Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Dạy học STEM chủ đề Chế tạo chất chỉ thị màu từ thiên nhiên

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập-Tự do-Hạnh phúc

ĐƠN YÊU CẦU CÔNG NHẬN SÁNG KIẾN

Kính gửi: Hội đồng sáng kiến Sở Giáo dục và Đào tạo Ninh Bình

Chúng tôi ghi tên dưới đây:

TT

Họ và tên

Ngày sinh

Nơi công tác

Chức vụ

Trình độ chuyên môn

Tỷ lệ % đóng góp vào việc tạo ra sáng kiến

1 Phạm Văn Hiếu

1/5/1976

PHT

Cử nhân

25%

THPT Gia Viễn C

2 Phạm Thị Nguyệt

11/12/1982

TTCM

Thạc sĩ

25%

THPT Gia Viễn C

3 Nguyễn Cẩm Tuyền

01/06/1983

Cử nhân

25%

Giáo viên

THPT Gia Viễn C

4 Nguyễn Văn Thành

18/6/1982

Thạc sĩ

25%

Giáo viên

THPT Gia Viễn C

I. TÊN SÁNG KIẾN, LĨNH VỰC ÁP DỤNG

1. Tên sáng kiến:

Mục tiêu của chương trình giáo dục trung học phổ thông giúp học sinh tiếp

tục phát triển những phẩm chất, năng lực cần thiết đối với người lao động, ý thức

và nhân cách công dân; khả năng tự học và ý thức học tập suốt đời; khả năng lựa

chọn nghề nghiệp phù hợp với năng lực và sở thích, điều kiện và hoàn cảnh của

bản thân để tiếp tục học lên, học nghề hoặc tham gia vào cuộc sống lao động; khả

năng thích ứng với những đổi thay trong bối cảnh toàn cầu hóa và cách mạng công

nghiệp mới.

Trong chương trình giáo dục phổ thông mới, vai trò của STEM là cực kỳ

quan trọng. Không những là một hình thức đổi mới phương pháp dạy học mà đặc

biệt ở đây là trong các nhóm môn khoa học tự nhiên. Đồng thời hướng đến không

gian hoạt động giáo dục để định hướng nghề nghiệp cho học sinh. Điều quan trọng

nữa là theo định hướng phân luồng cho những nhóm học sinh thuộc lĩnh vực khoa

học. “Chỉ thị 16 và Quyết định 552 của Thủ tướng Chính phủ đều định hướng đến

nhóm giáo dục tích hợp khoa học trong chương trình giáo dục phổ thông mới. Định

hướng đầu tiên là mang tính tích hợp. Định hướng thứ 2 là hướng đến nhóm ngành

có tính đặc trưng của thế kỷ 21, và định hướng thứ 3 là phẩm chất năng lực học

sinh được truyền tải từ hoạt động dạy sang hoạt động học. Theo đó, một chủ đề

STEM sẽ đạt được tất cả các yếu tố định hướng đó. Chính vì vậy chúng tôi báo cáo

sáng kiến với tên gọi “Dạy học STEM chủ đề: Chế tạo chất chỉ thị màu từ thiên

nhiên”

2. Lĩnh vực áp dụng: Giáo dục.

II. NỘI DUNG

1. Giải pháp cũ thường làm:

Đối với chủ đề Sự điện li-hóa học 11, khi thực hiện giờ dạy trên lớp, giáo

viên sẽ thực hiện theo các bước:

Bước 1. Thiết kế giáo án với mục tiêu, phương pháp, phương tiện cụ thể, nhiều giờ

học được tiến hành theo hình thức thuyết trình hoặc thảo luận.

Bước 2. Thực hiện giờ dạy học theo tiến trình:

Giáo viên cho HS nghiên cứu tài liệu.

Giáo viên truyền thụ kiến thức hoặc giáo viên hướng dẫn học sinh thảo luận.

