không? Năm nghìn 1 quả...Giá rẻ bất ngờ!

11

DẠ

Y

KÈ

M

QU Y

NH

ƠN

OF

FI CI A

L

HS2: (lớp trưởng đi ra), Bác bán bóng bay ơi, lớp tôi đang hội giảng, bác bán cho tôi 4 quả bóng, tặng cho 4 tổ/4 nhóm.

HS1: Vâng thưa bác, tôi đã có 3 quả rồi. Để tôi bơm thêm quả nữa.

(Nói xong, bác bán bóng bay đưa cho HS2 (lớp trưởng) 3 quả bóng đã bơm, dùng bơm tự chế, bơm thêm quả bóng nữa).

HS2: (giao lưu khi HS1 đang bơm bóng) Cái bơm của bác thú vị thật, bác bơm khí gì vào trong bóng bay vậy?

HS1: (vừa bơm vừa trả lời giao lưu) Bơm này tôi tự làm, do thầy giáo tôi hướng dẫn, cuối giờ học tôi nhờ thầy hướng dẫn cho cả lớp nhé. Còn khí bơm vào bóng bay là không khí đó.

HS2: Ah, không khí. Chủ yếu là oxi (O2) và nitơ (N2) đúng không bác.

HS1: Đúng rồi ạ! Bóng này dùng để trang trí, không bay lên được đâu nhé! (Nói xong, đưa quả bóng còn lại cho HS1) HS2: Dạ vâng, cảm ơn bác, tiền của bác đây ạ!

HS1: Cảm ơn! Hẹn gặp lại nhé!

GV: Từ hoạt cảnh, giáo viên chuyển giao nhiệm vụ chọ HS, Đặt vấn đề: 1) Bác bán bóng bay, dùng bơm để bơm bóng. Có cách nào bơm bóng không dùng bơm?

2) Khí bơm vào bóng như thế nào để quả bóng bay lên, không bay lên được? Dùng bóng bơm khí thế nào cho an toàn? Thông điệp của từng quả bóng bay bơm khí là gì?

3) Em có thể tự chế được cái bơm để bơm bóng từ vật liệu xung quang ta không? Để giải quyết các vấn đề trên, mời các em vào bài học hôm nay!

Chủ đề : Chất khí – Thiết kế dụng cụ bơm bóng bay HS: tiếp nhận nhiệm vụ, đưa vào tình huống mâu thuẫn cần giải quyết. c) Kiểm tra đánh giá: thông qua câu trả lời, câu hỏi của HS; SP học tập của HS gồm bản ghi chép kết quả trả lời, bảng tiêu chí sản phẩm, hồ sơ học tập được ghi chép. Kết thúc hoạt động, HS cần đạt được các sản phẩm sau: – Bản ghi chép kiến thức mới về phản ứng tạo chất khí, khí nặng hay nhẹ hơn không khí, khí bơm vào quả bóng bay, thông điệp quả bóng bơm khí, chế tạo dụng cụ bơm bóng bay.

– Bảng mô tả nhiệm vụ của dự án và nhiệm vụ các thành viên; thời gian thực hiện dự án và các tiêu chí đánh giá sản phẩm của dự án.

12

DẠ

Y

KÈ

M

QU Y

NH

ƠN

OF

FI CI A

L

Hoạt động 2 – NGHIÊN CỨU KIẾN THỨC NỀN VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP a) Mục đích: Học sinh học được kiến thức liên quan thông qua tham gia trò chơi ô chữ, tìm chất còn thiếu, nắm được phương trình điều chế các chất khí cơ bản.

Học sinh đặt mình trong phòng tranh, quan sát bức tranh, làm việc nhóm tiến hành các thí nghiệm điều chế các chất khí và thu vào quả bóng bay.

Học sinh làm việc cặp đôi, tìm hiểu về chất khí, khí nặng hay nhẹ hơn không khí.

Dự đoán được quả bóng bơm khí gì sẽ bay lên được, không bay lên được, quan sát thí nghiệm điều chế khí… từ đó đề xuất giải pháp thiết kế dụng cụ bơm bóng bay. b) Gợi ý tổ chức hoạt động: 2.1 Trò chơi hoàn thành mảnh ghép (3 phút) Chuẩn bị: Đồng hồ bấm thời gian (10 giây).

4 kẹp giấy, kẹp các tờ giấy trắng, 4 bút dạ ghi đáp án 1 kẹp giấy, bạn thư kí ghi điểm của 4 đội Thiết kết trò chơi GV: chia lớp thành 4 nhóm/ 4 đội chơi. Cử thư kí, ghi điểm. Nhiệm vụ của 4 đội, lựa chọn mảnh ghép, trả lời mảnh ghép. Thời gian cho mỗi đội là 10 giây.

Cả 4 đội đều trả lời: Đội lựa chọn mảnh ghép, trả lời đúng được 20 điểm. Các đội còn lại, trả lời đúng được 10 điểm. Đội tìm được ô chữ bí mật được 50 điểm.

GV: Các em đã rõ luật chơi chưa, đã sẵn sàng chơi?

HS: Sẵn sàng, trò chơi bắt đầu.

ĐIỀN VÀO CHỖ THIẾU (DẤU......) TRONG PHƯƠNG TRÌNH

13

=> Đáp án: H2 => Đáp án: H2

MnO2 Mảnh ghép 3: 2H2O2   ......+ 2H2O

=> Đáp án: O2

=> Đáp án: CO2

NH

ƠN

OF

Mảnh ghép 4: CaCO3 + 2HCl  CaCl2 + ...... + H2O

FI CI A

L

Mảnh ghép 1: 2Al + 6HCl  2AlCl3 + 3 ......

Mảnh ghép 2: 2Al + 2NaOH + 2H2O  2NaAlO2 + 3......

DẠ

Y

KÈ

M

QU Y

2.2. Điều chế khí và bơm bóng bay Chuẩn bị: Đồng hồ bấm thời gian (5 phút).

Hóa chất: Chất rắn: Al (lá nhôm): 4 nhóm x2 (số lượng thí nghiệm), CaCO3: 4 nhóm; MnO2: 4 nhóm Chất lỏng: Dung dịch HCl: 4 nhóm x 2 (số lượng thí nghiệm Dung dịch NaOH: 4 nhóm Dung dịch H2O2 (nước oxi già) : 4 nhóm Dụng cụ: Ống nghiệm : 8 x 4 = 32 Kẹp sắt : 4 x 4 = 16 Đũa thủy tinh: 4 x 4 = 16 Kẹp gỗ : 8 x 4 = 32 Công tơ hút : 4 x 4 = 16 Bóng bay : 8 quả x 4 nhóm = 32 quả Dây buộc bóng bay: 8 x 4 = 32 dây Tranh thực hiện thí nghiệm: 4 bức tranh thí nghiệm treo tường X 2

Y

DẠ M

KÈ QU Y ƠN

NH

FI CI A

OF

L

14

15

NH

ƠN

OF

FI CI A

L

GV: Mỗi đội có 4 dụng cụ thí nghiệm điều chế khí trên bàn, hãy cử ra 4 bạn, đứng dậy, lắp các dụng cụ thí nghiệm, tiến hành điều chế và thu khí vào bóng bay.

Các bạn còn lại trong nhóm hãy quan sát các bức tranh, nhắc bạn thực hiện thí nghiệm từng bước để biết các thao tác tiến hành thí nghiệm an toàn, hiệu quả.

GV: Những lưu ý khi thực hiện thí nghiệm: + Dùng kẹp sắt lấy chất rắn, dùng kẹp gỗ kẹp ống nghiệm và cho hóa chất (không dùng tay không) + Dùng công tơ hút để lấy chất lỏng + Cho chất rắn vào trước: ống nghiệm/bình cầu và Nhỏ dung dịch vào ống nghiệm/bình cầu vào sau. + Nút kín ống nghiệm, bình cầu bằng nút cao su. + Ống dẫn khí nối với bóng bay. + Buộc bóng bay, không cho thoát khí.

GV: Thời gian cho nghiên cứu, lắp và tiến hành thí nghiệm thu khí là 5 phút.

Bóng bơm cần đợi thời gian phản ứng. Tiến hành lắp xong, các đội ngồi xuống, ổn định trật tự.

QU Y

Tiêu chí cho điểm: Tiến hành thí nghiệm an toàn; Bơm bóng thành công Đội nhất được 100 điểm; đội nhì được 80 điểm; Đội 3 được 60 điểm; đội thứ 4 được 40 điểm

M

HS: Nghiên cứu các bức tranh, biết các thao tác tiến hành thí nghiệm Cử người thực hiện các thí nghiệm (4 người trong 1 nhóm) Tiến hành lắp và thực hiện thí nghiệm.

KÈ

2.3. Tìm hiểu về chất khí Chuẩn bị: Đồng hồ bấm thời gian (2 phút).

DẠ

Y

GV: Các chất mà các em vừa tìm ra, tồn tại trạng thái gì?

HS: Chất khí.

GV: Các phản ứng trên, phản ứng nào là oxi hóa khử, phản ứng nào không phải là oxi hóa khử?

HS: Phản ứng tạo H2, O2 là oxi hóa khử. Phản ứng tạo CO2 không phải là oxi hóa khử.

16

QU Y

NH

ƠN

OF

FI CI A

L

GV: Cho nguyên tử khối các nguyên tố: H = 1; C = 12, O = 16. Phân tử khối TB của không khí: M = 29. Thảo luận theo cặp đôi. Thời gian tính, thảo luận trong 2 phút. Đội nào có nhiều cặp đôi xung phong, sẽ dành quyền trả lời. Điểm cho mỗi câu trả lời đúng là 10 điểm.

DẠ

Y

KÈ

M

HS: làm việc theo cặp đôi, trả lời câu hỏi

17

NH

ƠN

OF

FI CI A

L

Hoạt động 3 – LỰA CHỌN GIẢI PHÁP (Tổng kết kiến thức nền, lựa chọn thí nghiệm điều chế khí và đề xuất nghiên cứu thực hiện lắp ráp mô hình) a) Mục đích Học sinh trình bày được phương án thiết kế dụng cụ bơm bóng bay và sử dụng các kiến thức nền để giải thích nguyên lí hoạt động của bơm và phương án thiết kế mà nhóm đã lựa chọn.

– GV tổ chức cho HS từng nhóm trình bày phương án thiết kế dụng cụ bơm bóng bay – GV tổ chức hoạt động thảo luận cho từng thiết kế: các nhóm khác và GV nêu câu hỏi làm rõ, phản biện và góp ý cho bản thiết kế; nhóm trình bày trả lời câu hỏi, lập luận, bảo vệ quan điểm hoặc ghi nhận ý kiến góp ý phù hợp để hoàn thiện bản thiết kế – GV chuẩn hoá các kiến thức liên quan cho HS; yêu cầu HS ghi lại các kiến thức vào vở và chỉnh sửa phương án thiết kế (nếu có) b) Gợi ý tổ chức hoạt động học tập 3.1. Thiết kế dụng cụ bơm bóng bay tự động

DẠ

Y

KÈ

M

QU Y

GV: Tình huống thực tiễn: Giả sử em đi lạc đường, em bị lạc vào một mê cung mà không tìm ra hướng đi, em lạc vào đám đông... Em dùng quả bóng bơm khí gì để báo vị trí cho người thân?

18

NH

ƠN

OF

FI CI A

L

HS: Quả bóng bơm khí H2 GV: Vậy em có thể chế tạo chiếc bơm khí H2 từ những vật liệu xung quanh chúng ta không? Hãy lựa chọn nguyên vật liệu, thiết kế bản vẽ kĩ thuật, tiến hành các bước chế tạo bơm khí H2 tự động?

HS: Thảo luận nhóm, lựa chọn giải pháp:

DẠ

Y

KÈ

M

QU Y

Lựa chọn phương trình điều chế H2: 2Al + 2NaOH + 2H2O → 2NaAlO2 + 3H2↑ Lon cocacola: dùng làm bình bơm bóng bay (thay cho ống nghiệm) Vỏ lon bia, lon cocacola, nước cam… để cung cấp Al Bột thông cống … để cung cấp NaOH Kéo để cắt vỏ lon bia, lon cocacola, nước cam…

Nước để hoà tan bột thông cống, cung cấp cho phản ứng.

HS: Thiết kế bản vè kĩ thuật, nêu các bước tiến hành chế tạo bơm bóng bay.

3.2. Thiết kế dụng cụ bơm không khí vào bóng bay GV: Từ hoạt cảnh, hai bạn học sinh (mua bán bóng bay lúc đầu), em có thể chế tạo được bơm không khí vào bóng bay như thế nào từ nguyên liệu xung quang chúng ta.

