Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Dạy học theo mô hình STEM bài Sự điện li của nước. pH. Chất chỉ thị axit – bazơ và bài Ankan, Hoá học 11 ở trường THPT

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: DOCX | Số trang:56

Thêm vào BST

Báo xấu

32
lượt xem 8
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Sáng kiến kinh nghiệm THPT "Dạy học theo mô hình STEM bài Sự điện li của nước. pH. Chất chỉ thị axit – bazơ và bài Ankan, Hoá học 11 ở trường THPT" nhằm giúp học sinh nắm được các kiến thức về sự điện li của nước. pH. Chất chỉ thị axit – bazơ và bài Ankan; nâng cao tư duy và khả năng giải bài tập của học sinh.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Dạy học theo mô hình STEM bài Sự điện li của nước. pH. Chất chỉ thị axit – bazơ và bài Ankan, Hoá học 11 ở trường THPT

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 TT Họ và tên Ngày, tháng, Nơi công tác Chức vụ Trình độ Tỷ lệ (%) năm sinh chuyên đóng góp vào môn việc tạo ra sáng kiến 1 Đinh Hoàng Đạo 12/02/1978 THPT Bình Minh Phó hiệu trưởng Thạc sĩ 25% 2 Lê Chí Hoan 16/06/1982 THPT Bình Minh Tổ phó CM Thạc sĩ 25% 3 Nguyễn Huy Anh 10/10/1986 THPT Bình Minh Giáo viên Thạc sĩ 25% 4 Nguyễn Thọ Lộc 12/02/1978 THPT Bình Minh Giáo viên Đại học 15% 5 Trần Văn Thạch 22/05/1988 THPT Bình Minh Giáo viên Đại học 10% I. TÊN SÁNG KIẾN, LĨNH VỰC ÁP DỤNG Chúng tôi đề nghị xét công nhận sáng kiến:“Dạy học theo mô hình STEM bài Sự điện li của nước. pH. Chất chỉ thị axit – bazơ và bài Ankan, Hoá học 11 ở trường THPT” Lĩnh vực áp dụng: Môn Hóa học. II. NỘI DUNG SÁNG KIẾN 1. GIẢI PHÁP CŨ THƯỜNG LÀM Bài “ Sự điện li của nước. pH. Chất chỉ thị axit- bazơ” trong chương trình hóa học lớp 11 là một bài học khó, có nhiều kiến thức mới về nhận biết môi trường các dung dịch, cách xác định độ pH và ứng dụng quan trọng trong thực tế đó là nhận biết môi trường các dung dịch. Bài “Ankan” trong chương trình hóa học lớp 11 là một bài học quan trọng mở đầu về hidrocacbon và các chương kiến thức tiếp theo. Nội dung kiến thức và các dạng bài tập rất phong phú nên học sinh các em phải học rất nhiều kiến thức mới. Sau khi các em học về ankan các em phải vận dụng làm các dạng bài tập để chuẩn bị cho thi kiểm tra nhưng vận dụng những kiến thức về ankan để sử dụng trong cuộc sống rất hạn chế. - Khi lên lớp giáo viên thực hiện chương trình theo từng tiết học đã quy định sẵn: Bài 4: Sự điện li của nước. pH. Chất chỉ thị axit – bazơ (2 tiết) Bài 33: Ankan. (3 tiết) 1
Thời gian tổ chức các hoạt động học tập chỉ trong phạm vi tiết học, hình thức tổ chức chưa đa dạng, thường vẫn là giảng dạy các bài học theo một khung phân phối chương trình đã định sẵn với đúng số tiết theo quy định. Đa số giáo viên vẫn là người chủ động, là người lập kế hoạch hướng dẫn học sinh nắm bắt kiến thức. Học sinh được lĩnh hội kiến thức, rèn luyện kỹ năng và phát triển các năng lực thông qua các hoạt động của giáo viên và học sinh ngay trên lớp. - Giáo viên cố gắng dạy cho đủ kiến thức trong sách giáo khoa theo định hướng nội dung, nặng về lập luận, suy luận, diễn giải hình thành kiến thức, chú trọng việc truyền thụ hệ thống kiến thức khoa học mà chưa chú trọng đến học sinh cũng như khả năng ứng dụng tri thức đã học trong những tính huống thực tiễn. Ưu điểm:truyền thụ cho người học một hệ thống tri thức khoa học, thực hiện đúng các kế hoạch giáo dục đề ra. Nhược điểm và những tồn tại cần khắc phục: - Học sinh học tập ít hứng thú vì nội dung kiến thức ít được gắn liền với thực tiễn cuộc sống. - Học sinh học tập thụ động, các kiến thức đã sắp đặt sẵn nên tạo thói quen nghe, ghi chép, học thuộc, do đó chưa phát huy năng lực tư duy sáng tạo, khả năng tự học, tự tìm tòi, tự xử lý thông tin ở học sinh. - Phát triển cho học sinh các năng lực như năng lực sáng tạo; năng lực tự học, tựnghiên cứu; năng lực tự điều chỉnh; năng lực đánh giá; năng lực sử dụng