Học sinh trả lời các câu hỏi của giáo viên

Giáo viên giải đáp thắc mắc, học sinh rút ra kết luận.

1.1. Ưu điểm của giải pháp cũ

Giúp học sinh nắm được hình mẫu về cách tư duy logic, cách đặt và giải

quyết vấn đề khoa học, cách sử dụng ngôn ngữ để diễn đạt những vấn đề khoa học

một cách chính xác, rõ ràng, xúc tích.

Giáo viên có thể truyền đạt một khối lượng tri thức khá lớn cho nhiều học

sinh trong cùng một lúc, vì vậy đảm bảo tính kinh tế cao.

Tốn ít thời gian hơn và chi phí thấp. Học sinh thì chỉ cần nghiên cứu tài liệu,

sử dụng giấy bút ghi chép.

Về công tác tổ chức đơn giản, dễ làm, an toàn.

1.2. Nhược điểm và những tồn tại cần khắc phục của giải pháp cũ:

Một số giáo viên cố gắng truyền tải hết nội dung kiến thức, học sinh thụ

động tiếp nhận kiến thức, một số khác không tập trung nên không kịp ghi nhớ nội

dung. Một số khác nữa không thể tập trung ghi nhớ dẫn đến tình trạng mất tập

trung chú ý, dần dần ảnh hưởng tiêu cực đến động lực và tinh thần học tập.

Hoạt động học nếu được tổ chức theo hình thức giáo viên thuyết trình thì

học sinh sẽ tiếp thu kiến thức môn học một cách hệ thống. Hoạt động học nếu

được tổ chức theo hình thức thảo luận nhóm hoặc tự nghiên cứu thì học sinh được

rèn năng lực giao tiếp, khả năng thuyết trình. Tuy nhiên, nội dung các em học được

vẫn ở trong tưởng tượng nên chưa tạo được động lực học tập, chưa hình thành

được năng lực tự đánh giá cho học sinh, đặc biệt là khả năng nhận định và giải

quyết các tình huống thực tế.

2. Giải pháp cải tiến

STEM là một cách tổ chức chương trình giảng dạy thực tế trong đó có tích

hợp Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kỹ thuật) và

Math (Toán học). Thay vì dạy từng môn học riêng biệt, rời rạc, STEM tích hợp

kiến thức từ nhiều lĩnh vực, rèn luyện tư duy đa chiều, giúp các em đi đến nguồn

gốc vấn đề và thấy ứng dụng của các kiến thức tưởng chừng khô khan đó trong

những giải pháp mắt thấy-tai nghe-tay chạm. Kiến thức STEM trong chủ đề:

Khoa học Chỉ số pH, Công nghệ Chiết Kỹ thuật Quy trình điều chế Toán học Tính chỉ số Sản phẩm Giấy chỉ

chất chỉ thị anthocyanin chất chỉ thị màu, quy pH, nồng độ thị màu từ

màu từ lá, hoa, trình điều chỉnh độ mol trong hoa đậu

anthocyanin quả pH ao nuôi dung dịch biếc

Do đó, khi dạy chủ đề sự điện li chúng tôi đưa ra vấn đề học sinh cần phải

giải quyết như sau: Bạn Lan và bạn Nhung cùng nhau mua hoa Cẩm tú cầu để

trồng. Đến mùa hoa, thấy hoa bạn Lan trồng có màu hồng, hoa bạn Nhung trồng có

màu xanh. Em hãy tìm hiểu nguyên nhân vì sao lại có hiện tượng trên? Muốn thay

đổi màu sắc của hoa Cẩm tú cầu thì ta cần làm gì?

Quy trình của chủ đề: Chế tạo chất chỉ thị màu từ thiên nhiên

Hoạt động xác định vấn đề: giao nhiệm vụ cho học sinh (hoạt động tìm hiểu

thực tiễn, công nghệ), giúp học sinh phát hiện vấn đề, làm rõ tiêu chí của sản

phẩm. Khi tổ chức dạy học về chủ đề chất điện li đưa ra vấn đề học sinh cần phải

giải quyết: Điều chế ra chất chỉ thị màu từ hợp chất thiên nhiên. Tính toán để thay

đổi pH trong ao nuôi cá để cho cá phát triển tốt.