HS: thảo luận nhóm, lựa chọn giải pháp - Chọn chai nước nhựa làm bơm, dùng kéo tạo lỗ trên nắp chai - Dùng kéo cắt một mẫu bóng bay và băng dính để tạo van bơm trên nắp chai - Tạo một lỗ nhỏ trên than chai nhựa để lấy không khí bơm vào bóng bay.

GV: Hướng dẫn chuẩn hóa các bước tiến hành của HS.

NH

ƠN

OF

FI CI A

L

19

DẠ

Y

KÈ

M

QU Y

HS: Thiết kế bản vè kĩ thuật, nêu các bước tiến hành chế tạo bơm bóng bay. c) Kiểm tra đánh giá: Kết thúc hoạt động, học sinh đưa ra bản thiết kế và các bước chế tạo bơm khí H2 tự động và bơm không khí vào bóng bay.

Hoạt động 4: CHẾ TẠO VÀ THỬ NGHIỆM (HS làm việc ở nhà hoặc trên phòng thí nghiệm – 1 tuần ) a) Mục đích: Các nhóm HS thực hành, chế tạo được bơm bóng bay căn cứ trên bản thiết kế đã chỉnh sửa. b) Gợi ý tổ chức hoạt động 4.1. Chế tạo bơm khí H2 tự động GV: Yêu cầu nhóm học sinh chế tạo bơm khí H2 tự động, quay lại video, báo cáo sản phẩm của nhóm trước lớp.

HS: Tiến hành lắp ráp mô hình, quay lại video tiến hành chế tạo bơm bóng B1: Chuẩn bị nguyên liệu: Vỏ cocacola (1,5 lít – Bình bơm), Vỏ lon bia/coca…, bột thông cống, kéo, nước, bóng bay B2: Cắt vỏ lon bia/coca thành mảnh nhỏ, cho vào bình bơm B3: Cho bột thông cống vào bình bơm B4: Cho nước vào bình bơm B5: Bịt bình bơm bằng quả bóng bay, đợi phản ứng tạo khí H2 và bơm tự động.

20

NH

ƠN

OF

FI CI A

L

HS: Thử nghiệm hoạt động của bơm, so sánh các tiêu chí đánh giá sản phẩm số 1, điều chỉnh lại các bước, ghi lại nội dung điều chỉnh. Chỉnh sửa video, chuẩn bị nội dung bài thuyết trình.

4.2. Chế tạo bơm không khí GV: Yêu cầu mỗi bạn học sinh chế tạo một bơm không khí vào bóng bay, báo cáo sản phẩm của mình trước lớp.

HS: Tiến hành lắp ráp mô hình: B1: Chuẩn bị vỏ chai nước nhựa (TH-True milk), kéo, băng dính, bóng bay B2: Tiến hành các bước theo bản thiết kế, chế tạo bơm B3: Thử nghiệm bơm, tiến hành bơm bóng so sánh tiêu chí đánh giá sản phẩm số 2, điều chỉnh thiết kế, ghi lại nội dung điều chỉnh.

B4: Hoàn thiện sản phẩm, chuẩn bị nội dung bài thuyết trình.

GV: Đôn đốc, hỗ trợ các nhóm và học sinh trong quá trình hoàn thiện sản phẩm c) Kiểm tra đánh giá: Kết thúc hoạt động, HS cần đạt được sản phẩm - Mỗi nhóm là một bơm khí H2 tự động, video đáp ứng tiêu chí trong phiếu đánh giá số 1.

- Mỗi học sinh là một bơm không khí đáp ứng các tiêu chí trong Phiếu đánh giá số 2.

QU Y

Hoạt động 5: CHIA SẺ, THẢO LUẬN VÀ ĐIỀU CHỈNH (Vào giờ học tuần sau)

KÈ

M

a) Mục đích: HS biết giới thiệu về sản phẩm là dụng cụ bơm bóng bay được các tiêu chí đánh giá sản phẩm đã đặt ra; biết thuyết trình, giới thiệu được sản phẩm, đưa ra ý kiến nhận xét, phản biện, giải thích được bằng các kiến thức liên quan; Có ý thức về cải tiến, phát triển sản phẩm. Tự đánh giá và đánh giá chéo sản phẩm theo các tiêu chí. b) Gợi ý tổ chức hoạt động: 5.1. Xem video chế tạo bơm khí H2 tự động

Y

GV: Tổ chức cho HS xem các video chế tạo bơm khí H2 tự động do các nhóm thực hiện.

DẠ

HS: Các nhóm lần lượt báo cáo sản phẩm và trả lời các câu hỏi của GV và các nhóm bạn. Đề xuất phương án cải tiến sản phẩm.

21

NH

ƠN

OF

FI CI A

L

GV: Tổ chức cho các nhóm đánh giá chéo sản phẩm của nhau, nhận xét và đánh giá cho điểm từng nhóm.

5.2. Trưng bày và thử nghiệm bơm không khí vào bóng bay GV: Tổ chức cho HS chuẩn bị và trưng bày sản phẩm, tiến hành thử nghiệm bơm bóng bay bằng bơm mà HS đã làm.

QU Y

HS: Trưng bày sản phẩm của mình, giới thiệu sản phẩm, tiến hành bơm bóng bay.

KÈ

M

GV: Tổ chức cho HS bình chọn sản phẩm theo các tiêu chí (sản phẩm đẹp, hiệu quả khi bơm bóng: số lần bơm, độ to của quả bóng), nhận xét và đánh giá cho điểm HS.

DẠ

Y

c) Kiểm tra đánh giá – GV tổng kết chung về hoạt động của các nhóm; Hướng dẫn các nhóm cập nhật điểm học tập của nhóm. GV có thể nêu câu hỏi lấy thông tin phản hồi.

– Kết thúc hoạt động, HS cần đạt được sản phẩm là dụng cụ bơm bóng bay hiệu quả và bài thuyết trình giới thiệu sản phẩm.

22

1

Lắp ráp mô hình thành công theo thiết kế (đầy đủ các bước)

1

2

Thí nghiệm diễn ra thành công, an toàn, có khí được bơm vào bóng bay

3

3

Bóng bay đạt được kích thước 15m sau một lần bơm tự động

2

4

Video đạt chất lượng về âm thanh, hình ảnh sắc nét, có tiêu đề mô tả

5

Chi phí làm bơm tiết kiệm

Điểm đạt được

OF

Tiêu chí

FI CI A

Điểm tối đa

STT

L

TIÊU CHÍ 1: ĐÁNH GIÁ MÔ HÌNH SẢN PHẨM

2

ƠN

2

Tổng điểm

10

NH

TIÊU CHÍ 2: ĐÁNH GIÁ MÔ HÌNH SẢN PHẨM Điểm tối đa

Tiêu chí

1

Lắp ráp mô hình thành công theo thiết kế (đầy đủ các bước).

2

Chiếc bơm chế tạo được trang trí đẹp

2

3

Hiệu quả bơm bóng (số lần bơm, độ to quả bóng.

4

4

Chi phí làm đèn tiết kiệm.

2

M

QU Y

STT

KÈ

Tổng điểm

Điểm đạt được

2

10

DẠ

Y

Đánh giá chung: Khi tiến hành thực nghiệm, giảng dạy tại lớp 10A2 – THPT Nguyễn Huệ, nhóm chúng tôi nhận thấy: Học sinh được tham gia đóng kịch, trải nghiệm vào các trò chơi, được đặt vào các tình huống có vấn đề, liên hệ vận dụng kiến thức, kĩ năng giải quyết các vấn đề đặt ra. Các em được tham gia hoạt động nhóm, hoạt động theo cặp đôi, thỏa sức sáng tạo, trực tiếp tiến hành các thí nghiệm bơm bóng bay tự động, khả năng thuyết trình tốt. Các thầy cô giáo trong toàn thể hội đồng sư phạm trường THPT Nguyễn Huệ được dự giờ học, được thực nghiệm các bước tiến hành bài dạy STEM, quan sát hoạt động của học

23

FI CI A

L

sinh, hỗ trợ và hướng dẫn học sinh, từ đó chủ động xây dựng kế hoạch bài học STEM của bộ môn mình giảng dạy. Giờ học thực sự thú vị, bổ ích với cả thầy và trò trường THPT Nguyễn Huệ. Giờ dạy của thầy giáo Chu Ngọc Sơn được Hội đồng sư phạm Nhà trường loại Giỏi, đánh giá hoàn thành xuất sắc chuyên đề bộ môn.

DẠ

Y

KÈ

M

QU Y

NH

ƠN

OF

Phục lục 1. MỘT SỐ HÌNH ẢNH GIỜ DẠY STEM LỚP 10

Hoạt cảnh 2 học sinh đóng kịch, xác định vấn đề

OF

FI CI A

L

24

DẠ

Y

KÈ

M

QU Y

NH

ƠN

Học sinh xác định vấn đề

Học sinh tham gia trò chơi ô chữ xây dựng kiến thức nền

DẠ

Y

KÈ

M

QU Y

NH

ƠN

OF

FI CI A

L

25

Học sinh thực hiện thí nghiệm điều chế khí và thu khí vào bóng bay

DẠ

Y

KÈ

M

QU Y

NH

ƠN

OF

FI CI A

L

26

Các thầy cô giáo tích cực dự giờ và quan sát hoạt động của học sinh

DẠ

Y

KÈ

M

QU Y

NH

ƠN

OF

FI CI A

L

27

Học sinh đề xuất giải pháp thiết kế dụng cụ bơm bóng bay

ƠN

OF

FI CI A

L

28

DẠ

Y

KÈ

M

QU Y

NH

Những quả bóng bay được bơm khí H2 tự động của các nhóm

29

BÀI HỌC STEM LỚP 11

FI CI A

L

Chủ đề: CHẾ TẠO VÀ SỬ DỤNG NGUỒN ĐIỆN TỪ NHỮNG VẬT DỤNG QUANH TA Lớp giảng dạy: 11A3 – Trường THPT Nguyễn Khuyến

Giáo viên giảng dạy: Phạm Văn Dinh – Giáo viên môn Vật lý

Giáo viên dự giờ: Các thầy cô giáo trong các trường THPT Cụm Thành phố Nam Định

OF

ĐỀ XUẤT: Nếu được : Giao nhiệm vụ trước cho HS 1 tuần (có người giám sát)

HĐ 1: Xác định vấn đề (Tiết 1)

ƠN

Xin 10 phút trước tiết dạy để trình bày nội dung đã triển khai tiết trước cùng với BGK Đặt vấn đề

NH

Hoàn thành Phiếu học tập số 1 (đủ các dung dịch và một số loại quả) Chuyển giao nhiệm vụ (5 phút) + Nhóm 1,2: Pin từ nước muối, chế tạo đèn chiếu sáng (LED) khi mất điện + Nhóm 3,4: Pin từ dấm ăn, chế tạo quạt motor mini khi mất điện

QU Y

+ Nhóm 5: Pin từ củ quả để sạc được điện thoại trong tình huống giả định lũ lụt ở Miền trung điện thoại hết pin không gọi cứu trợ được + Nhóm 6: Pin từ củ quả, tạo được tia lửa điện để đốt lửa trong tình huống giả định sinh tồn trong rừng HĐ 2: Hướng dẫn tự học kiến thức nền (ở nhà) và đề xuất giải pháp (tiết 2) Tìm hiểu kiến thức nền (ở nhà)

M

a) Tổng hợp kiến thức nền và đề xuất giải pháp (tiết 2)

KÈ

- Tổng hợp kiến thức nền

Y

- Hoàn thành Phiếu học tập 2 (làm TN khảo sát sự phụ thuộc của điện áp vào các đặc tính của điện cực: Cặp vật liệu, diện tích điện cực, khoảng cách điện cực, nồng độ dung dịch, hiệu suất của nguồn -> Chọn giải pháp tối ưu.

DẠ

- Trình bày giải pháp, nhận xét, thảo luận

HĐ 3: Lựa chọn giải pháp (tiết 3) Thực hiện Phiếu học tập 3 (thiết kế bộ nguồn để làm sáng đèn, quạt quay được, sạc được pin cho điện thoại, tạo được tia lửa điện) => Trình bày mô

30

L

hình (bản vẽ mạch điện giải thích được cần bao nhiêu nguồn, tại sao cần như vậy? Tiến hành thử nghiệm biểu diễn)

FI CI A

- Trình bày kết quả, nhận xét, thảo luận HĐ 4: Chế tạo và thử nghiệm (làm ở nhà) – phải có nhật ký Chế tạo với nhóm 1,2,3,4.