công nghệ thông tin chưa thật sự đạt hiệu quả cao. Chưa phát huy hết các năng lực sẵn có của học sinh. - Kiểm tra, đánh giá nặng về tái hiện tri thức chưa đánh giá về mặt năng lực vận dụng thực tế; chủ yếu là đánh giá qua các bài kiểm tra, chỉ giáo viên đánh giá học sinh, học sinh không được tham gia vào quá trình đánh giá. 2. GIẢI PHÁP MỚI CẢI TIẾN - Tìm hiểu về mặt lý luận: dạy học theo mô hình STEM, chương trình định hướng phát triển năng lực học sinh. - Phân tích chương trình Hoá học lớp 11 THPT, nghiên cứu, tìm hiểu, lựa chọn và phát hiện nội dung kiến thức quan trọng để xây dựng các chủ đề dạy học tích hợp. - Thiết kế các hoạt động học tập trong không gian lớp học và ngoài lớp học để phát huy tối đa năng lực, sức sáng tạo của học sinh. - Thực nghiệm sư phạmđể kiểm tra tính đúng đắn và tính khả thi của giải pháp. Xây dựng kế hoạch dạy học theo mô hình STEM bài Sự điện li của nước. pH. Chất chỉ thị axit – bazơgồm: xây dựng ý tưởng, lập kế hoạch thực hiện, xây dựng bộ câu hỏi định hướng, tổ chức thực hiện, kiểm tra đánh giá kết quả học tập của học sinh.Thực nghiệm sư phạmđể kiểm tra tính đúng đắn và tính khả thi của chủ đề. 2
Cụ Thể: - Bước 1: Lựa chọn chủ đề giáo dục STEM: nhận biết môi trường của các dung dịch hay gặp trong cuộc sống, cách xác định pH của các dung dịch, chế tạo chất chỉ thị màu từ hoa đậu biếc . - Bước 2: Xác định mục tiêu của chủ đề giáo dục STEM: + Khoa học (S): Cách xác định môi trường các dung dịch theo pH, cách tính pH của các dung dịch. Phương pháp cách chế tạo chất chất chỉ thị màu từ hoa đậu biếc. +Công nghệ (T): Cách làm chất chỉ thị màu từ hoa đậu biếc, các bước thực hiên, sản phẩm có thể thu được. + Kĩ thuật (E): Bản quy trình tạo ra nến nhiều màu, nến thơm. + Toán học (M): Định lượng khối lượng hoa đậu biếc cần dùng, thể tích của chất chỉ thị màu thu được. - Bước 3: Xác định các vấn đề cần giải quyết trong chủ đề giáo dục STEM: khối lượng sáp nến, chất tạo màu tự nhiên, tinh dầu thơm cần dùng để tạo nến. - Bước 4: Xác định các nội dung cụ thể cần sử dụng để giải quyết vấn đề trong chủ đề STEM: Tên sản phẩm Khoa học Công nghệ Kỹ Thuật Toán học Chế tạo chất Nồng độ phần Cân điện tử, bộ Thực hành Tính toán khối chỉ thị màu từ trăm, xác định dụng cụ pha cân đo , đong lượng hoa đậu hoa đậu biếc môi trường các chế( Cốc chia và thí biếc cần dùng, dung dịch theo vạch, muôi, nghiệm, sử hiệu suất trong pH, cách tính thìa, đũa thủy dụng máy đo sản xuất sản pH của các tinh… pH phẩm dung dịch... - Bước 5: Thiết kế hoạt động học tập: “Dạy học theo mô hình STEM bài Sự điện li của nước. pH. Chất chỉ thị axit – bazơ, Hoá học 11” - Bước 6: Thiết kế các tiêu chí và bộ công cụ kiểm tra, đánh giá HS: + Học sinh hoàn thành nội dung phiếu đánh giá toàn bộ quá trình. + GV thiết kế các phiếu tự đánh giá sản phẩm của nhóm mình, phiếu đánh giá do GV nhận xét, phiếu hỏi về hứng thú HS sau khi thực hiện xong chủ đề. Đây là một hoạt động rất ý nghĩa và cần thiết khi kết thúc chủ đề STEM + Điểm sản phẩm mỗi nhóm được tính bằng trung bình cộng điểm do nhóm HS tự đánh giá và GV đánh giá. Xây dựng kế hoạch dạy học theo mô hình STEM bài ankan, hoá học 11 gồm các bước sau: 3
- Bước 1: Lựa chọn chủ đề giáo dục STEM: nến parafin, sáp ong, sáp đậu nành, tinh dầu thơm là nguyên liệu phổ biến dễ kiếm gần gũi với tất cả mọi người dùng để chế tạo nến nhiều màu, nến thơm. - Bước 2: Xác định mục tiêu của chủ đề giáo dục STEM: + Khoa học (S): Cách xác định khối lượng sáp nến cần dùng để chế tạo nến theo kích thước cho trước. +Công nghệ (T): Sử dụng các nguyên vật liệu dễ tìm và an toàn vệ sinh thực phẩm: nến parafin, sáp ong, sáp đậu nành, tinh dầu thơm( tinh dầu sả, quế, dầu tràm...) + Kĩ thuật (E): Bản quy trình tạo ra nến nhiều màu, nến thơm. + Toán học (M): Định lượng khối lượng, thể tích của nến cần chế tạo - Bước 3: Xác định các vấn đề cần giải quyết trong chủ đề giáo dục STEM: khối lượng sáp nến, chất tạo màu tự nhiên, tinh dầu thơm cần dùng để tạo nến. - Bước 4: Xác định các nội dung cụ thể cần sử dụng để giải quyết vấn đề trong chủ đề STEM: Tên sản phẩmKhoa Công nghệ Kỹ Thuật Toán học học Chế tạo nến Nồng Cân điện tử, bộ dụng Thực hành cân Tính toán số gam nhiều màu độ phần cụ pha chế( Cốc chia đo , đong và chất tan(parafin, trăm vạch, muôi, thìa, đũa thí nghiệm sáp ong, sáp đậu thủy tinh… nành) và số gam chất tạo màu Chế tạo nến Nồng Cân điện tử, bộ dụng Thực hành cân Tính toán số gam thơm độ mol/l cụ pha chế( Cốc chia đo , đong và chất tan(parafin, vạch, muôi, thìa, đũa thí nghiệm sáp ong, sáp đậu thủy tinh… nành) và thể tích tinh dầu thơm cần dùng - Bước 5: Thiết kế hoạt động học tập: “Dạy học theo mô hình STEM bài ANKAN, Hoá học 11” - Bước 6: Thiết kế các tiêu chí và bộ công cụ kiểm tra, đánh giá HS: + Học sinh hoàn thành nội dung phiếu đánh giá toàn bộ quá trình. + GV thiết kế các phiếu tự đánh giá sản phẩm của nhóm mình, phiếu đánh giá do GV nhận xét, phiếu hỏi về hứng thú HS sau khi thực hiện xong chủ đề.Đây là một hoạt động rất ý nghĩa và cần thiết khi kết thúc chủ đề STEM + Điểm sản phẩm mỗi nhóm được tính bằng trung bình cộng điểm do nhóm HS tự đánh giá và GV đánh giá. 3. HIỆU QUẢ GIÁO DỤC, XÃ HỘI DỰ KIẾN ĐẠT ĐƯỢC 3.1. HIỆU QUẢ GIÁO DỤC 4
- Nâng cao hứng thú học tập môn Hóa học cho học sinh giúp các em nhận thấy khoa học không còn xa vời với đời sống mà khoa học có ngay trong đời sống của con người. - Giảng dạy kiến thức bài học, giáo dục học sinh cách vận dụng kiến thức đã học vào thực tế cuộc sống, giúp các em vận dụng học đi đôi với hành, kiến thức và thực tế luôn luôn song hành bổ trợ cho nhau, vận dụng kiến thức vào thực tế giúp tăng năng suất lao động, tăng hiệu quả kinh tế. - Giáo dục chính trị, tư tưởng, đạo đức, tác phong và nếp sống cho học sinh: sử dụng hợp lí các nguồn tài nguyên, bảo vệ rừng, bảo vệ môi trường. - Giáo dục kiến thức văn hoá, khoa học: từ hoạt động trãi nghiệm giúp cho học sinh thêm yêu khoa học, thích khám phá, say mê tìm tòi nghiên cứu hoặc vận dụng những kiến thức đã học vào thực tế cuộc sống giúp gia đình, xã hội nâng cao năng suất lao động, nâng cao hiệu quả kinh tế. - Tất cả các học sinh sau khi tham gia hoạt động trãi nghiệm vận dụng tốt các kiến thức đã được học trong việc làm bài tập, vận dụng kiến thức vào thực tế. * Kết quả đạt được: - Thực trạng chất lượng môn Hóa học sau khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm trong hai năm học 2018 – 2019; 2019-2020 tại Trường THPT Bình Minh: + Chất lượng học sinh khá giỏi tăng lên rõ rệt, học sinh trung bình giảm đi nhiều. Chất lượng học lực sau khi học bài Sự điện li của nước. pH. Chất chỉ thị axit – bazơ Năm học Lớp (%)HS Giỏi (%) HS Khá (%) HS TB (%)HS Yếu 11A 16,00 56,00 28,00 0 2018-2019 11G 5,41 70,59 24,00 0 11A 45,71 51,43 2,86 0 2019-2020 11G 45,71 51,43 2,86 0 Bảng 1: Bảng kết quả kiểm tra của HS lớp 11B trong 2 năm học Lớp Nă Số Điểm xi m HS 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11A học 2018- 40 0 0 0 1 1 15 11 6 5 1 0 2019 11A 2019- 40 0 0 0 0 1 8 9 10 7 3 2 2020 Bảng 2: Bảng kết quả kiểm tra của HS lớp 11G trong 2 năm học Lớp Nă Số Điểm xi m HS 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11G học 2018- 40 0 0 1 2 5 8 12 8 4 0 0 2019 11G 2019- 40 0 0 0 1 3 6 10 12 4 4 0 5