Hoạt động nghiên cứu kiến thức nền: tổ chức, hướng dẫn để học sinh nghiên

cứu sách giáo khoa và tài liệu bổ trợ để tiếp nhận kiến thức có liên quan về môn

hóa học, sinh học, công nghệ, toán học: Nêu được khái niệm sự điện li, chất điện li,

chất không điện li. Nêu được khái niệm và ý nghĩa pH trong thực tiễn(liên hệ giá

trị pH ở các bộ phận trong cơ thể với sức khỏe con người, pH của đất, nước tới sự

phát triển của động, thực vật. Viết được biểu thức tính pH và biết cách sử dụng các

chất chỉ thị để xác định pH bằng các chất chỉ thì phổ biến như quỳ tím,

phenolphtalein. Từ đó giúp học sinh có kiến thức vững chắc về chất điện li, chất

chỉ thị màu, pH của môi trường giúp giải quyết bài toán được bài toán thực tế.

Hoạt động giải quyết vấn đề: Học sinh được tổ chức hoạt động giải quyết

vấn đề theo các bước của quy trình nghiên cứu khoa học, kĩ thuật. Hoạt động học

sinh gồm: đề xuất các giải pháp - chọn giải pháp khả thi - thiết kế mẫu thử nghiệm

- thử nghiệm và đánh giá - hoàn thiện mẫu thiết kế.

Như vậy, sản phẩm cuối cùng là học sinh đưa ra được quy trình sản xuất

chất chỉ thị màu và cách sử lí pH ao nuôi cá.

Quy trình tạo ra giấy chỉ thị màu từ hoa đậu biếc

Đun sôi Ngâm Lọc

Hoa đậu biếc Sấy khô Quy trình điều chỉnh độ pH phù hợp với sự phát triển của cá trắm cỏ

Lấy mẫu Đo pH Cân lượng Pha hóa chất Đo lại pH

hóa chất vào mẫu

Tính toán lượng hóa để chất pha cho ao thực tế

3. Tính mới, tính sáng tạo của giải pháp

Thứ nhất: Giáo dục STEM đề cao đến việc hình thành và phát triển năng lực

giải quyết vấn đề cho người học. Trong mỗi bài học theo chủ đề STEM, học sinh

Tính toán lượng hóa chất cần thiết để pha cho ao nuôi

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. Các kiến thức và kỹ năng này phải được tích hợp, lồng ghép và bổ

trợ cho nhau giúp học sinh không chỉ hiểu biết về nguyên lý mà còn có thể thực

hành và tạo ra được những sản phẩm trong cuộc sống hằng ngày. Trong chủ đề dạy

học STEM, từ tình huống thực tiễn đưa ra tại sao hoa cẩm tú cầu có các màu sắc

khác nhau, học sinh tìm hiểu màu sắc của hoa phụ thuộc vào pH của đất. Muốn hoa

có màu xanh thì ta chôn vài đinh gỉ vào gốc cây, muốn cho hoa có màu tím hồng

thì bón vào đất một ít xà phòng.

Từ việc tìm hiểu cách sản xuất quỳ tím, vấn đề giáo viên đặt ra nếu trong phòng thí nghiệm hết giấy quỳ, chúng ta có thể chế tạo ra giấy chỉ thị để thử nhanh môi trường một số chất được không? Học sinh tự tìm hiểu có rất nhiều lá, hoa, quả xung quanh có thể đổi màu khi pH thay đổi như quả mùng tơi, lá tía tô, rau dền đỏ, hoa chiều tím, bắp cải tím, hoa đậu biếc, hoa sâm đất... Có rất nhiều quy trình đưa ra như xay, giã nhuyễn, đun sôi ở các mốc thời gian khác nhau, khối lượng khác nhau trong nước cất hay nước có hòa tan etanol với các nồng độ khác nhau. Có dung dịch đổi màu tốt, có dung dịch đổi màu không rõ từ đó lựa chọn được quy trình sản xuất giấy quỳ có thể xác định định tính pH môi trường, bền màu và sử dụng được lâu dài.