- Hoàn thiện quy trình (làm thế nào để hiệu quả) với nhóm 5,6 HĐ 5: Chia sẻ, thảo luận và điều chỉnh

OF

Mô tả thành phần STEM

Thời lượng dự kiến: 3 tiết trên lớp, 2 tiếng ở nhà

ƠN

Yêu cầu cần đạt – Thực hiện được một số thí nghiệm nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng tới điện áp giữa hai điện cực của pin (bản chất các cặp điện cực; diện tích; khoảng cách, môi trường chất điện li…)

– Giải thích được các yếu tố ảnh hưởng tới điện áp giữa hai điện cực của pin – Nêu được ý nghĩa của chất điện li trong đời sống – Vận dụng được kiến thức hóa học và vật lí để giải quyết tình huống có thể sử dụng những nguồn điện tự tạo từ những vật dụng quanh ta

QU Y

NH

Môn học chủ đạo Hóa học, Vật lí Nội dung Chất điện li và pin điện hóa

Nội dung tích hợp

KÈ

M

Khoa học (S)

DẠ

Y

Công nghệ (T) Kĩ thuật (E) Toán học (M)

– Sự điện li (Bài 1 – Hóa học lớp 11); – Quá trình oxi hóa khử (Bài 17– Hóa học lớp 10); – Thiết kế và bản vẽ kĩ thuật (Bài 8 – Công nghệ lớp 11); – Thống kê (Tần số, trung bình cộng – chương 5 – Toán học lớp 10).

– Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của pin điện hóa (Bài 7 – Vật lí lớp 11); – Biểu thức của định luật Ôm với toàn mạch; Công thức tính hiệu suất và công suất của pin điện hóa, suất điện động của bộ nguồn trong các cách ghép nguồn điện thành bộ (Bài 8, 9, 10 – Vật lí lớp 11).

Lập bản vẽ kĩ thuật, sử dụng các công cụ chế tạo các vật dụng đơn giản từ nguồn điện tự tạo.

Quy trình thiết kế kĩ thuật, lắp rắp mạch điện để đạt được giá trị hiệu điện thế theo yêu cầu.

Tính toán, xử lý số liệu thực nghiệm, tính toán trong quá trình thiết kế các vật dụng

31

KẾ HOẠCH DẠY HỌC

L

MỤC TIÊU

DẠ

Y

KÈ

M

QU Y

NH

ƠN

OF

FI CI A

a. Kiến thức, kĩ năng – Mô tả được cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của pin điện hóa, nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường của rác thải pin điện hóa; – Nêu được biểu thức và tính được theo công thức của định luật Ôm với toàn mạch, hiệu suất và công suất của pin điện hóa, suất điện động của bộ nguồn trong các cách ghép nguồn điện thành bộ; – Áp dụng kiến thức toán thống kê, ghi chép xác định hiệu điện thế trong quá trình làm thí nghiệm nghiên cứu; – Vận dụng được các kiến thức vào thiết kế và chế tạo được một số vật dụng đơn giản từ nguồn điện tự tạo (hệ) pin điện hóa từ các vật liệu gần gũi trong đời sống, thân thiện với môi trường.

– Tiến hành được thí nghiệm nghiên cứu và tìm ra điều kiện phù hợp để thiết – Đo suất điện động để kiểm tra hoạt động của pin đã chế tạo; – Vẽ được bản thiết kế các ứng dụng đơn giản từ pin điện hóa thân thiện với môi trường.

– Chế tạo được theo bản thiết kế; – Trình bày, bảo vệ được ý kiến của mình, phản biện ý kiến người khác – Hợp tác trong nhóm để cùng thực hiện nhiệm vụ học tập. b. Phát triển phẩm chất: – Có thái độ tích cực, hợp tác trong làm việc nhóm; – Yêu thích, say mê nghiên cứu khoa học; – Có ý thức bảo vệ môi trường. c. Định hướng phát triển năng lực: – Năng lực thực nghiệm, nghiên cứu kiến thức về pin điện hóa; – Năng lực giao tiếp và hợp tác nhóm để thống nhất bản thiết kế và phân công thực hiện từng phần nhiệm vụ cụ thể.

TIẾN TRÌNH CHUNG

32

QU Y

DẠ

Y

KÈ

M

Thực hành kĩ thuật, thí nghiệm hiệu điện thế của HĐ4 Chế tạo 15p các cặp pin rau củ mẫu Buổi 2 quả, lắp rắp mạch điện, phân tích, đánh giá, đ.chỉnh Chia Thuyết trình sẻ, thảo (trình bày sản HĐ5 luận, phẩm và cách sử 30p điều dụng) Buổi 2 chỉnh

Sản phẩm học tập dự kiến Bảng tiêu chí sản phẩm Câu trả lời; hồ sơ học tập được ghi chép

L

Hình ảnh/video cấu tạo pin, cấu tạo loại đèn bàn cơ bản.

Nguyên vật liệu như quả táo, củ khoai tây… và các tấm điện cực.

PHT số 1, 3 PĐG số 1, 2 PHT số 1, 3 Giấy A0, bút dạ/nhóm Nguyên liệu làm đèn (HS tự chuẩn bị)

NH

+ Tiếp nhận nhiệm vụ + Thống nhất tiêu Xác chí sản phẩm HĐ1 định + Lưu ý qui tắc 01 tiết vấn đề Buổi 1 an toàn khi thí nghiệm + Quan sát và giải thích thí nghiệm Nghiên + Nghiên cứu cứu kiến thức nền kiến + Tìm hiểu khái HĐ2 01 thức niệm tuần nền và + Xác định Ở nhà đề xuất phương án khả thi giải + Vẽ phác thảo pháp bản thiết kế Lựa + Tổng kết kiến chọn thức nền giải + Thuyết trình HĐ3 01 tiết pháp (bản thiết kế và Buổi 2 phương án thực hiện)

Học liệu

FI CI A

Nội dung

OF

Mục tiêu

ƠN

Hoạt động

PHT số 2 Mô hình đèn và bản mô tả, thiết kế, phương án thí nghiệm của các nhóm (giấy A0) PĐG số 2 Hóa chất thử nghiệm khảo sát độ sáng của đèn.

PHT số 3 (Mẫu nhật kí thử nghiệm) PĐG số 1 và 2 Phiếu tiêu chí đánh giá sản phẩm

Phiếu học tập 1, 3 được thực hiện; Câu trả lời Giải pháp được đề xuất; hồ sơ học tập được ghi chép Câu trả lời; Bản thiết kế; Phiếu học tập số 2 đã hoàn thành; hồ sơ học tập được ghi chép Bản ghi chép kết quả, PHT4 được hoàn thành; hồ sơ học tập được ghi chép

Hồ sơ sản phẩm đã hoàn thành; bản ghi chép ý kiến, nhận xét đánh giá, ý tưởng cải tiến

33

DANH MỤC HÓA CHẤT THIẾT BỊ

FI CI A

L

Hóa chất, dụng cụ thực hiện thí nghiệm khám phá sự tạo ra dòng điện từ rau củ quả + Củ khoai tây/quả táo/quả chanh

+ Máy đo hiệu điện thế

+ 2 đoạn dây điện có màu khác nhau

+ Kéo

+ Kim loại đồng và kẽm dạng lá

+ Dao

+ Bóng đèn led 3V

+ Băng dính

Dụng cụ hóa chất biểu diễn (nếu có)

NH

ƠN

OF

Hình ảnh cấu tạo đèn ngủ

QU Y

TIẾN TRÌNH DẠY HỌC CHI TIẾT Hoạt động 1 – XÁC ĐỊNH VẤN ĐỀ (Xác định nhiệm vụ của chủ đề)

M

a) Mục đích: Học sinh trình bày được kiến thức về ưu nhược điểm của pin và ắc quy; Nhận ra được khả năng tạo ra dòng điện từ các loại củ, quả; Tiếp nhận được nhiệm vụ thiết kế đèn ngủ dùng nguồn điện từ củ quả và hiểu rõ các tiêu chí đánh giá sản phẩm.

KÈ

b) Gợi ý tổ chức hoạt động: Hoạt động

1.1. Làm thí Bước 1. Đặt vấn đề, chuyển giao nhiệm vụ nghiệm khám Trên cơ sở GV đã giao nhiệm vụ cho HS phá về nhà tìm hiểu thông tin về ưu và nhược Xác định điểm của pin, ắc quy phổ biến hiện nay, nhiệm vụ và GV đặt câu hỏi để HS trả lời: sản phẩm của

Y DẠ

Hoạt động của GV

Hoạt động của HS

34

chủ đề

FI CI A

GV tổng kết bổ sung, chỉ ra được: Pin và ắc quy hiện nay được dùng rất phổ biến, nhưng rác thải từ pin và ắc quy là một trong những nguyên nhân góp phần gây ô nhiễm môi trường.

L

Nêu một vài ưu và nhược điểm của pin và ắc quy hiện nay.

OF

Bước 2. HS làm thí nghiệm khám phá kiến thức.

NH

ƠN

– GV đặt vấn đề giới thiệu thí nghiệm: Có cách nào có thể tạo ra nguồn điện từ những chất an toàn hơn với môi trường hay không? Để tìm các nguồn điện an toàn với môi trường, các em sẽ làm việc theo nhóm để tiến hành thí nghiệm xác định khả năng tạo ra nguồn điện từ các loại củ, quả.

KÈ

M

QU Y

– GV chia HS thành các nhóm từ 6–8 học sinh (Dành thời gian cho các nhóm bầu nhóm trưởng, thư kí).

DẠ

Y

1.2.

Hướng dẫn tự học kiến thức nền, làm mô hình và đề xuất giải pháp thực hiện chế tạo đèn

– GV nêu mục đích và hướng dẫn tiến hành thí nghiệm để nghiên cứu các nguyên liệu có thể dùng để tạo ra nguồn điện. Các nguyên liệu tìm hiểu là quả chanh, củ khoai tây, quả cà chua, quả táo.

- GV phát các PHT số 1, 3, lưu ý các HS nhận các nhiệm vụ HS cần thực hiện và chuẩn bị PHT 1, 3, nghe cho buổi trình bày sau: hướng dẫn, đặt (1) Tự học kiến thức nền, hoàn thành câu hỏi làm rõ yêu cầu của PHT số 1 (2) Chọn 1 loại đèn trong thực tế, mô tả. các PHT. (3) Vẽ bản thiết kế và làm mô hình (4) Đề xuất phương án làm thí nghiệm

FI CI A

khảo sát chọn. (Mô tả, bản thiết kế, phương án TN viết trên giấy A0 theo nhóm).

- Giải thích các câu hỏi của HS.

L

35

GV phát nguyên liệu và phiếu hướng dẫn làm thí nghiệm cho các nhóm để các nhóm tự tiến hành thí nghiệm: PHIẾU HỌC TẬP SỐ 1 (Thí nghiệm khám phá kiến thức)

OF

c) Kiểm tra đánh giá: thông qua câu trả lời, câu hỏi của HS; SP học tập của HS gồm bản ghi chép kết quả trả lời, bảng tiêu chí sản phẩm, hồ sơ học tập được ghi chép. Kết thúc hoạt động, HS cần đạt được các sản phẩm sau: – Bản ghi chép kiến thức mới về khả năng tạo ra dòng điện từ các loại củ, quả.

ƠN

– Bảng mô tả nhiệm vụ của dự án và nhiệm vụ các thành viên; thời gian thực hiện dự án và các tiêu chí đánh giá sản phẩm của dự án.

NH

Hoạt động 2 – NGHIÊN CỨU KIẾN THỨC NỀN VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP (Tự học kiến thức nền, làm mô hình đèn và đề xuất thiết kế)

QU Y

a) Mục đích: Học sinh tự học được kiến thức liên quan thông qua việc nghiên cứu tài liệu về các kiến thức công suất, định luật Ôm với toàn mạch, ghép các nguồn điện thành bộ và làm các thí nghiệm để hiểu về nguồn điện với củ quả thiết kế và bản vẽ kĩ thuật … từ đó thiết kế được mạch điện và bản vẽ kĩ thuật cho đèn ngủ. b) Gợi ý tổ chức hoạt động:

M

Hoạt động

DẠ

Y

KÈ

Tự học kiến thức nền, làm mô hình đèn và đề xuất nghiên cứu thực hiện thử đèn

Hoạt động của GV Hoạt động của HS – Các thành viên trong nhóm – HS làm việc nhóm: đọc bài 7, 8, 9, 10 trong sách ● Chia sẻ với các thành giáo khoa Vật lí lớp 11, bài 8 viên khác trong nhóm về sách giáo khoa Công nghệ 11. kiến thức đã tìm hiểu Trong đó cần xác định được được. Ghi tóm tắt lại các các kiến thức trọng tâm như kiến thức vào vở cá nhân. sau: ● Tiến hành thí nghiệm + Dòng điện được tạo ra và duy trì nhờ nguồn điện

xác định sự phụ thuộc của điện áp giữa hai điện cực của pin điện hóa

36

ƠN

OF

FI CI A

L

+ Cường độ dòng điện đặc được xét phụ thuộc vào trưng cho lượng điện tích dịch các yếu tố: chuyển theo thời gian qua tiết ● Từng nhóm tiến hành diện của dây dẫn. Nếu cường thí nghiệm, điều chỉnh độ dòng điện là không đổi theo các pin điện hóa theo yêu thời gian thì ta có dòng điện cầu kiểm tra dự đoán. không đổi Các học sinh luân phiên + Nguồn điện hóa tạo ra và tiến hành thí nghiệm, ghi duy trì điện áp giữa hai điện số liệu. cực nhờ các phản ứng điện hóa ● Tiến hành các thí có bản chất là các phản ứng ô nghiệm kiểm chứng công xy hóa–khử giữa điện cực và thức U=E-Ir khi mắc dung dịch chất điện li. thành mạch điện kín để

QU Y

NH

+ Công và công suất của mạch thấy U<E khi mạch kín. điện tỉ lệ với điện áp và điện ● Vẽ các bản vẽ mạch lượng chuyển qua mạch. điện của đèn, thiết kế sản Với công thức A=qU= UIt, P= phẩm, kiểu dáng đèn.