2020 Chất lượng học lực sau khi học bài Ankan Năm học Lớp (%)HS Giỏi (%) HS Khá (%) HS TB (%)HS Yếu 11A 16,00 56,00 28,00 0 2018-2019 11G 5,41 70,59 24,00 0 11A 45,71 51,43 2,86 0 2019-2020 11G 45,71 51,43 2,86 0 Bảng 1: Bảng kết quả kiểm tra của HS lớp 11B trong 2 năm học Lớp Nă Số Điểm xi m HS 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11A học 2018- 40 0 0 0 1 1 15 11 6 5 1 0 2019 11A 2019- 40 0 0 0 0 1 8 9 10 7 3 2 2020 Bảng 2: Bảng kết quả kiểm tra của HS lớp 11G trong 2 năm học Lớp Nă Số Điểm xi m HS 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11G học 2018- 40 0 0 1 2 5 8 12 8 4 0 0 2019 11G 2019- 40 0 0 0 1 3 6 10 12 4 4 0 2020 3. 2. Hiệu quả kinh tế, xã hội - Giải pháp đã cung cấp cho học sinh và giáo viên các tư liệu có thể thay thế các sách tham khảo, thiết kế trên thị trường . - Giải pháp mới cải tiến góp phần hình thành trong học sinh những hiểu biết và nhận thức đúng đắn về các vấn đề pH của các dung dịch hay gặp trong đời sống, cách sản xuất và sử dụng nến đồng thời hình thành cho các em năng lực tổng hợp để thích ứng và tham gia giải quyết các vấn đề đó. - Giải pháp mới cải tiến có tác động lớn đối với tất cả các em học sinh THPT, do đó hiệu quả tác động về mặt xã hội sẽ rất lớn, qua đó sẽ góp phần làm giảm thiểu những vấn đề còn tồn tại như ô nhiễm môi trường nước, cách sử dụng tiết kiệm các dạng năng lượng. - Tạo được sự hứng thú, niềm say mê học tập của học sinh đối với bộ môn Hoá học. Phát huy tính tự lực, trách nhiệm, sáng tạo của học sinh. Rèn luyện và phát triển cho các em kỹ năng làm việc nhóm, kỹ năng giao tiếp, kỹ năng sử dụng công nghệ thông tin. 6
- Từ việc tăng hứng thú và hiệu quả của việc dạy và học kiến thức thực tế có thể làm tăng sự yêu thích của học sinh đối với môn Hóa học trong nhà trường, từ đó nâng cao chất lượng dạy, học môn hóa học nói chung. - Giải pháp tương đương với một cuốn sách tham khảo.Giá tính bình quân mỗi cuốn sách tham khảo là 30.000 VNĐ. Như vậy với số lượng học sinh khối 10 của một trường khoảng 420 học sinh sẽ tiết kiệm được: 420 x 30.000 = 12.600.000 VNĐ. - Nếu áp dụng trong toàn tỉnh Ninh Bình với 27 trường THPT, thì số tiền làm lợi là: 12.600.000 x 27 = 340.200.000 VNĐ(Ba trăm bốn mươi triệu hai trăm nghìn đồng). Khả năng áp dụng Chúng tôi nhận thấy khả năng áp dụng của giải pháp trên đối với các trường THPT là hoàn toàn khả thi, luôn mang lại hiệu quả cao nhằm phát triển năng lực cho học sinh không chỉ về môn hóa học mà còn nâng cao năng lực các môn khoa học tự nhiên khác. Với yêu cầu đổi mới phương pháp dạy học hóa học, chúng tôi mong rằng với sáng kiến này sẽ góp phần vào việc nâng cao chất lượng học Hoá học. Mặc dù đã cố gắng song không thể tránh được các thiếu sót, rất mong được sự đóng góp ý kiến của các cấp lãnh đạo, của các thầy giáo, cô giáo để sáng kiến của chúng tôi được hoàn thiện hơn. 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. XÁC NHẬN CỦA LÃNH ĐẠO ĐƠN VỊ Bình Minh, ngày 10 tháng 5 năm 2021 CƠ SỞ Người nộp đơn Đinh Hoàng Đạo ...................... Nguyễn Huy Anh ..................... Lê Chí Hoan ............................. Nguyễn Thọ Lộc ...................... Trần Văn Thạch....................... 7
8
PHỤ LỤC I: NỘI DUNG SÁNG KIẾN I. CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA DẠY HỌC THEO MÔ HÌNH STEM 1. Khái niệm STEM STEM là chữ viết tắt bằng tiếng Anh dùng để chỉ các ngành học về Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kỹ thuật) và Mathematics (Toán) thường được sử dụng khi giải quyết các chính sách giáo dục và lựa chọn chương trình giảng dạy trong các trường học để nâng cao khả năng cạnh tranh trong phát triển khoa học và công nghệ 2. Giáo dục STEM Mô hình giáo dục STEM là quá trình tích hợp kiến thức giữa các môn khoa học, kỹ thuật, toán học, công nghệ, qua đó giúp HS hình thành kiến thức tổng hợp về các bộ môn này và hình thành kỹ năng sống. Mục tiêu của STEM là xây dựng cho HS các kỹ năng được kết hợp hài hòa từ kiến thức của các bộ môn nói trên để sử dụng khi làm việc trong thế giới công nghệ ngày nay. Những kỹ năng STEM là tích hợp của 4 kỹ năng: - Kỹ năng khoa học: Học sinh được trang bị những 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 liên kết các kiến thức này để thực hành và có tư duy để sử dụng kiến thức vào thực tiễn để giải quyết các vấn đề trong thực tế. - 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 các loại máy móc. - Kỹ năng kỹ thuật : Học sinh