Thứ hai: Giáo dục STEM là phương thức giáo dục tích hợp theo cách tiếp

cận liên môn và thông qua thực hành, ứng dụng. 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. Qua đó, học sinh vừa học được kiến thức khoa

học, vừa học được cách vận dụng kiến thức đó vào thực tiễn. Với đề tài chúng tôi

chọn, học sinh không những nắm chắc kiến thức hóa học còn phải hiểu quy trình

công nghệ cũng như tính toán để tính được pH tối ưu của ao nuôi cá từ đó tính

được lượng vôi cần bón. Tuy nhiên, qua thực tế tìm hiểu sự cải tạo ao đầm nuôi cá

ở Gia Viễn-Ninh Bình cho thấy bà con ở đây nuôi cá bán thâm canh mô hình 1 vụ

lúa 1 vụ cá, nên khi tính toán lượng vôi cần bón để khử chua cần tính thêm độ dày

của bùn vì một phần vôi bị mất đi khi tham gia trung hòa axit trong bùn.

III. HIỆU QUẢ KINH TẾ VÀ XÃ HỘI DỰ KIẾN ĐẠT ĐƯỢC

1. Hiệu quả kinh tế

Thông qua chủ đề dạy học STEM học sinh đã tìm hiểu và sản xuất ra dụng

cụ đo độ dẫn điện, giấy chỉ thị màu có thể sử dụng tốt trong các giờ thực hành.

2. Hiệu quả xã hội

Thông qua đề tài này chúng tôi hướng dẫn học sinh thay đổi cách học từ tiếp

cận một chiều và tiếp cận thông qua sách vở sang học tập dựa trên thực hành tìm tòi

khám phá. Học sinh đã thích nghi tốt, chủ động thực hiện nhiệm vụ. Học sinh đã chủ

động lập kế hoạch, hợp tác, chia sẻ lẫn nhau nhằm thực hiện nhiệm vụ chung.

Qua trải nghiệm thực tiễn, học sinh có được kiến thức hóa học, kĩ năng tìm

kiếm thông tin, kĩ năng thực hành, hình thành tình cảm yêu thích với môn học nói

riêng, cuộc sống nói chung. Các em thể hiện sự sáng tạo, vượt khó trong khi thực

hiện nhiệm vụ thực tiễn. Thông qua hệ thống câu hỏi học sinh đã thể hiện khả năng

giải quyết vấn đề, ứng dụng trong tình huống mới, không theo chuẩn đã có, và

nhận biết được vấn đề trong các tình huống tương tự.

Việc tìm hiểu địa bàn huyện Gia Viễn có hai sông lớn là sông Đáy và sông

Hoàng Long diện tích trũng lớn có diện tích nuôi thả thuỷ sản đạt trên 1800 ha,

trong đó diện tích cá lúa trên 1400 ha đây là một điểm mạnh để phát triển kinh tế,

góp phần tạo việc làm, tăng thu nhập cho một bộ phận nông, ngư dân địa phương.

Tuy nhiên, các vùng nuôi thuỷ sản của Gia Viễn cũng thường bị thiệt hại lớn trong

mùa mưa lũ, ngập lụt. Tình trạng ngập lụt đã phá huỷ hệ thống ao đầm, mặt nước

lớn, cá, tôm hoà nhập chung trong vùng, đây còn là nguyên nhân dẫn đến việc

người dân trong vùng dùng kích điện để đánh bắt thuỷ sản, phá huỷ sinh cảnh và

gây ô nhiễm môi trường sống của các loài thuỷ sinh. Chính vì vậy việc tuyên

truyền, nâng cao ý thức bảo vệ nguồn nước cho cộng đồng do các em học sinh thực

hiện góp một phần nhỏ bé bảo vệ nguồn nước cho tương lai.