UI Trình bày bản thiết kế + Công và công suất của trên giấy A0 hoặc bài nguồn điện là: A= Eit và P=EI trình chiếu Powerpoint. + Định luật Ôm toàn mạch là ● Chuẩn bị bài trình bày 2 I=

và U=E–Ir

+ Hiệu suất của nguồn điện:

DẠ

100%

+ Các cách ghép nguồn điện để tạo ra các điện áp thích hợp.

– GV đôn đốc các nhóm thực hiện nhiệm vụ và hỗ trợ nếu cần

Y

KÈ

M

H=

bản thiết kế, giải thích nguyên lí hoạt động của đèn.

GV phát nguyên liệu và phiếu hướng dẫn làm thí nghiệm cho các nhóm để các nhóm tự tiến hành thí nghiệm: PHIẾU HỌC TẬP SỐ 2 (Nhật kí làm thí nghiệm khảo sát và thử nghiệm). c) Kiểm tra đánh giá:

37

Kết thúc hoạt động, HS cần đạt được các sản phẩm sau:

L

– Bài ghi của cá nhân về các kiến thức liên quan;

FI CI A

– Bản vẽ mạch điện và bản thiết kế sản phẩm đèn ngủ (trình bày trên giấy A0 hoặc bài trình chiếu powerpoint); – Bài thuyết trình về bản vẽ và bản thiết kế.

Hoạt động 3 – LỰA CHỌN GIẢI PHÁP

OF

(Tổng kết kiến thức nền, trình bày làm mô hình làm đèn sử dụng nguồn điện rau củ quả và đề xuất nghiên cứu thực hiện lắp ráp mô hình )

ƠN

a) Mục đích – Học sinh trình bày được phương án thiết kế đèn ngủ (bản vẽ mạch điện và bản thiết kế sản phẩm) và sử dụng các kiến thức nền để giải thích nguyên lí hoạt động của đèn và phương án thiết kế mà nhóm đã lựa chọn.

NH

– GV tổ chức cho HS từng nhóm trình bày phương án thiết kế đèn ngủ;

QU Y

– GV tổ chức hoạt động thảo luận cho từng thiết kế: các nhóm khác và GV nêu câu hỏi làm rõ, phản biện và góp ý cho bản thiết kế; nhóm trình bày trả lời câu hỏi, lập luận, bảo vệ quan điểm hoặc ghi nhận ý kiến góp ý phù hợp để hoàn thiện bản thiết kế; – GV chuẩn hoá các kiến thức liên quan cho HS; yêu cầu HS ghi lại các kiến thức vào vở và chỉnh sửa phương án thiết kế (nếu có). b) Gợi ý tổ chức hoạt động:

M

Hoạt động

Hoạt động của HS

KÈ

3.1. Tổng kết GV tổng kết lại kiến thức nền bằng giản đồ HS trả lời kiến thức nền tư duy cho học sinh hiểu nguyên lí cơ bản câu hỏi, nêu để tạo ra mô hình các dẫn thí  Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của chứng nghiệm đã pin điện hóa; làm  Mô tả quá trình oxi hóa khử trên các HS nghe, ghi điện cực; chép  Tiến hành thí nghiệm nghiên cứu về sự phụ thuộc của suất điện động của Làm phiếu pin vào các yếu tố; từ đó chọn ra cách học tập/tham gia trò chơi

Y DẠ

Hoạt động của GV

38

FI CI A

 Biểu thức của định luật Ôm cho toàn mạch;

L

tạo pin phù hợp;

 Công thức tính hiệu suất và công suất của pin điện hóa, suất điện động của bộ nguồn trong các cách ghép nguồn điện thành bộ;

NH

ƠN

OF

 Quá trình oxi hóa khử trên các điện cực.

3.2 Trình bày Bước 1: Lần lượt từng nhóm trình bày HS đi vòng phương án thiết kế trong 5 phút. Các nhóm quanh lớp mô hình xem mô hình còn lại chú ý nghe.

Bước 2: GV tổ chức cho các nhóm còn lại so sánh với mô tả và nêu câu hỏi, nhận xét về phương án thiết kế thiết kế, nhận của nhóm bạn; nhóm trình bày trả lời, bảo xét, góp ý vệ, thu nhận góp ý, đưa ra sửa chữa phù hợp chéo nhóm.

Bước 3: GV nhận xét, tổng kết và chuẩn Trình bày hoá các kiến thức liên quan, chốt lại các vấn giải pháp, đề cần chú ý, chỉnh sửa của các nhóm. thảo luận.

QU Y

Bước 4: GV giao nhiệm vụ cho các nhóm về nhà triển khai chế tạo sản phẩm theo bản thiết kế.

KÈ

M

c) Kiểm tra đánh giá Dựa trên kết quả trả lời câu hỏi về kiến thức nền, làm phiếu học tập số 3, mô hình núi lửa, giải pháp đề xuất, phản biện và bảo vệ ý kiến của nhóm; SP học tập của HS gồm bài trình bày, bản thiết kế được nhóm lựa chọn, PHT2 được hoàn thành, hồ sơ học tập được ghi chép.

DẠ

Y

Kết thúc hoạt động, HS cần đạt được sản phẩm là bản thiết kế hoàn chỉnh cho việc chế tạo đèn ngủ.

39

FI CI A

L

Hoạt động 4: CHẾ TẠO VÀ THỬ NGHIỆM ĐÈN NGỦ DÙNG NGUỒN ĐIỆN TỪ CỦ QUẢ (HS làm việc ở nhà hoặc trên phòng thí nghiệm – 1 tuần ) a) Mục đích: Các nhóm HS thực hành, chế tạo được đèn ngủ căn cứ trên bản thiết kế đã chỉnh sửa. b) Gợi ý tổ chức hoạt động: Hoạt động

mô GV quan sát, hỗ trợ nếu cần HS bắt đầu lắp rắp mô hình Bước 1. HS tìm kiếm, chuẩn bị các vật liệu dự kiến;

OF

Lắp rắp hình

Hoạt động của GV và HS

ƠN

Bước 2. HS lắp đặt các thành phần của đèn theo bản thiết kế;

NH

Bước 3.HS thử nghiệm hoạt động của đèn, so sánh với các tiêu chí đánh giá sản phẩm (Phiếu đánh giá tiêu chí số 1). HS điều chỉnh lại thiết kế, ghi lại nội dung điều chỉnh và giải thích lý do (nếu cần phải điều chỉnh);

QU Y

Bước 4. HS hoàn thiện bảng ghi danh mục các vật liệu và tính giá thành chế tạo sản phẩm; Bước 5. HS hoàn thiện sản phẩm; chuẩn bị bài giới thiệu sản phẩm.

GV đôn đốc, hỗ trợ các nhóm trong quá trình hoàn thiện các sản phẩm.

KÈ

M

c) Kiểm tra đánh giá: Kết thúc hoạt động, HS cần đạt được sản phẩm là một đèn ngủ đáp ứng được các tiêu chí trong Phiếu đánh giá tiêu chí số 1.

Hoạt động 5: CHIA SẺ, THẢO LUẬN VÀ ĐIỀU CHỈNH

DẠ

Y

a) Mục đích: HS biết giới thiệu về sản phẩm đèn ngủ dùng nguồn điện từ củ quả đáp ứng được các tiêu chí đánh giá sản phẩm đã đặt ra; biết thuyết trình, giới thiệu được sản phẩm, đưa ra ý kiến nhận xét, phản biện, giải thích được bằng các kiến thức liên quan; Có ý thức về cải tiến, phát triển sản phẩm. Tự đánh giá và đánh giá chéo sản phẩm theo các tiêu chí. b) Gợi ý tổ chức hoạt động:

40

Hoạt động của HS

Hoạt động của GV

L

Hoạt động

Thực hiện bật đền sáng để đồng thời các đèn gần nhau.

Mời từng nhóm trình bày tỉ lệ, lượng 5.2. Tổng hợp kết quả, thảo rau củ quá, vật liệu, cách nối dây điện và kĩ thuật thực hiện, giải thích lí do chọn các luận điều kiện đó (cần chỉ ra yếu tố đã thay đổi để điều chỉnh hiệu điện thế của pin, củng cố và vận dụng kiến thức sự ảnh hưởng của từng yếu tố đến tốc độ phản ứng).

Từng nhóm nêu hiện tượng, giải thích theo yêu cầu, trả lời câu hỏi.

NH

ƠN

OF

FI CI A

GV Tổ chức cho HS chuẩn bị và trưng 5.1. Biểu diễn mô hình đèn bày sản phẩm cùng lúc. Khi các nhóm sẵn sàng, GV yêu cầu các nhóm cùng đồng thời chiếu sáng “bật” đèn để quan sát độ sáng, đo hiệu điện thế, xác định thời gian chiếu sáng.

– Các nhóm trưng bày sản phẩm trước lớp; – Các nhóm lần lượt báo cáo sản phẩm và trả lời các câu hỏi của GV và các nhóm bạn.

– Đề xuất phương án cải tiến sản phẩm.

Quan sát và ghi lại hiện tượng.

KÈ

M

QU Y

Các nhóm chia sẻ các vấn đề gặp phải trong Trả lời các quá trình thử nghiệm và cách giải quyết để câu hỏi. làm rõ cơ chế hoạt động của đèn, giải thích các hiện tượng xảy ra khi thiết kế và bật đèn sáng, khắc sâu kiến thức mới của chủ đề và các kiến thức liên quan.

Bình chọn Các nhóm bình chọn đèn sáng nhất, các danh hiệu đèn thiết kế đẹp nhát, đèn đặc biệt, đền có mô hình, thiết kế tiết kiệm hữu hiệu nhất và đèn xấu đánh giá theo nhất…Theo phiếu đánh giá số 2. tiêu chí.

DẠ

Y

c) Kiểm tra đánh giá – GV tổng kết chung về hoạt động của các nhóm; Hướng dẫn các nhóm cập nhật điểm học tập của nhóm. GV có thể nêu câu hỏi lấy thông tin phản hồi.

– Kết thúc hoạt động, HS cần đạt được sản phẩm là một chiếc đèn ngủ dùng nguồn điện từ củ quả sử dụng nguồn điện là từ củ, quả và bài thuyết trình giới thiệu sản phẩm.

TÀI LIỆU HỖ TRỢ HƯỚNG DẪN TÌM HIỂU KIẾN THỨC NỀN

FI CI A

(Thực hiện ở nhà)

L

41

Nhiệm vụ: Nghiên cứu kiến thức liên quan về:

ƠN

OF

 Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của pin điện hóa;  Mô tả quá trình oxi hóa khử trên các điện cực;  Tiến hành thí nghiệm nghiên cứu về sự phụ thuộc của suất điện động của pin vào các yếu tố; từ đó chọn ra cách tạo pin phù hợp;  Biểu thức của định luật Ôm cho toàn mạch;  Công thức tính hiệu suất và công suất của pin điện hóa, suất điện động của bộ nguồn trong các cách ghép nguồn điện thành bộ;  Quá trình oxi hóa khử trên các điện cực.

Hướng dẫn thực hiện:

QU Y

NH

 Phân chia mỗi thành viên trong nhóm tìm hiểu một nội dung trong nhiệm vụ;  Các thành viên đọc sách giáo khoa về vấn đề được phân công (thuộc các bài 7, 8, 9, 10 trong sách giáo khoa Vật lí lớp 11, bài 8 sách giáo khoa Công nghệ 11) và ghi tóm tắt lại; Chia sẻ với các thành viên trong nhóm về kiến thức tìm hiểu được.