được trang bị kỹ năng và hiểu được quy trình để làm ra nó. Vấn đề này đòi hỏi học sinh phải có khả năng phân tích, tổng hợp và kết hợp để biết cách làm thế nào để cân bằng các yếu tố liên quan (như khoa học, nghệ thuật, công nghệ, kỹ thuật) để có được một giải pháp tốt nhất trong thiết kế và xây dựng quy trình. Ngoài ra HS còn có khả năng nhìn nhận ra nhu cầu và phản ứng của xã hội trong những vấn đề liên quan đến kỹ thuật. - Kỹ năng toán học: Là khả năng nhìn nhận và nắm bắt được vai trò của toán học trong mọi khía cạnh tồn tại trên thế giới. HS có kỹ năng toán học sẽ có khả năng thể hiện các ý tưởng một cách chính xác, có khả năng áp dụng các khái niệm và kĩ năng toán học vào cuộc sống hằng ngày. Ngoài ra mô hình giáo dục STEM cũng trang bị cho học sinh những kỹ năng phù 9
hợp để phát triển gồm những kỹ năng chính: - Tư duy phản biện và kỹ năng giải quyết vấn đề - Kỹ năng trao đổi và cộng tác - Tính sáng tạo và kỹ năng phát kiến - Văn hóa công nghệ và thông tin truyền thông - Kỹ năng làm việc theo dự án - Kỹ năng thuyết trình 3. Vai trò của giáo dục STEM trong giáo dục phổ thông - Đảm bảo giáo dục toàn diện - Nâng cao hứng thú học tập các môn học chó học sinh - Hình thành và phát triển năng lực, phẩm chất cho học sinh - Kết nối trường học với xã hội, nhà máy, phòng nghiên cứu, ... - Tư vấn hướng nghiệp, định hướng nghề nghiệp trong tương lai cho người học 4. Quy trình tổ chức dạy học STEM Bài học STEM được tổ chức theo 5 hoạt động như sau: Hoạt động 1: Xác định vấn đề Hoạt động 2: Nghiên cứu kiến thức nền và đề xuất giải pháp Hoạt động 3: Lựa chọn giải pháp Hoạt động 4: Chế tạo mẫu thử nghiệm và đánh giá Hoạt động 5: Báo cáo, thảo luận, điều chỉnh sản phẩm nghiên cứu II- KẾ HOẠCH BÀI HỌC SỰ ĐIỆN LI CỦA NƯỚC. pH. CHẤT CHỈ THỊ AXIT – BAZƠ THEO MÔ HÌNH STEM A – BÀI HỌC 1. Tên bài học: SỰ ĐIỆN LI CỦA NƯỚC. pH. CHẤT CHỈ THỊ AXIT – BAZƠ (Số tiết: 2 tiết- Hoá học 11) 2. Mô tả bài học Bài học sự điện li của nước. pH. Chất chỉ thị axit – bazơ được mô tả trong bảng sau: Ý tưởng của bài học Trong cuộc sống hằng ngày, để tìm được chất chỉ thị màu như quỳ tím hoặc phenolphthalein rất khó khăn và tốn kém. Nhu cầu nhận ra nồng độ axit và bazơ trong thực phẩm cũng như trong nhu yếu phẩm hàng ngày là điều cần thiết. Từ đó, vấn đề đặt ra tìm được một chất thì thị màu tự nhiên, bằng cách thức đơn giản có thể dự đoán được tương đối nồng độ axit hoặc bazơ trong cuộc sống. Tìm hiểu qua internet, chúng ta có nhiều phương án: sử dụng hoa đậu biếc, bắp cải tím, hoa dâm bụt, ... để làm chất chỉ thị axit, bazơ. 10
Vấn đề cần giải quyết - Lập bảng màu của chất chỉ thị màu HS lựa chọn với các nồng độ axit/bazơ được pha theo tỉ lệ thích hợp. Dựa vào bảng màu tiêu chuẩn của quỳ tím hoặc pH, xác định chỉ số tương đối với bảng màu của chất chỉ thị. - Sử dụng chất chỉ thị và bảng màu vừa được thiết lập, xác định chỉ số nồng độ axit/bazơ của một số chất trong cuộc sống: giấm, chanh, nước rửa chén, xà phòng, .... - Thuyết trình về chỉ số an toàn của thực phẩm, chất tẩy rửa đối với con người. Nội dung STEM liên quan - Science Hóa học lớp 10: nồng độ dung dịch axit, bazơ. Hóa học lớp 11: Sự điện li của các chất trong nước, nồng độ axit, bazơ, pH, chất chỉ thị axit - bazơ - Technology : Lựa chọn vật liệu giấy để nhuộm màu cho bảng màu chất chỉ thị - Engineering : Bảng tính tỉ lệ nồng độ HCl và NaOH dựa vào pH tăng dần từ 1 đến 14 .Bảng màu chất chỉ thị . Sử dụng các dụng cụ, hóa chất phòng thí nghiệm - Maths + Tính nồng độ axit HCl, bazơ NaOH cần pha, xác định đúng pH từ 1 đến 14 + Tính khối lượng hoa đậu biếc cần dùng + Đo thể tích dung dịch chất chỉ thị thu được Sản phẩm - Bảng màu chất chỉ thị tự nhiên - Poster, slide, facebook, trang mạng... trình bày, giới thiệu, chia sẻ về ý tưởng, sản phẩm 3. Mục tiêu bài học a. Kiến thức - Tích số ion của nước, ý nghĩa tích số ion của nước. - Khái niệm về pH, định nghĩa môi trường axit, môi trường trung tính và môi trường kiềm. - Chất chỉ thị axit - bazơ : quỳ tím, phenolphtalein và giấy chỉ thị vạn năng b. Kĩ năng - Tính pH của dung dịch axit mạnh, bazơ mạnh. - Xác định được môi trường của dung dịch bằng cách sử dụng giấy chỉ thị vạn năng, giấy quỳ tím hoặc dung dịch phenolphtalein. - Say mê, hứng thú học tập, trung thực, yêu khoa học. - Có ý thức vận dụng kiến thức đã học về sự điện livào thực tiễn cuộc sống, phục vụ đời sống con người. c. Năng lực 11