Việc tổ chức các câu lạc bộ STEM trong các nhà trường phổ thông có thể

triển khai hoạt động nghiên cứu khoa học và tổ chức các cuộc thi sáng tạo khoa

học kỹ thuật cấp trường tìm những ý tưởng mới thuộc các lĩnh vực như chế biến

thực phẩm, bảo vệ môi trường, nông nghiệp công nghệ cao... giúp học sinh định

hướng nghề nghiệp trong thời đại công nghiệp 4.0.

IV. ĐIỀU KIỆN VÀ KHẢ NĂNG ÁP DỤNG

1. Điều kiện cần thiết để áp dụng sáng kiến

Nhà trường quan tâm bồi dưỡng tới đội ngũ giáo viên các môn khoa học,

công nghệ, toán học, tin học. Trong đó tăng cường đầu tư cơ sở vật chất phục vụ

hoạt động giáo dục STEM, trong đó quan tâm triển khai hệ thống các không gian

trải nghiệm khoa học công nghệ giúp học sinh trải nghiệm và hiện thực hóa các ý

tưởng sáng tạo.

Nhà trường tổ chức câu lạc bộ STEM để học sinh được học tập nâng cao

trình độ, triển khai các dự án nghiên cứu, tìm hiểu các ngành nghề thuộc lĩnh vực

STEM.

2. Khả năng áp dụng

Việc thực hiện nội dung giáo dục STEM có sự liên kết kiến thức của nhiều

môn học để giải quyết vấn đề rất phù hợp với nội dung chương trình giáo dục phổ

thông mới nên có thể áp dụng rộng rãi trên tất cả các lớp học. Vấn đề cần lựa chọn

những chuyên đề phù hợp với đặc điểm của từng trường, từng địa phương để có

thể thực hiện hiệu quả hơn.

Việc áp dụng thử nghiệm cho khối 11 trường THPT Gia Viễn C, các em đã

tạo ra được giấy chỉ thị màu, dụng cụ đo độ dẫn điện có thể sử dụng trong giờ thực

hành đem lại kết quả tốt. Ngoài ra, việc tìm hiểu pH của một số loại cây trồng, vật

nuôi giúp học sinh đưa ra quy trình chăm sóc, tác động để cây, con phát triển tốt

đem lại năng suất cao.

3. Danh sách những người đã tham gia áp dụng sáng kiến lần đầu

TT

Họ và tên

Ngày sinh

Nơi công tác

Chức vụ

Nội dung công việc hỗ trợ

Trình độ chuyên môn

1 Phạm Văn Hiếu

1/5/1976

PHT

Cử nhân

THPT Gia Viễn C

Hướng dẫn học sinh trải nghiệm

2 Phạm Thị Nguyệt

11/12/1982 THPT Gia

TTCM

Thạc sĩ

Viễn C

Điều chế chất chỉ thị, hướng dẫn học sinh trải

nghiệm

3 Nguyễn Cẩm Tuyền

01/06/1983

Cử nhân

THPT Gia Viễn C

Giáo viên

Tính toán pH của ao nuôi cá

THPT Gia Viễn C

4 Nguyễn Văn Thành

18/6/1982

Thạc sĩ

Giáo viên

Hướng dẫn học sinh trải nghiệm, tính toán pH ao nuôi cá

Chúng tôi xin cam đoan mọi thông tin nêu trong đơn là trung thực, đúng sự

thật và hoàn toàn chịu trách nhiệm trước pháp luật.