HỆ THỐNG CÁC PHIẾU HỌC TẬP PHIẾU HỌC TẬP SỐ 1

M

THÍ NGHIỆM KHÁM PHÁ KIẾN THỨC

Nguyên vật liệu: + Máy đo hiệu điện thế

+ 2 đoạn dây điện có màu khác nhau

+ Kéo

+ Kim loại đồng và kẽm dạng lá

+ Dao

+ Bóng đèn led 3V

+ Băng dính

Y

KÈ

+ Củ khoai tây/quả táo/quả chanh

DẠ

Hướng dẫn làm thí nghiệm:

+ Cắt lá đồng và kẽm thành hình chữ nhật làm điện cực (kích thước khoảng 0,5cmx5cm).

42

FI CI A

+ Mỗi đầu thanh kim lọai nối với một đoạn dây điện có màu khác nhau.

L

+ Cắm 2 điện cực lần lượt vào từng loại củ, quả. Chú ý cắm các điện cực chắc chắn và không để chúng tiếp xúc với nhau.

+ Lấy đồng hồ đo điện, xoay núm xoay về chế độ đo hiệu điện thế một chiều.

+ Đo hiệu điện thế trên hai đầu dây dẫn 3 lần liên tiếp, quan sát chỉ số trên đồng hồ và ghi lại hiệu điện thế theo mẫu sau: Lần đo

Hiệu điện thế

1

ƠN

2 3

3

NH

1 2

Hiệu điện thế trung bình

OF

Nguồn củ quả

KẾT LUẬN (về khả năng tạo ra dòng điện từ các loại củ quả)

QU Y

....................................................................................................................... ....................................................................................................................... ....................................................................................................................... .......................................................................................................................

MỘT SỐ GHI CHÚ SAU KHI BÁO CÁO:

M

.......................................................................................................................

KÈ

.......................................................................................................................

BẢNG PHÂN CÔNG NHIỆM VỤ CHO THÀNH VIÊN CỦA NHÓM

TT

DẠ

Y

1

2

Họ và tên

Vai trò

Nhiệm vụ

Trưởng nhóm Quản lý, tổ chức chung, phụ trách bài trình bày trên ppt Thư ký

Ghi chép, Lưu trữ hồ sơ học tập của nhóm

43

Thành viên

Phát ngôn viên

4

Thành viên

Photo hồ sơ, tài liệu học tập

5

Thành viên

Chụp ảnh, ghi hình minh chứng của nhóm

6

Thành viên

Mua vật liệu

FI CI A

L

3

OF

Các nhiệm vụ là dự kiến, có thể thay đổi theo thực tế triển khai nhiệm vụ của nhóm. Một thành viên có thể đảm nhận nhiều công việc.

ƠN

PHIẾU HỌC TẬP SỐ 2 (Nhật kí làm thí nghiệm khảo sát và thử nghiệm)

QU Y

NH

Bầu cơ cấu tổ chức của nhóm Lập kế hoạch thực hiện chế tạo mô hình đèn và làm thí nghiệm khảo sát

Nguyên vật liệu:

+ Máy đo hiệu điện thế

+ 2 đoạn dây điện có màu khác nhau

+ Kéo

+ Kim loại đồng và kẽm dạng lá

+ Dao

+ Bóng đèn led 3V

+ Băng dính

M

+ Củ khoai tây/quả táo/quả chanh

KÈ

Hướng dẫn làm thí nghiệm: ● Tiến hành thí nghiệm xác định sự phụ thuộc của điện áp giữa hai điện cực của pin điện hóa được xét phụ thuộc vào các yếu tố:

DẠ

Y

Tiến hành lại thí nghiệm như ở hoạt động 1 với nguyên liệu củ quả chọn làm nguồn điện (chanh, táo, khoai tây,..) để xác định được hiệu điện thế của 1 nguồn phụ thuộc vào các yếu tố thực nghiệm để tìm ra cách tạo nguồn điện tối ưu với các bảng số liệu cho các trường hợp như sau: 1. Bảng số liệu khảo sát sự phụ thuộc của điện áp vào bản chất các cặp điện cực

44

điện

A–B

A–C

B–C

….

L

Cặp cực

FI CI A

Điện áp

2. Bảng số liệu khảo sát sự phụ thuộc của điện áp vào diện tích các điện cực. Với một loại pin cần thực hiện một bảng.

Diện tích

S1

S2

S3

Điện áp

….

Khoảng cách

d1

d2

Điện áp

OF

3. Bảng số liệu khảo sát sự phụ thuộc của điện áp vào khoảng cách giữa các điện cực. Với một loại pin cần thực hiện một bảng. d3

….

ƠN

– Từng nhóm tiến hành thí nghiệm, điều chỉnh các pin điện hóa theo yêu cầu kiểm tra dự đoán. Các học sinh luân phiên tiến hành thí nghiệm, ghi số liệu.

NH

 Tiến hành các thí nghiệm kiểm chứng công thức U=E-Ir khi mắc thành mạch điện kín để thấy U<E khi mạch kín.  Tiến hành thí nghiệm đo hiệu suất của nguồn.

E

U

Hiệu suất

QU Y

Loại củ quả

– Từng nhóm tiến hành thí nghiệm, điều chỉnh các pin điện hóa theo yêu cầu kiểm tra dự đoán. Các học sinh luân phiên tiến hành thí nghiệm, ghi số liệu.

Tìm giải pháp ghép nguồn để làm tăng U nhờ tăng E nhưng không tăng r bằng cách ghép hỗn hợp đối xứng các nguồn điện.

KÈ

M

Dựa vào số liệu, xác định cách ghép và số nguồn cần ghép và nêu cách thử nghiệm đo đạc khi thắp sáng đèn LED. ● Vẽ các bản vẽ mạch điện của đèn, thiết kế sản phẩm, kiểu dáng đèn. Trình bày bản thiết kế trên giấy A0 hoặc bài trình chiếu Powerpoint.

DẠ

Y

● Chuẩn bị bài trình bày 2 bản thiết kế, giải thích nguyên lí hoạt động của đèn.

– GV đôn đốc các nhóm thực hiện nhiệm vụ và hỗ trợ nếu cần.

45

PHIẾU HỌC TẬP SỐ 3

FI CI A

L

A. KẾ HOẠCH THỰC HIỆN Vấn đề/Nhiệm vụ/Dự án cần thực hiện: Kế hoạch triển khai Tiêu chí đánh TT Hoạt động Sản phẩm Thời gian giá cơ bản

OF

B. CÁC TIÊU CHÍ ĐÁNH GIÁ

Người phụ trách

TIÊU CHÍ 1: ĐÁNH GIÁ MÔ HÌNH SẢN PHẨM Điểm tối đa

Tiêu chí

ƠN

STT

Đèn sử dụng nguồn điện từ củ, quả.

1

2

Nguồn thắp sáng được bóng LED có hiệu điện thế định mức 3V.

3

3

Đèn có thời gian sáng (trước khi tự tắt) tối thiểu 5 phút.

3

4

Đèn có hình thức đẹp.

1

5

Chi phí làm đèn tiết kiệm.

2

Tổng điểm

10

QU Y

NH

1

Điểm đạt được

TIÊU CHÍ 2 : ĐÁNH GIÁ BÁO CÁO VÀ THIẾT KẾ MÔ HÌNH Điểm tối đa

Phần mô tả: Bản vẽ mạch điện của đèn được vẽ rõ ràng, đúng nguyên lí; phù hợp với các cứ liệu thực nghiệm và đáp ứng được yêu cầu để đèn LED sáng ở điện áp cỡ 3V.

2

Phần thiết kế: Bản thiết kế kiểu dáng của đèn được vẽ rõ ràng, đẹp, sáng tạo, khả thi;

2

Phần trình bầy: Giải thích rõ nguyên lí hoạt động của đèn; Trình bày rõ ràng, logic, sinh động.

6

Tổng điểm

10

KÈ

1

Tiêu chí

M

STT

DẠ

Y

2 3

Điểm đạt được

46

MẪU BÁO CÁO THIẾT KẾ SẢN PHẨM

L

(Thực hiện khi nhóm làm việc đề xuất giải pháp thiết kế đèn và báo cáo)

FI CI A

Hướng dẫn:

NH

ƠN

OF

Chia sẻ kiến thức nền đã tìm hiểu với các thành viên trong nhóm.

Thảo luận đề xuất giải pháp thiết kế đèn ngủ dùng nguồn điện từ củ quả (chọn loại củ, quả làm nguồn, xác định cách ghép mạch để được nguồn đáp ứng yêu cầu của sản phẩm, xác định các bộ phận và kiểu dáng của đèn).

Vẽ bản mạch điện và thiết kế sản phẩm, giải thích nguyên lí hoạt động của đèn.

Bản vẽ mạch điện:

QU Y

Bản thiết kế sản phẩm và mô tả nguyên lí hoạt động của đèn:

KÈ

M

Nhận xét, góp ý của giáo viên và các nhóm

NHẬT KÍ THIẾT KẾ ĐÈN NGỦ DÙNG NGUỒN ĐIỆN TỪ CỦ QUẢ (Thực hiện ở nhà)

DẠ

Y

Ghi lại các hoạt động thiết kế đèn, các vấn đề gặp phải, nguyên nhân và cách giải quyết.

GÓP Ý VÀ CHỈNH SỬA SẢN PHẨM

FI CI A

(Thực hiện trong buổi trình bày sản phẩm)

L

47

OF

Ghi lại góp ý, nhận xét của các nhóm và giáo viên về sản phẩm của nhóm khi báo cáo Đưa ra các điều chỉnh cần thiết để hoàn thiện sản phẩm

SẢN PHẨM VÀ HÌNH ẢNH MINH HỌA HOẠT ĐỘNG CỦA NHÓM

NH

ƠN

Dán các hình ảnh về sản phẩm đèn ngủ dùng nguồn điện từ củ quả, hình ảnh minh hoạ hoạt động nhóm, có thể bao gồm đường link YouTube video mô tả quá trình làm việc nhóm.

QU Y

TÀI LIỆU HỖ TRỢ PIN ĐIỆN HÓA

DẠ

Y

KÈ

M

Pin là một thiết bị dùng để lưu trữ, cung cấp điiện năng. Pin điện hóa chuyển hóa năng (năng lượng phản ứng hóa học thành điện năng. Để tạo ra một pin điện hóa vô cùng đơn giản, với một quả chanh và hai miếng kim loại (một cực bằng đồng, cực còn lại bằng kẽm).

Bên trong quả chanh có môt dung dịch axit sunfuric loãng H2SO4 có thể tác dụng lên các cực kim loại hình thành nên các hạt tải điện tự do. Thử với một đồng hồ vạn năng sẽ có một suất điện động giữa hai cực im loại, nếu đấu ngược cực đồng hồ sẽ chỉ số âm. Khi đó bạn có một viên pin điện hóa. Do tác dụng hóa học các ion kẽm Zn2+ từ thanh kẽm sẽ đi vào dung dịch axit sunfuric loãng.

Thanh kẽm thừa electron nên tích điện âm (cực âm). Mặt khác, các ion H+ có trong dung dịch tới bám vào cực đồng thu lấy các electron có trong thanh đồng, thanh đồng mất electron nên tích điên dương (cực dương).

Khi nối hai cực của pin với mạch ngoài (máy đo) do chênh lệch điện thế giữa âm Zn và cực dương Cu sẽ có một dòng các electron tự do dịch chuyển từ cực âm Zn qua cực dương Cu tạo ra dòng điên giữa hai cực của pin chanh.

48

DẠ

Y

KÈ

M

QU Y

NH

ƠN

OF

FI CI A

L

Dưới tác dụng của phản ừng hóa học dung dịch axit loãng trong quả chanh sẽ bứt các ion Zn2+ ra khỏi thanh kẽm đồng thời cacsion dương H+ từ trong dung dịch thu lấy electron từ thanh đồng nhờ đó mà dòng điện trong mạch kín được duy trì cho đến khi các phản ứng hóa học ngừng xảy ra.

Xuất điên động của một viên pin điện hóa tùy thuộc vào chất hóa học ở bên trong viên pin điện hóa thông thường là 1,5V, 6V, 9V … có thể ghép nối tiếp nhiều viên pin để thu được nguồn điện có suất điện động phù hợp.

Hiện nay, nhiều người cho rằng những cục pin sử dụng trong các thiết bị điện tử chỉ là vật dụng nhỏ bé vô hại. Tuy nhiên, sau khi sử dụng các viên pin này trở thành phế thải nếu không thu gom, xử lí đúng cách sẽ gây ô nhiễm môi trường và nguy hại đáng kể đến sức khỏe cộng đồng.