- Năng lực sử dụng ngôn ngữ hoá học - Năng lực thực hành hoá học. - Năng lực tính toán - Năng lực giải quyết vấn đề - Năng lực vận dụng kiến thức hoá học vào cuộc sống. 4. Thiết bị dạy học - Máy tính, máy chiếu, video về sự điện li của nước, chất chỉ thị axit, bazơ - Bảng màu của chất chỉ thị hay gặp - Máy đo pH 5. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC Hoạt động 1: Mở đầu * Mục tiêu hoạt động Huy động các kiến thức đã được học của học sinh và tạo nhu cầu tiếp tục tìm hiểu kiến thức mới của học sinh Nội dung hoạt động: Tìm hiểu các nhận biết các dung dịch axit, bazơ, và cách xác định pH của các chất lỏng: nước, dung dịch axit, bazơ, muối hường gặp trong thực tế đời sống * Cách tiến hành - Chuyển giao nhiệm vụ: Giáo viên yêu cầu học sinh làm các thí nghiệm cho quỳ tím, Phenol phtalein vào các ống nghiệm chứanước cất, dung dịch NaCl, dung dịch nước vôi Ca(OH)2, giấm ăn Tiếp tục cho học sinh đo pH của các dung dich nước cất, dung dịch NaCl, dung dịch nước vôi Ca(OH)2, giấm ăn. - Thực hiện nhiệm vụ:HS HĐ theo nhóm -Báo cáo và thảo luận: Kết quả thu được điền vào bảng sau: Nước cất Nước muối Nước vôi Giấm Quỳ tím Phenol Phtalein pH - Đánh giá kết quả: Giáo viên nhận xét, bổ sung kết quả Sản phẩm: Hs hoàn thành các nội dung trong bảng Đánh giá kết quả hoạt động: Thông qua quan sát : trong quá trình học sinh làm thí nghiệm Gv quan sát các hoạt động của học sinh kịp thời phát hiện những khó khăn vướng mắc của Hs có biện pháp hỗ trợ hợp lý và kịp thời Thông qua báo cáo của học sinh và sự góp ý bổ xung của các nhóm khác giáo 12
viên nắm được học sinh đã được những kiến thức nào những kiến thức nào cần phải điều chỉnh bổ sung ở các hoạt động tiếp theo Hoạt động 2: Hình thành kiến thức Tìm hiểu sự điện ly của nước * Mục tiêu hoạt động. - Hs biết được nước nguyên chất cũng là chất điện ly nhưng rất yếu - Viết được phương trình điện ly của nước - Tính được [H+], [OH-] của H2O ở 25 0C, viết biểu thức tinh giá trị - Xác định được [H+], [OH-] trong các dung dịch axit, bazơ, và môi trường trung tính - Rèn năng lực tự học, năng lực hợp tác. * Cách tiến hành - Chuyển giao nhiệm vụ: GV yêu cầu HS hoàn thành phiếu học tập 1: PHIẾU HỌC TẬP SỐ 1 Câu 1. Nước nguyên chất có dẫn điện không? ………………………………………. Viết phương trinh điện ly của nước. …………………………………………………………………………………………. Câu 2. Cho biết [H+], [OH-] trong môi trường nước ơ 25oC, Viết biểu thức tính . Giá trị phụ thuộc vào yếu tố nào? Trong các môi trường loãng của axit, bazơ, muối bằng bao nhiêu? …………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………. Câu 3. Tính [H+], [OH-] trong các dung dịch sau và rút ra kết luận về [H +], [OH-] trong các môi trường trung tính, axit, bazơ: a. dung dịch HCl 10-3M. …………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………. b. dung dịch NaOH 10-5M. .......................................................................................................................................... ………………………………………………………………………………………….. - Thực hiện nhiệm vụ: HS hoạt động cá nhân tìm hiểu SGK sau đó hoạt động nhóm -Báo cáo và thảo luận: GV yêu cầu đại diện các nhóm báo cáo kết quả hoạt động của nhóm mình. Các nhóm khác quan sát góp ý bổ xung. Gv lưu ý một số ý: + Khi nhiệt độ không khác nhiều với 250C thì coi bằng 1,0.10-14 + Đối với các dung dịch axit, bazơ, muối có nồng độ loãng giá trị =1,0.10-14 Giáo viên chuẩn hóa kiến thức để học sinh ghi vào vở 13