Gia Viễn, ngày 20 tháng 5 năm 2020

Xác nhận của lãnh đạo đơn vị Người nộp đơn

Phạm Văn Hiếu

Phạm Thị Nguyệt

Nguyễn Cẩm Tuyền

Nguyễn Văn Thành

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Tập huấn cán bộ quản lí, giáo viên về xây dựng chủ đề giáo dục STEM trong giáo dục trung học(2019), vụ giáo dục trung học.

[2] Nguyễn Thanh Nga(chủ biên, 2017), Thiết kế và tổ chức dạy học chủ đề STEM cho học sinh trung học cơ sở và trung học phổ thông, NXB Đại học Sư phạm TP. Hồ Chí Minh

[3] Lê Xuân Quang (2017), Dạy học môn công nghệ phổ thông theo định hướng giáo dục STEM, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội

[4] Nguyễn Xuân Trường(Tổng chủ biên, 2018), Hóa học 11, Nhà xuất bản giáo dục

PHỤ LỤC

1. GIÁO ÁN DẠY HỌC STEM

CHỦ ĐỀ: CHẾ TẠO CHẤT CHỈ THỊ MÀU TỪ THIÊN NHIÊN

I. Mục tiêu 1. Kiến thức Biết được khái niệm chất điện li, khái niệm axit, bazo, khái niệm muối, khái niệm pH, định nghĩa môi trường axit, môi trường bazơ, môi trường trung tính. Biết được chất chỉ thị axit-bazơ.

Học sinh trình bày được quy trình tạo ra chất chỉ thị axit-bazơ từ các nguyên liệu dễ tìm trong cuộc sống. Học sinh phân tích được môi trường nước, từ đó có xây dựng được quy trình điều chỉnh giá trị của nước để cho các loài thủy sản phát triển tốt 2. Kỹ năng Học sinh biết quan sát thí nghiệm, ghi hiện tượng, giải thich các hiện tượng Chế tạo được giấy chỉ thị màu từ các chất quen thuộc trong cuộc sống Học sinh nhận biết được môi trường các chất nhờ chất chỉ thị đã điều chế Học sinh làm các bài tập tính toán xác định pH 3. Thái độ, phẩm chất Say mê, hứng thú học tập, trung thực, yêu khoa học. Có ý thức vận dụng kiến thức đã học về phản ứng trao đổi ion vào thực tiễn cuộc sống, phục vụ đời sống con người. Yêu nước, nhân ái, chăm chỉ, trung thực, trách nhiệm. 4. Phát triển năng lực: Năng lực nhận thức hóa học. Năng lực tìm hiểu tự nhiên dưới góc độ hóa học. Năng lực nghiên cứu và thực hành hóa học, năng lực giải quyết vấn đề thông qua bộ môn hóa học. 5. Bộ câu hỏi định hướng

 Câu hỏi khái quát: Làm thế nào để phân biệt tính axit hay tính kiềm của các

dung dịch hóa học.

 Câu hỏi bài học: Cách điều chế chất chỉ thị màu từ hoa đậu biếc.

II. CHUẨN BỊ 1. Giáo viên: Dụng cụ: Giấy pH, mặt kính đồng hồ, ống nghiệm (3), cốc thuỷ tinh, công tơ hút, máy đo pH, đũa thủy tinh Hoá chất: Dung dịch HCl 1M, ; CH3COOH 0,2M; NaOH 0,1M; NH3 0,1M; dung dịch Na2CO3 đặc; dd CaCl2 đặc; dd NaOH loãng; Ca(OH)2 ( vôi bột), NaHCO3 2. Học sinh: Hoa đậu biếc, hoa chiều tím, hoa sâm đất, lá tía tô, bắp cải tím, giấy lọc, chanh, thuốc muối nabica, máy xay, máy sấy, cốc, bình tam giác, phễu thủy tinh, bút màu, băng dính, mẫu nước ruộng, ao. III. TIẾN TRÌNH HOẠT ĐỘNG 1.Ổn định lớp 2. Bài mới A. Hoạt động khởi động Bạn Lan và bạn Nhung cùng nhau mua hoa Cẩm tú cầu để trồng. Đến mùa hoa, thấy hoa bạn Lan trồng có màu hồng, hoa bạn Nhung trồng có màu xanh. Em hãy tìm hiểu nguyên nhân vì sao lại có hiện tượng trên? Muốn thay đổi màu sắc của hoa Cẩm tú cầu thì ta cần làm gì? B. Hoạt động hình thành kiến thức Xây dựng chủ đề STEM: Chế tạo chất chỉ thị màu từ tự nhiên 1. Hoạt động 1: Xác định mục đích vấn đề Mục tiêu:

- Điều chế ra chất chỉ thị màu từ hợp chất thiên nhiên - Tính toán để thay đổi pH trong ao nuôi cá để cho cá phát triển tốt Cách thức tổ chức:

+Đại diện các nhóm báo cáo thảo luận. + GV gợi ý và hướng dẫn HS thảo luận để thống nhất. + Một số nội dung có thể thảo luận ở đây:

- Nếu trong phòng thí nghiệm hết giấy chỉ thị, làm thế nào để tạo ra 1 chất chỉ thị nhanh, có màu sắc thay đổi rõ rệt theo pH của môi trường. - Tại sao cần phải xác định được pH thích hợp cho cây trồng, vật nuôi. - Khi làm thì cần những dụng cụ, thiết bị gì 2. Hoạt động 2: Nghiên cứu lý thuyết Mục tiêu: - Nghiên cứu các kiến thức liên quan để tạo ra được chất chỉ thị: Tìm hiểu các hợp chất thiên nhiên có thể thay đổi màu sắc khi pH thay đổi(bắp cải tím, rau dền tím, hoa chiều tím, rau muống đỏ, hoa đậu biếc, lá tía tô, hạt mùng tơi) - Tìm hiểu pH thích hợp cho cá trắm cỏ phát triển tốt. Cách thức tổ chức

GV cho các nhóm báo cáo thảo luận dựa trên cơ sở hoàn thành phiếu học tập

của nhóm mình.

GV hướng dẫn cho HS vận dụng các kiến thức đã học để giải thích các kiến

thức liên quan đến bài học. PHIẾU HỌC TẬP 1: 1. Giấy quỳ tím là gì? Quy trình sản xuất giấy quỳ tím. 2. Ngoài rễ cây địa y, trong thiên nhiên còn loại vật liệu nào có thể chế tạo ra chất chỉ thị màu không? 3. Xây dựng quy trình điều chế tạo giấy chỉ thị màu từ hoa đậu biếc. PHIẾU HỌC TẬP 2: 1. Dùng máy đo pH để đo giá trị pH trong các mẫu nước lấy từ một số nguồn nước, xác định môi trường của mẫu nước trên? 2. Hãy sử dụng hóa chất đã cho để làm tăng 1 đơn vị giá trị pH của các mẫu nước trên? 3. Ao nuôi cá trắm cỏ nhà ông A có chiều rộng 12m, chiều dài 30m, độ cao của nước 1,35m ( tính từ mặt bùn). Lúc 7h sáng khi ông A dùng máy đo pH nước trong ao thấy máy hiện giá trị 5,30. Hãy xây dựng quy trình điều chỉnh độ pH giúp cá phát triển tốt nhất? Tính lượng hóa chất cần dùng? Biết nước thích hợp cho nuôi cá tốt nhất nên nằm trong khoảng từ 6,7 - 8,6. Các giá trị trên hoặc dưới phạm vi này sẽ ức chế sự tăng trưởng và sinh sản của cá nuôi. 4. Tìm hiểu vấn đề sử dụng nước, ô nhiễm môi trường ao đầm nuôi cá nước ngọt ở Gia Viễn-Ninh Bình. Từ đó tuyên truyền, nâng cao ý thức bảo vệ nguồn nước cho cộng đồng. 3. Hoạt động 3: Đề xuất các giải pháp Mục tiêu: Học sinh thảo luận nhóm đề xuất các ý tưởng thiết kế (có tính toán, lí giải); Cách thức tổ chức hoạt động 1. Xây dựng quy trình tách chiết dịch màu từ hoa đậu biếc