Sau khi sử dụng, các viên pin được liệt kê vào danh mục rác thải độc hại.

Theo thống kê của Chi cục môi trường Hà Nội, hiện nay trong một gia đình có khoảng 10 -15 thiết bị điện tử có sử dụng pin. Vì vậy, số lượng pin đã qua sử dụng hàng ngày thải ra môi trường khá lớn. Thông thường, khi pin không còn gía trị sử dụng, người dân có thói quen vứt bừa bãi hoặc bỏ chung vào thùng rác gia đình như các loai rác thải khác, và kết thúc số phận của chúng bằng hai phương pháp: chôn lấp hoặc đốt.

Nghiên cứu của Viện Khoa học môi trường và Phát triển (Bộ TN&MT) cho thấy, cả hai phương pháp trên đề tác đọng xấu đến môi trường. Khi chôn lấp pin, các kim loại nặng như: chì, kẽm, niken và thủy ngân có trong pin sẽ thấm vào đất, nguồn nước ngầm gây ô nhiễm nguồn nước. Khi đốt, các thành phần nguy hại trong pin sẽ bốc lên thành khói độc, hay chất độc của pin đọng lại trong tro gây ô nhiễm không khí. Lượng thủy ngân có trong pin có trong một cục pin cũng có thể làm ô nhiễm 500 lít nước hoặc 1m3 đất trong vòng 50 năm… Khi con người hấp thụ qua đường ăn uống hoặc hít thở, các độc tố phát tán từ pin có thể gây hại não, thận, hệ thống sinh sản và tim mạch.

Theo Sở Tài nguyên và Môi trường Hà Nội, hiện nay bình quân mỗi ngày, người dân Hà Nội thải ra hơn 5400 tấn rác sinh hoạt và hơn 100 tấn rác thải nguy hại, trong đó có rác thải từ pin, ắc quy, cao su, nhựa. Nhưng các doanh nghiệp chỉ thu gom, phân loại và xử lý được khoảng 60-65 tấn/ngày, còn lại lẫn trong rác thải sinh hoạt ra môi trường.

(Theo bài viết tại: https://vatlypt.com/pin-dien-hoa-la-gi-cac-loai-pin-thongdung.t302.html) MẠCH JOULE THIEF Mạch Joule thief Một joule thief là một kiểu tự động tăng áp, mạch có kích thước nhỏ gọn, chi phí thấp, và dễ dàng để xây dựng, ...

Nó có thể sử dụng gần như tất cả các năng lượng trong một cell pin, thậm chí còn có thể hoạt động dưới mức áp rất thấp, do đó tên của mạch sử dụng là “Joule thief” với ý nghĩa là mạch Một mạch Joule Thief

49

QU Y

FI CI A OF

NH

Chế mạch Joule Theif 1. Hướng dẫn quấn lõi biến áp xuyến. Đầu tiên ta sử dụng 2 đoạn dây đồng, thực tế dây đồng được sử dụng ở đây có màu vàng nâu, nhưng để bạn đọc dễ hình dung cách xoắn dây, GenK đã mô phỏng lại bằng hình vẽ với một dây màu xanh, một dây màu đỏ.

Tiếp theo quấn đoạn dây đồng ở trên vòng quanh lõi xuyến để tạo một biến áp xuyến. Do có cấu trúc hình xuyến nên hiệu quả truyền dẫn từ thông sẽ cao hơn.

L

transistor 2N2222A và điện trở 1000 ohm được nối với Pin AA – 1,5V làm sáng đèn LED 3V

ƠN

ăn cắp năng lượng (chơi chữ)

DẠ

Y

KÈ

M

2. Chế mạch Joule Thief: Joule Theif là cấu trúc mạch giúp cho đèn LED có thể sáng ngay cả khi điện áp thấp. Đây là phần quan trọng nhất và yếu tố quyết định để đèn có thể hoạt động hay không. Vì vậy hãy chú ý đến từng móc nối và cực âm dương để hàn cho đúng nhé.

Hình mô phỏng:

50

OF

FI CI A

L

Đánh giá chung: Khi tiến hành thực nghiệm, giảng dạy tại lớp 11A3 – THPT Nguyễn Khuyến, nhóm chúng tôi nhận thấy: Học sinh luôn được đặt vào các tình huống có vấn đề, liên hệ vận dụng kiến thức, kĩ năng giải quyết các vấn đề đặt ra. Các em được tham gia hoạt động nhóm, thỏa sức sáng tạo, trực tiếp tiến hành các thí nghiệm, tiến hành kiểm nghiệm, thiết kế nguồn điện, thiết kế đèn ngủ từ nguồn điện chế tạo từ hoa quả. Các thầy cô giáo trong các trường THPT cụm Thành phố Nam Định tích cực dự giờ học, được thực nghiệm các bước tiến hành bài dạy STEM, quan sát hoạt động của học sinh, hỗ trợ và hướng dẫn học sinh, từ đó nắm vững các bước, chủ động xây dựng kế hoạch bài học STEM của bộ môn mình giảng dạy. Giờ học thực sự thú vị, bổ ích với cả thầy và trò, được đánh giá rất thành công trong hoạt động sinh hoạt chuyên môn cụm các trường TP Nam Định trong năm học 2020 – 2021. Giờ học của thầy giáo Phạm Văn Dinh được hội đồng cụm trường đánh giá xếp loại Giỏi.

DẠ

Y

KÈ

M

QU Y

NH

ƠN

Phụ lục 2. MỘT SỐ HÌNH ẢNH CỦA GIỜ HỌC STEM LỚP 11

Học sinh xác định vấn đề, nhận chuyển giao nhiệm vụ học tập

DẠ

Y

KÈ

M

QU Y

NH

ƠN

OF

FI CI A

L

51

Học sinh nghiên cứu kiến thức nền, đề xuất giải pháp

DẠ

Y

KÈ

M

QU Y

NH

ƠN

OF

FI CI A

L

52

Học sinh tiến hành thực nghiệm, tích cực hoạt động lựa chọn giải pháp

QU Y

NH

ƠN

OF

FI CI A

L

53

DẠ

Y

KÈ

M

Học sinh thảo luận, điều chỉnh thiết kế nguồn điện

Thầy cô giáo tích cực dự giờ, theo dõi hoạt động của học sinh

OF

FI CI A

L

54

DẠ

Y

KÈ

M

QU Y

NH

ƠN

Thầy cô giáo tích cực dự giờ, theo dõi hoạt động của học sinh

Học sinh thiết kế nguồn điện thắp sáng đèn Led

DẠ

Y

KÈ

M

QU Y

NH

ƠN

OF

FI CI A

L

55

Học sinh thảo luận, đánh giá, trưng bày sản phẩm

DẠ

Y

KÈ

M

QU Y

NH

ƠN

OF

FI CI A

L

56

Thầy cô và các em học sinh 11A3 – THPT Nguyễn Khuyến chụp ảnh lưu niệm

DẠ

Y

KÈ

M

QU Y

NH

ƠN

OF

FI CI A

L

57

Giờ học STEM của thầy giáo Phạm Văn Dinh được đánh giá xếp loại Giỏi

58

L

B. Thực nghiệm nhiệm vụ 2: Tổ chức các hoạt động nghiên cứu khoa học, kĩ thuật và ngày hội STEM

FI CI A

a) Nghiên cứu hình thức tổ chức hoạt động nghiên cứu khoa học, kĩ thuật và tổ chức ngày hội STEM

- Hoạt động này dành cho những học sinh có năng lực, sở thích và hứng thú với các hoạt động tìm tòi, khám phá khoa học, kỹ thuật giải quyết các vấn đề thực tiễn; thông qua quá trình tổ chức dạy học các bài học STEM và hoạt động trải nghiệm STEM phát hiện các học sinh có năng khiếu để bồi dưỡng, tạo điều kiện thuận lợi học sinh tham gia nghiên cứu khoa học, kĩ thuật.

OF

- Hoạt động nghiên cứu khoa học, kĩ thuật được thực hiện dưới dạng một đề tài/dự án nghiên cứu bởi một cá nhân hoặc nhóm hai thành viên, dưới sự hướng dẫn của giáo viên hoặc nhà khoa học có chuyên môn phù hợp.

ƠN

- Dựa trên tình hình thực tiễn, có thể định kỳ tổ chức ngày hội STEM hoặc cuộc thi khoa học, kỹ thuật tại đơn vị để đánh giá, biểu dương nỗ lực của giáo viên và học sinh trong việc tổ chức dạy và học, đồng thời lựa chọn các đề tài/dự án nghiên cứu gửi tham gia Cuộc thi khoa học, kỹ thuật cấp trên. b) Đề tài/dự án nghiên cứu khoa học, kĩ thuật và dự án STEM

NH

- Học sinh tham gia học tập trên cơ sở tự nguyện, có năng lực, sở thích và hứng thú với các hoạt động tìm tòi, khám phá khoa học, kỹ thuật giải quyết các vấn đề thực tiễn; chú trọng phát hiện các học sinh có năng lực và sở thích thông qua quá trình tổ chức dạy học bài học STEM và các hoạt động trải nghiệm STEM.

QU Y

- Lựa chọn đề tài/dự án nghiên cứu khoa học, kĩ thuật phù hợp với học sinh hoặc nhóm học sinh trên cơ sở đáp ứng quy định tại Thông tư số 38/2012/TT-BGDĐT ngày 02/11/2012 của Bộ trưởng Bộ Giáo dục và Đào tạo. c) Thực nghiệm:

DẠ

Y

KÈ

M

Chủ đề: XÁC ĐỊNH DƯ LƯỢNG CLO TRONG NƯỚC SAU KHỬ TRÙNG VÀ CÁCH XỬ LÝ Học sinh thực hiện: Bùi Thị Mỹ Lệ – Lớp 12A2 THPT Nguyễn Huệ Chu An Khang – Lớp 12A2 THPT Nguyễn Huệ Giáo viên hướng dẫn: Ngô Thị Hồng Nhung – Giáo viên môn Hóa học

59

FI CI A

L

A. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Việt Nam là một trong những quốc gia bị ảnh hưởng nặng nề của biến đổi khí hậu, tác động của biến đổi khí hậu thậm chí còn diễn biến nhanh hơn so với

dự kiến. Lũ lụt miền Trung 2020 được xem là một đợt lũ lụt lịch sử mới, tình trạng lũ lụt và sạt lở đất tồi tệ nhất trong 100 năm trở lại đây. Nhiều căn nhà đã bị tàn phá, hoa màu bị hư hại, và người dân thì lâm vào cảnh tay trắng. Chúng em thật đau lòng khi thấy cảnh người dân sống sót qua cơn lũ bằng cách uống nước lũ quanh họ và ăn mì ăn liền suốt 10 ngày. Vì thế chúng em nảy sinh ý

QU Y

NH

ƠN

OF

tưởng làm thế nào để người dân có nước sạch sử dụng trong tình trạng cấp bách.

Hiện nay tại vùng lũ, thông thường người dân sẽ đánh phèn làm trong nước, rồi dùng Chloramines để khử trùng nước. Tuy nhiên dư lượng Clo trong nước ảnh hưởng rất nhiều đến sức khỏe thì chưa có biện pháp hữu hiệu để xác định một cách nhanh chóng và đơn giản dễ thực hiện. Nếu ở nhà máy nước, kĩ thuật viên xác định dư lượng Clo trong nước trước khi chuyển đến cho người tiêu dùng bằng phương pháp chuẩn độ Iod bằng Natrithiosunfat. Phương pháp này cần người có chuyên môn và được thực hiện trong phòng thí nghiệm với các thiết bị chuyên dụng.

Liệu có cách xác định dư lượng Clo đơn giản, dễ thực hiện không? Chúng em tìm hiểu trên mạng internet, sách vở, các kênh thông tin khác,… và quyết tâm trải nghiệm tìm ra cách xác định dư lượng clo trong nước sau khử trùng và cách xử lý đơn giản nhất, để người dân có nước sạch sử dụng nhanh nhất.

B. PHÁT BIỂU GIẢ THUYẾT KHOA HỌC - Có cách nào xác định dư lượng clo trong nước sau khử trùng bằng

M

phương pháp đơn giản, dễ thực hiện, với giá thành rẻ không?

- Nếu dư thì biện pháp điều chỉnh như thế nào?

Y

KÈ

- Mục tiêu kĩ thuật: hệ thống thiết bị đơn giản, dễ thao tác, kết quả chính xác, phù hợp với mục tiêu sử dụng.