- Đánh giá kết quả: Giáo viên nhận xét, bổ sung kết quả Sản phẩm:Điền câu trả lơi vào phiếu học tập số 1 1. Sự điện ly của nước. Nước là chất điện ly nhưng rất yếu PT điện ly: H2O H+ + OH- 2. Tích số Ion của nước. Ở 250C [H+] = [OH-] = 1,0.10-7(Mol/l). =[H+].[OH-] =1,0.10-7 x 1,0.10-7 =1,0.10-14. - Giá trị chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ. Nước có môi trường trung tính, nên có thể định nghĩa: Môi trường trung tính là môi trường trong đó [H+]=[OH−]=1,0.10−7M Lưu ý: - Khi nhiệt độ không khác nhiều với 250C thì coi bằng 1,0.10-14 - Đối với các dung dịch axit, bazơ, muối có nồng độ loãng giá trị =1.10-14 3. Ý nghĩa tích số Ion của nước. a) Môi trường axit: Tính [H+], [OH-] trong dung dịch HCl 10-3M. HCl H+ + Cl- 10-310-3[H+] =10-3M [OH-] = Kết luận môi trường axit có [H+] >10-7M, [OH-] < 10-7M b) Môi trường Bazơ. Tính [H+], [OH-] trong dung dịch NaOH 10-5 M NaOH Na++ OH- 10-5 10-5 [OH-] = 10-5M [H+] = Kết luận: môi trường Bazơ có [H+] 10-7M Như vậy dựa vào ta có thể xác định nồng độ mol/l của các ion H +, OH- trong các dung dịch khác nhau Đánh giá kết quả hoạt động: Thông qua quan sát : trong quá trình học sinh hoạt động cá nhân, hoạt động nhóm. Gv quan sát các hoạt động của học sinh các nhóm kịp thời phát hiện những khó khăn vướng mắc của Hs có biện pháp hỗ trợ hợp lý và kịp thời Thông qua báo cáo của học sinh và sự góp ý bổ xung của các nhóm khác giáo viên chốt các kiến thức để học sinh hòa thiện vào vở Khái niệm về pH. Chất chi thị axit – bazơ * Mục tiêu hoạt động. - Nêu được Khái niệm về pH, định nghĩa môi trường axit, môi trường trung tính và môi trường kiềm. 14
- Biết Chất chỉ thị axit - bazơ : quỳ tím, phenolphtalein và giấy chỉ thị vạn năng - Biết sử dụng chất chi thị vạn năng và máy đo pH để xác định giá trị pH của môi trường - Rèn năng lực tự học, năng lực hợp tác, năng lực thực hành hóa học * Cách tiến hành Tìm hiểu Khái niệm về pH - Chuyển giao nhiệm vụ: GV yêu cầu HS hoạt động cá nhân tìm hiểu SGK sau đó hoạt động nhóm hoàn thành Câu 2 trong phiếu học tập số 1: - Thực hiện nhiệm vụ:Hs hoạt động cá nhân và hoạt động nhóm Tính giá trị pH của các dung dịch. Từ đó thiết lập công thức tính giá trị của pH. -Báo cáo và thảo luận: Gv mời 2 nhóm có kết quả chính xác nhất báo cáo kết quả các nhóm khác theo dõi góp ý bổ xung. - Đánh giá kết quả: Giáo viên nhận xét, bổ sung kết quả Tìm hiểu chất chỉ thị axit – Bazơ - Chuyển giao nhiệm vụ: GV yêu cầu HS tự tìm hiểu kiến thức theo hướng dẫn của GV. - Thực hiện nhiệm vụ: HĐ cá nhân: HS tự tìm hiểu kiến thức bằng cách đọc SGK, internet để hoàn thành bài tập về nhà GV giao: Chất chỉ thị axit bazơ là gì? Có những loại chất chỉ thị axit bazơ nào? Từ kiến thức về axit bazơ dự đoán màu sắc của quỳ tím, phenolphtalein khi cho vào các dung dịch: Nước cât, dung dịch axit, dung dịch bazơ. Sử dụng chất chỉ thị vạn năng và máy đo pH xác định giá trị pH của các dung dịch. -Báo cáo và thảo luận: HS báo cáo kết quả vào tiết học sau. - Đánh giá kết quả: Giáo viên nhận xét, bổ sung kết quả Sản phẩm: 1. Khái niệm về pH Tính [H+], [OH-] trong dung dịch HCl 10-3M. H2SO4 H++ Cl- 10-3 2x10-3[H+] =2x10-3M [OH-] = pH = -lg(2x10-3) =2.7 Kết luận môi trường axit có [H+] >10-7M, nên pH < 7 Tính [H+], [OH-] trong dung dịch NaOH 10-5 M Ba(OH)2 Ba2+ + 2OH- 5x10-3 10-2 [OH-] = 10-2M [H+] = pH = 12 Kết luận môi trường Bazơ có [H+] 7 [H+] 10-1 10-2 10-4 10-5 10-7 10-9 10-10 10-12 10-14 10-a 15