Quy trình 1: - Cho vào máy xay nhuyễn - Lọc lấy dung dịch màu Quy trình 2: - Hoa đậu biếc - Đun sôi 1 phút, sau đó cứ cách 30 giây lấy các dung dịch màu ra Quy trình 3: - Lấy hoa đậu biếc - Cho vào ngâm trong dung dịch 50ml H2O: 50ml C2H5OH 900. 2. Xây dựng quy trình điều chỉnh độ pH phù hợp cho sự phát triển của cá trắm cỏ Quy trình 1: - Xác định khoảng pH để cá trắm cỏ phát triển tốt nhất - Lấy 1 lit nước trong ao trên lúc 7h sáng - Cân chính xác một lượng vôi bột - Hòa tan lượng vôi bột trên vào 1 lit mẫu nước trên để tạo ra dung dịch đồng nhất - Đo lại độ pH sau khi hòa tan vôi bột Quy trình 2: - Xác định khoảng pH để cá trắm cỏ phát triển tốt nhất - Lấy 1 lit nước trong ao trên lúc 7h sáng - Cân chính xác một lượng NaHCO3 - Hòa tan lượng NaHCO3 trên vào 1 lit mẫu nước trên để tạo ra dung dịch đồng nhất - Đo lại độ pH sau khi hòa tan NaHCO3 4. Hoạt động 4: Thử nghiệm Mục tiêu: - Điều chế ra chất chỉ thị màu, từ đó áp dụng thử nghiệm giấy chỉ thị để nhận biết môi trường các chất - Tính toán lượng vôi bột, NaHCO3 cụ thể cần để điều chỉnh độ pH trong ao Cách thức tổ chức hoạt động Lấy mẫu thử các dung dịch: NaOH, NaHCO3, Na2CO3, CH3COOH, NH3, H2SO4. Nhỏ lần lượt dung dịch hoa đậu biếc vào các mẫu thử trên. Quan sát và nhận xét sự thay đổi màu của dung dịch chất chỉ thị. Màu dung dịch thay đổi trong các môi trường. - Làm giấy chỉ thị màu từ dịch màu hoa đậu biếc + Chuẩn bị dịch màu nước hoa đậu biếc + Ngâm giấy lọc khoảng 10 phút + Sấy khô giấy lọc, bảo quản trong lọ kín.

5. Hoạt động 5: Đánh giá Mục tiêu: HS tiến hành kiểm tra khả năng sử dụng vào thực tiễn của sản phẩm vừa thiết kế Cách thức tổ chức hoạt động

Là giấy được sử dụng trong phòng thí nghiệm, khi nhúng vào dung dịch thí

nghiệm, nếu giấy chuyển sang màu xanh màu vàng thì đó là dung dịch có tính bazơ, còn nếu giấy chuyển sang màu đỏ là dung dịch có tính axit.

Giấy điều chế ra sử dụng rất thuận tiện và cho kết quả phân loại chất hóa học cực nhanh, bên cạnh đó giấy ẩm còn dùng để phân biệt các loại khí như HCl, NH3.

Đo pH của dung dịch nước ao. Tính toán được lượng vôi bột hoặc NaHCO3 cần cho vào 1 lít dung dịch thực nghiệm. Từ đó tính được lượng hóa chất cần thiết để bón cho ao ngoài thực tế cho phù hợp để cá phát triển tốt

2. MỘT SỐ HÌNH ẢNH THỰC HIỆN CHỦ ĐỀ STEM

2.1. Chế tạo dụng cụ đo độ dẫn điện

2.2. Tìm hiểu sự biến đổi màu của dung dịch hoa chiều tím

2.3. Tìm hiểu sự biến đổi màu của dung dịch bắp cải tím