- Trải nghiệm: khám phá các ứng dụng của khoa học, kĩ thuật trong đời sống, từ đó lan tỏa, giúp nhiều học sinh thêm yêu và say mê nghiên cứu khoa học.

DẠ

C. MÔ TẢ CHI TIẾT PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU - Phương pháp quan sát khoa học.

- Phương pháp phân tích, tổng kết kinh nghiệm.

- Phương pháp thực nghiệm khoa học.

60

FI CI A

L

2. TIẾN TRÌNH NGHIÊN CỨU 1. Tìm hiểu quy trình xử lý nước sạch.

2. Tìm hiểu quy trình xác định dư lượng clo trong nước sau khử trùng.

3. Tìm hiểu kiến thức nền có liên quan.

4. Chuẩn bị phương án thiết kế, quy trình thực nghiệm.

5. Báo cáo bằng văn bản cho giáo viên hướng dẫn xem xét, bổ sung, góp ý.

6. Tiến hành thực nghiệm, ghi chép số liệu chi tiết, chính xác trong mỗi

OF

lần thí nghiệm.

7. Rút kinh nghiệm, điều chỉnh phương án, hoàn thiện sản phẩm.

ƠN

3. RỦI RO VÀ AN TOÀN - Quá trình thí nghiệm có sử dụng đến các hóa chất có mùi, gây ảnh hưởng đến đường hô hấp nên phải rất cẩn thận, thực hiện đầy đủ quy định về an toàn trong phòng thí nghiệm.

NH

- Việc xác định nồng độ Clo với nồng độ thấp cần thao tác thí nghiệm rất chính xác, tôn trọng kết quả khoa học.

4. TIẾN TRÌNH THỰC NGHIỆM 4.1. Xây dựng kiến thức nền

KÈ

M

QU Y

a) Cơ chế diệt khuẩn của Clo b) Phương pháp xác định Clo hoạt động trong nước: - Phương pháp đo màu với thuốc thử o-Toluidine.

Nguyên tắc: Trong môi trường axit (pH từ 1-3) Clo kết hợp với oToluidine tạo ra một hợp chất có màu vàng. Cường độ màu tỉ lệ với nồng độ Cl2 trong dung dịch, có thể xác định bằng cách so màu bằng mắt với bộ thang màu tiêu chuẩn.

Xây dựng bảng màu chuẩn và gam mẫu để sử dụng và so sánh, phát hiện được Clo từ 0,01 – 7 mg/lit.

DẠ

Y

- Định lượng Clo hoạt động bằng phương pháp Iod– Thiosunfat.

Nguyên tắc: Ở môi trường pH = 3, Clo hoạt động tác dụng với ion I- giải phóng ra I2. Lượng iod tách ra được chuẩn độ bằng Natrithiosunfat với chỉ thị hồ tinh bột: Cl2 + 2KI  I2 + 2KCl  I2 + 2 Na2S2O3   Na4S4O6 + 2NaI Hàm lượng Cl2 tính theo công thức:

61

X (mg/l) = [(a-b)*0,01*35,5*1000] : V

FI CI A

L

Trong đó: a: Thể tích dung dịch Na2S2O3 dùng chuẩn độ mẫu.

(1ml Na2S2O3 0,01N tương đương với 35,5 mg Cl2) b: Thể tích dung dịch Na2S2O3 dùng chuẩn độ mẫu trắng.

V: Thể tích mẫu nước.

Bảng so sánh 2 phương pháp:

Phương pháp đo màu với Phương

Iod–

Thiosunfat

OF

thuốc thử o-Toluidine

pháp

Đơn giản

Phức tạp

Người thực hiện

Ai cũng có thể làm được

Nơi thực hiện

Ngay tại hiện trường, biết Trong phòng thí nghiệm, dư lượng Clo ngay. cần tính toán.

ƠN

Thao tác thí nghiệm

NH

Người có chuyên môn

QU Y

Từ việc so sánh 2 phương pháp, chúng em lựa chọn cách xác định dư lượng Clo bằng thuốc thử o-Toluidine đảm bảo tiêu chí đơn giản, dễ thực hiện, kết quả tương đối chính xác. c) Phương pháp xử lý dư lượng Clo trong nước - Đun sôi nước.

- Thoát khí.

M

Sục Ozon.

Dùng màng lọc RO. Dùng tia tử ngoại.

Dùng than hoạt tính.

KÈ

-

DẠ

Y

4.2 . KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM 4.2.1. XÁC ĐỊNH DƯ LƯỢNG CLO TRONG NƯỚC a) Xây dựng đường chuẩn: - Dung dịch Clo hoạt động tiêu chuẩn: dùng dung dịch Natrihipoclorit pha trong nước cất để có dung dịch 1ml Clo. Pha dung dịch làm việc có nồng độ 1ml = 0,01 mg Cl2.

62

- Cho chất chỉ thị o-Toluidine vào các bình 25ml chứa dung dịch Clo

1

2

3

4

5

0,1

0,3

1

1

0

o-Toluidine (ml)

1

Số ml dd Cl2 (1ml = 0,01mg)

0

Nước cất vừa đủ (ml)

50

0,01 0,05 1

1

0,05 0,25

50

50

0,5

50

7

8

0,5

0,7

1

1

1

1

1,5

2,5

3,5

5

50

50

50

50

ƠN

Nồng độ Cl2 (mg/l)

6

OF

Dung dịch

FI CI A

Ống số

L

chuẩn theo bảng sau:

NH

Phức màu tạo thành để yên 5 phút ủ chỗ tối, được sử dụng để làm thang màu chuẩn.

KÈ

M

QU Y

b) Phân tích mẫu: Lấy chính xác 50 ml mẫu nước, tiến hành cho thuốc thử và so màu với thang màu chuẩn để xác định nồng độ Clo trong mẫu nước.

Dung dịch Clo hoạt động được chuẩn lại nồng độ bằng phương pháp chuẩn độ Iod – Thiosunfat. + Lấy 20 ml dung dịch Clo hoạt động tiêu chuẩn vào bình nón, thêm vào đó 5ml dung dịch axit axetic đậm đặc và 1gam KI tinh thể. Thêm nước cất cho đủ 100ml. Lắc đều dung dịch, đậy nắp. Để yên trong bóng tối 5’. + Dùng dung dịch Na2S2O3 0,01N để chuẩn độ lượng Iod tách ra cho đến khi dung dịch có màu vàng rơm. + Thêm 1ml dung dịch hồ tinh bột, dung dịch sẽ có màu xanh + Chuẩn độ tiếp đến mất màu + Ghi số ml Na2S2O4 0,01N đã tiêu tốn.

Y

+ Cần làm song song 1 mẫu trắng như trên nhưng thay mẫu bằng nước

cất.

DẠ

c) Chế tạo gam mẫu clo: Trên thực tế, dung dịch Clo hoạt động để lâu sẽ kém bền, nên dung dịch làm việc khi nào pha khi đó, để đảm bảo chính xác phải chuẩn độ lại.

63

Để tránh sự phức tạp khi thực hiện, ta chế tạo gam mẫu Clo được pha

FI CI A

L

bằng các muối có độ bền cao, cho màu chuẩn như bảng màu xác định ở trên.

- Dụng cụ: Chuẩn bị 9 ống nghiệm có ɸ 16mm bằng thủy tinh đồng nhất, bền vững.

OF

- Hóa chất: chuẩn bị 2 dung dịch: + CuSO4.5H2O 1,5g; 1ml dung dịch H2SO4 đậm đặc 98%, thêm nước cất vừa đủ 100ml. + Kalibicromat (K2Cr2O7) 0,025g; 0,1 ml H2SO4 đậm đặc 98%, thêm nước cất vừa đủ 100ml.

Dùng 9 ống nghiệm đã lựa chọn ở trên cho thuốc thử theo thứ tự như trong bảng dưới đây:

ƠN

Bảng pha thang mẫu chuẩn Dung dịch K2Cr2O7 (ml)

Nước cất 2 lần (ml)

Hàm lượng Cl2 (mg/l) tương đương

1

0,4

5,5

94,1

0,05

2

1,2

7,5

91,3

0,07

3

1,5

8,2

90,3

0,08

4

1,7

9,0

89,3

0,09

1,8

10,0

88,3

0,10

1,9

20,0

78,1

0,20

1,9

30,0

68,1

0,30

2,0

38,0

60,0

0,40

2,0

45,0

53,0

0,50

QU Y

NH

Ống số

Dung dịch CuSO4 (ml)

5 6 7 8

M

9

KÈ

Gam mẫu sau khi điều chế xong, cho vào các ống nghiệm, đậy kín, dán nhãn, dùng ở hiện trường thuận tiện.

DẠ

Y

4.2.2. THIẾT KẾ THIẾT BỊ LỌC Sau khi xác định dư lượng Clo trong nước, nếu dư lượng Clo cao hơn quy định, cần xử lý làm giảm hàm lượng Clo. - Mô hình có vật liệu bằng kính để dễ quan sát. Trong thực tế dùng sẽ thay bằng vật liệu nhựa hoặc inox.

- Các lớp vật liệu: + Sỏi: 15cm + Than hoạt tính: 25cm

64

+ Sỏi: 2cm

FI CI A

L

+ Nước: 20cm - Giá đỡ: bằng sắt hoặc inox.

Tiến hành lọc thử nghiệm: Kết quả tốt.

4.2.3. THẢO LUẬN VÀ ĐÁNH GIÁ - Sau khi khử trùng, việc xác định dư lượng của Clo rất đơn giản. Chỉ cần nhỏ 1ml thuốc thử o-Toluidine vào 50ml mẫu nước rồi so màu với thang màu chuẩn.

OF

- Nếu nước còn dư lượng Clo vượt ngưỡng cho phép cần làm giảm lượng Clo bằng cách hấp thụ bởi than hoạt tính.

QU Y

NH

ƠN

- Đánh giá: + Phương pháp này cần xây dựng thang màu chuẩn cẩn thận trong phòng thí nghiệm, nhưng khi đánh giá dư lượng Clo tại hiện trường thì rất nhanh, thao tác đơn giản, cho kết quả chính xác. Từ đó có biện pháp điều chỉnh phù hợp. + Nếu điều kiện không có than hoạt tính, có thể dùng than củi, rửa sạch, hấp thụ tốt. + Sau một thời gian sử dụng cần thay thế than hoạt tính. + Hệ thống thiết bị này khá đơn giản, mỗi gia đình đều có thể tự trang bị cho mình trong điều kiện cấp bách, chưa có nước sạch sử dụng. Nguồn nguyên liệu dễ kiếm, chi phí sử dụng thấp. + Phương pháp này có thể áp dụng cho kiểm soát viên của nhà máy nước khi xác định dư lượng Clo trước khi bơm nước vào hệ thống chuyển đến người tiêu dùng hoặc sử dụng để xác định hàm lượng Clo có trong nước bể bơi.

M

5. CÁC KẾT LUẬN - Hiện nay tại các nhà máy nước, thường áp dụng phương pháp chuẩn độ

DẠ

Y

KÈ

Iod– Thiosunfat để xác định dư lượng Clo. Phương pháp này cần người có trình độ chuyên môn, thao tác thí nghiệm tốt và phải được tiến hành trong phòng thí nghiệm nên không thể áp dụng đại trà cho người dân. Đồng thời không cho kết quả nhanh tại hiện trường khi muốn kiểm tra môi trường nước.

- Nếu phương pháp này được áp dụng sẽ giúp tiết kiệm thời gian, công sức, đồng thời người dân có thể tự kiểm tra chất lượng môi trường nước, đem lại sự an toàn trong cuộc sống.

- Hơn nữa, qua quá trình trải nghiệm, chúng em thấy tự tin, thích thú, say mê với khoa học hơn. Đồng thời nâng cao kĩ năng sống, liên hệ linh hoạt kiến thức sách vở với đời sống hơn.

65

FI CI A

L

6. ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN SẢN PHẨM - Bộ thang mẫu chuẩn và thuốc thử sẽ được thiết kế đặt trong hộp tiện sử dụng.

- Sẽ tính toán cụ thể khả năng hấp thụ của than hoạt tính để thiết kế lưu lượng dòng chảy phù hợp. Đồng thời khảo sát về thời gian cần thay thế than.

DẠ

Y

KÈ

M

QU Y

NH

ƠN

OF

MỘT SỐ HÌNH ẢNH HỌC SINH THAM GIA NGÀY HỘI STEM

Sản phẩm STEM được trưng bày tại Ngày hội STEM tỉnh Nam Định

DẠ

Y

KÈ

M

QU Y

NH

ƠN

OF

FI CI A

L

66

Hai học sinh Bùi Thị Mỹ Lệ và Chu An Khang cùng cô giáo hướng dẫn Ngô Thị Hồng Nhung tại Ngày hội STEM

DẠ

Y

KÈ

M

QU Y

NH

ƠN

OF

FI CI A

L

67

Sản phẩm STEM của hai em Bùi Thị Mỹ Lệ và Chu An Khang được Giám đốc Sở Giáo dục và Đào Tạo Nam Định chứng nhận đánh giá xuất sắc

68

FI CI A

L

C. Kết luận: Khi triển khai sáng kiến “nâng cao hiệu quả giáo dục STEM trong trường trung học phổ thông”, nhóm chúng tôi nhận thấy việc áp dụng giáo dục STEM đem lại nhiều lợi ích: Thứ nhất, giáo dục STEM là phương thức giáo dục tích hợp theo cách tiếp cận liên môn, thông qua thực hành, ứng dụng. Thay vì dạy các môn học như các đối tượng tách biệt và rời rạc, STEM kết hợp chúng thành một mô hình học tập gắn kết dựa trên các ứng dụng thực tế. Qua đó, học sinh vừa học được kiến thức khoa học, vừa học được cách vận dụng kiến thức đó vào thực tiễn.

ƠN

OF

Thứ hai, Trong mỗi bài học theo chủ đề STEM, học sinh được đặt trước một tình huống có vấn đề thực tiễn cần giải quyết liên quan đến các kiến thức khoa học. Để giải quyết vấn đề đó, học sinh phải tìm tòi, nghiên cứu những kiến thức thuộc các môn học có liên quan đến vấn đề (qua sách giáo khoa, học liệu, thiết bị thí nghiệm, thiết bị công nghệ) và sử dụng chúng để giải quyết vấn đề đặt ra. Như vậy, giáo dục STEM đề cao đến việc hình thành và phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho người học.

QU Y

NH

Thứ ba, giáo dục STEM đề cao một phong cách học tập mới cho người học, đó là phong cách học tập sáng tạo. Đặt người học vào vai trò của một nhà phát minh, người học sẽ phải hiểu thực chất của các kiến thức được trang bị; phải biết cách mở rộng kiến thức; phải biết cách sửa chữa, chế biến lại chúng cho phù hợp với tình huống có vấn đề mà người học đang phải giải quyết.

M

Thứ tư, đội ngũ giáo viên của trường đã tích lũy nhiều kinh nghiệm về dạy học theo định hướng STEM. Song song với đó, các giáo viên cũng rất tích cực chia sẻ kinh nghiệm và tập huấn lẫn nhau để nâng cao năng lực và nhân rộng các hoạt động này. Sự tham gia của học sinh trong các giờ học được tổ chức theo định hướng STEM cũng cho thấy sự hứng thú, tích cực và chủ động hơn.

DẠ

Y

KÈ

Và như vậy, để giáo dục STEM trở thành hình thức giáo dục thường xuyên, phổ biến và tự nguyện của giáo viên phổ thông, nhà quản lý, mỗi nhà trường, nhóm chúng tôi mạnh dạn đề xuất những giải pháp như: đổi mới cơ chế chính sách về phân luồng học sinh, chế độ nhà giáo, đưa nội dung giáo dục STEM vào chương trình phổ thông mới; xây dựng chương trình chuẩn giáo dục STEM; đổi mới kiểm tra, đánh giá trong chương trình dạy học phổ thông; nâng cao chất lượng đội ngũ giáo viên trong giảng dạy STEM; phát triển cơ sở vật chất hỗ trợ cho giáo dục STEM; tăng cường sự hợp tác trong và ngoài nước thu hút nguồn lực đầu tư trong lĩnh vực giáo dục STEM.

69

FI CI A

L

III. HIỆU QUẢ DO SÁNG KIẾN ĐEM LẠI 1. Hiệu quả kinh tế - Thiết kế và thi công các sản phẩm STEM, Học sinh có thể chọn ứng dụng gần gũi trong cuộc sống, sử dụng các nguyên vật liệu dễ kiếm, dễ tìm tạo thành sản phẩm như dụng cụ bơm bóng bay, chế tạo nguồn điện, chế tạo dung cụ xác định lượng dư clo trong nước sau khử trùng... Bản thiết kế, sản phẩm của các em có thể đem trưng bày, sử dụng, chuyển nhượng đem lại hiệu quả kinh tế.

ƠN

OF

- Hình thức tổ chức dạy các môn khoa học theo bài học STEM; tổ chức các hoạt động nghiên cứu khoa học, kĩ thuật; nội dung giáo dục STEM, quy trình xây dựng bài học và thiết kế bài học STEM… được cụ thể thành giờ học minh họa, báo cáo chuyên đề chuyên môn dạy học cấp trường, cấp cụm thành phố đã bồi dưỡng chuyên môn, nâng cao chất lượng đội ngũ tại các nhà trường hiệu quả nhất.

2. Hiệu quả về mặt xã hội

NH

- Nội dung sáng kiến, hồ sơ dạy học được lưu trữ bằng CNTT đưa youtube, trang wed, fanpage đăng kí kênh được chia sẻ link, được like, share, download giúp cho giáo viên và học sinh dễ dàng chia sẻ, tương tác, học hỏi lẫn nhau tiện ích về không gian, thời gian, tránh lãng phí trong khâu in ấn, tài liệu.

M

QU Y

- Nghiên cứu giáo dục STEM, đưa giáo dục STEM vào dạy học phát triển năng lực của học sinh qua nội dung sáng kiến, nhóm chúng tôi đã chỉ rõ cách làm, từ việc quan tâm đầu tư nhân lực, vật lực, các điều kiện thiết yếu đến sự chủ động của cán bộ quản lý và quan trọng là giáo viên phải hiểu đúng, thực sự tâm huyết, trách nhiệm đi đầu trong việc đổi mới phương pháp… Từ đó tháo gỡ khó khăn, bắt đầu từ việc thay đổi nhận thức của cán bộ quản lý, của giáo viên đến xây dựng kế hoạch giáo dục STEM một cách bài bản, triển khai một cách đồng bộ, nâng cao chất lượng giáo dục của Nhà trường.

DẠ

Y

KÈ

- Bản thân nhóm chúng tôi khi lựa chọn và thực hiện sáng kiến, từng thành viên được học hỏi, nghiên cứu, đổi mới phương pháp giảng dạy, đổi mới hình thức giáo dục, tiếp cận và nâng cao hiệu quả giáo dục STEM, nâng cao trình độ chuyên môn, là tiền đề quan trọng thực hiện thành công chương trình giáo dục phổ thông mới. Trong tiết dạy chuyên đề STEM, thầy giáo Chu Ngọc Sơn được Hội đồng sư phạm xếp loại Giỏi; thầy giáo Phạm Văn Dinh được Cụm các trường TP Nam Định xếp loại Giỏi. Trong Hội thi khoa học kĩ thuật và Ngày hội STEM cấp tỉnh năm 2021, đề tài của hai học sinh do cô Ngô Thị Hồng Nhung hướng dẫn được xếp loại Xuất sắc.

70

NH

ƠN

OF

FI CI A

L

- Khi triển khai giáo dục STEM, Nhóm chúng tôi đã giúp học sinh phát hiện vấn đề trong cuộc sống rồi tìm cách vận dụng khoa học kỹ thuật để suy nghĩ giải quyết vấn đề đó. Giáo viên dạy học STEM không chỉ ở trên lớp mà là có cả phần nội dung cho học sinh thực hiện ở nhà. Đến lớp, các em chỉ tập trung vào thiết kế, trao đổi, thảo luận, thuyết trình còn phần thi công nên hướng dẫn HS thực hiện ngoài giờ học. Giáo dục STEM mang cả yếu tố định tính và định lượng. Qua đó, học sinh sẽ vận dụng được các kiến thức liên môn để có thể tổng hợp kiến thức khi đi làm bài thi các môn khoa học tự nhiên. Thực tế khi triển khai giảng dạy 10A2 (THPT Nguyễn Huệ), 11A3 (THPT Nguyễn Khuyến) các em rất tích cực, hào hứng, sáng tạo trong khi thực hiện các nhiệm vụ học tập, yêu thích khoa học, yêu thích bộ môn. Chất lượng bộ môn Hóa học lớp 10A2 (THPT Nguyễn Huệ) nâng cao rõ rệt, thống kê điểm thi lớp 10A2 cuối năm theo đề của Sở: 3 điểm 10; 3 điểm 9,5; 5 điểm 9; 24/40 học sinh đạt từ 8,0 trở lên và điểm trung bình cả lớp là 7.87. Xếp điểm thi cao nhất khối 10. Hai em học sinh Bùi Thị Mỹ Lệ, Chu An Khang (12A2) được Giám đốc Sở Giáo dục và Đào tạo chứng nhận đã có sản phẩm STEM được đánh giá xuất sắc trong Ngày hội STEM và cuộc thi Khoa học Kĩ Thuật dành cho học sinh Trung học năm học 2020 – 2021.

3. Khả năng áp dụng và nhân rộng

QU Y

Sáng kiến đưa ra các giải pháp có tính khả thi, thực nghiệm tại trường THPT Nguyễn Huệ, THPT Nguyễn Khuyến đã đem lại hiệu quả về mặt kinh tế, hiệu quả về mặt xã hội, các bài học STEM, tổ chức học sinh nghiên cứu KHKT, tham dự ngày Hội STEM … hoàn có thể vận dụng rộng rãi ở tất các các trường THPT trong và ngoài tỉnh.

M

IV. CAM KẾT KHÔNG SAO CHÉP HOẶC VI PHẠM BẢN QUYỀN

KÈ

Chúng tôi cam kết báo cáo sáng kiến trên là do chúng tôi tự nghiên cứu, tự viết, không sao chép hoặc vi phạm bản quyền. Chúng tôi xin chịu trách nhiệm về bản quyền của sáng kiến này./.

Tác giả (Ký tên)

Đồng tác giả 1 (Ký tên)

Đồng tác giả 2 (Ký tên)

Chu Ngọc Sơn

Phạm Văn Dinh

Ngô Thị Hồng Nhung

Y DẠ

NHÓM TÁC GIẢ SÁNG KIẾN

71

L

CƠ QUAN ĐƠN VỊ ÁP DỤNG SÁNG KIẾN

FI CI A

(ghi rõ nhận xét, phạm vi ảnh hưởng và hiệu quả áp dụng có đạt được mức cơ sở hay không, tính mới của sáng kiến là gì?)

................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ................................................................................................................................

DẠ

Y

KÈ

M

QU Y

NH

ƠN

OF

(Ký tên, đóng dấu)

72

TÀI LIỆU THAM KHẢO

L

1. Bộ y tế (2011), Kĩ thuật xét nghiệm hóa lý nước - Viện y học lao động và vệ

FI CI A

sinh môi trường - Bộ y tế.

2. Bộ Giáo dục và Đào tạo (2020), Triển khai giáo dục STEM trong giáo dục trung học – Công văn 3089/BGDĐT-GDTrH

3. Lương Duyên Bình và cộng sự (2010), Sách giáo khoa vật lý 11 - NXB Giáo dục.

OF

4. Nguyễn Văn Khôi (2013), Sách công nghệ 11 - NXB Giáo dục.

5. Nguyễn Xuân Trường và cộng sự (2014), Sách giáo khoa môn Hóa lớp 10, 12 - NXB Giáo dục.

ƠN

6. Nguyễn Tinh Dung (2007), Hóa học phân tích – NXB Đại học sư phạm.

7. Nguyễn Thành Đạt và cộng sự (2014), Sách giáo khoa sinh học lớp 10 -

NH

NXB Giáo dục.

8. Quy trình xử lý cấp nước sinh hoạt - http://www.moitruongvn.org/xu-lynuoc-thai-sinh-hoat/quy-trinh-xu-ly-cap - nuoc-sinh-hoat 9. Quy chuẩn kĩ thuật quốc gia - Bộ y tế - https://emoh.moh.gov.vn

QU Y

10. Tham khảo về o-Toluidine. https://en.wikipedia.org/wiki/O-Toluidine ĐƯỜNG LINK CHIA SẺ SÁNG KIẾN VÀ HỒ SƠ DẠY HỌC 1. Link chia sẻ sáng kiến và hồ sơ dạy học:

KÈ

M

https://drive.google.com/drive/folders/1t4hpIpH5LX95SOgqka2cQGxeyaEMfY yQ?usp=sharing 2. Link chia sẻ video bài giảng: Trên youtube: https://www.youtube.com/watch?v=pZ8ErPBl9dM&t=4s

Y

Trên website: http://thptnguyenhue.edu.vn/thu-vien/video-clip/tiet-day-chuyen-

DẠ

de-mon-hoa-thay-son-thpt-nguyen-hue-.html