pH 1 2 4 5 7 9 10 12 14 a Khái niệm: [H+] = 10-a thì pH = a Lưu ý: có thể dùng công thức pH = 14 – pOH = 14 + lg[OH-] 2. Chất chỉ thị axit bazơ Khái niệm: Chất chỉ thị axit bazơ là những chất có màu biến đổi phụ thuộc vào giá trị pH của môi trường Chất chỉ thị axit bazơ bao gồm: quỳ tím, phenol phtalein, chất chỉ thị vạn năng. Trộn lẫn một số chất chỉ thị có màu biến đổi kế tiếp nhau theo giá trị pHpH, ta được hỗn hợp chất chỉ thị vạn năng. Dùng băng giấy tẩm dung dịch hỗn hợp này có thể xác định được gần đúng giá trị pH của dung dịch Hình màu của chất chỉ thị vạn năng (thuốc thử MERCK của Đức) ở các giá trị pH khác nhau. Để xác định tương đối chính xác giá trị pH của dung dịch người ta dùng máy đo pH + Dự kiến một số khó khăn vướng mắc của học sinh và giải pháp hỗ trợ: Đối với các dung dịch có [H+], [OH-] = x.10-a học sinh không xác định được giá trị pH nên GV hướng dẫn hs dung biểu thức pH= -lg[H +] và hướng dẫn học sinh cách sử dung máy tính tính giá trị của biếu thức Đối với các dung dịch bazơ học sinh thường nhầm lẫn tính [H+] thay cho [OH-] Nên giáo viên có thể hướng dẫn hs tính giá trị pOH rồi tính a giá trị pH Đánh giá kết quả hoạt động: Thông qua quan sát : trong quá trình học sinh hoạt động cá nhân, hoạt động nhóm Gv quan sát các hoạt động của học sinh các nhóm kịp thời phát hiện những khó khăn vướng mắc của Hs có biện pháp hỗ trợ hợp lý và kịp thời Thông qua báo cáo của học sinh và sự góp ý bổ xung của các nhóm khác giáo viên chốt các kiến thức để học sinh hòa thiện vào vở Hoạt động 3: Luyện tập 16
* Mục tiêu tiêu hoạt động. - Củng cố khắc sâu kiến thức về cách tính nồng độ mol/l của các ion H +, OH-, trong dung dịch axit, bazơ, nước dựa vào tích số ion của nước - Tiếp tục phát triển các năng lực: tự học, phát hiện và giải quyết vấn đề - Nội dung HĐ: hoàn thành các câu hỏi trng phiếu học tập số 2 PHIẾU HỌC TẬP SỐ 2 Câu 1: Ở 250C có giá trị là: A. 10-7. B. 10-14 C. 10-7 0 + - Câu 2: Ở 25 C trong nước [H ], [OH ] có giá trị là: A. [H+] =[OH-] =10-7mol/l B. [H+] 10-7 mol/l C. [H+] >10-7mol/l, [OH-] 10-9 mol/l Câu 3: Trong dung dịch HCl 0,01M. [H+]có giá trị là: A. [H+] =0,01M. B. [H+] < 0,01M. C. [H+] > 0,01M. D. Không xác định Câu 4: Trong dung dịch CH3COOH 0,01M. [H+]có giá trị là. A.[H+] =0,01M. B. [H+] < 0,01M. C. [H+] > 0,01M. D. Không xác định Câu 5: Trong dung dịch Ba(OH)2 0,001M. [OH-]có giá trị là: A. [OH-] = 0,001M. B. [OH-] = 10-12M. C. [OH-] = 0,002M. D. [OH-]=10-11M Câu 6: Trộn 200ml dung dịch NaOH 0.5M Với 300ml dung dịch H 2SO4 0.2M. sau phản ứng thu được 500ml dung dịch X. a) Dung dịch sau phản ứng có môi trường gì? b) Tính nồng độ mol/l của các ion H+, OH-, trong dung dịch X * Cách tiến hành - Chuyển giao nhiệm vụ: GV yêu cầu học sinh hoàn thành phiếu học tập số 2 - Thực hiện nhiệm vụ:Học sinh làm việc độc lập hoặc cặp đôi để trao đổi giúp đỡ nhau cùng giải quyết các câu hỏi -Báo cáo và thảo luận: GV gọi từng học sinh lên trình bày cách giải hs khác góp ý bổ xung. Giáo viên giúp đỡ học sinh nhận ra các chỗ sai sót cần chỉnh sửa và chuẩn hóa kiến thức- phương pháp giải bài tập - Đánh giá kết quả: Giáo viên nhận xét, bổ sung kết quả Sản phẩm: HS hoàn thành phiếu học tập số 2 Đánh giá kết quả hoạt động: Thông qua quan sát : trong quá trình học sinh hoạt động nhóm, cá nhân Gv quan sát các hoạt động của học sinh các nhóm kịp thời phát hiện những khó khăn vướng mắc của Hs có biện pháp hỗ trợ hợp lý và kịp thời Hoạt động 4: Vận dụng và tìm tòi mở rộng * Mục tiêu hoạt động HĐ vận dụng và tìm tòi mở rộng được thiết kế cho HS về nhà làm, nhằm mục đích giúp HS vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học trong bài để giải quyết các câu hỏi, 17
bài tập gắn với thực tiễn và mở rộng kiến thức của HS, không bắt buộc tất cả HS đều phải làm, tuy nhiên GV nên động viên khuyến khích HS tham gia, nhất là các HS say mê học tập, nghiên cứu, HS khá, giỏi và chia sẻ kết quả với lớp. * Cách tiến hành - Chuyển giao nhiệm vụ: HS giải quyết các câu hỏi/bài tập tình huống sau: Câu hỏi 1: Mưa axi được phát hiện ra lần đầu tiên năm 1948 tại Thụy Điển nơi có rất nhiều mỏ than. Đến năm 1960 thì các nhà khoa học mới bắt đầu quan sát và nghiên cứu về hiện tượng này. Và thuật ngữ “mưa axit” được đặt ra bởi Robert Angus Smith Vào năm 1972 Em hãy tìm hiểu qua tài liệu, internet và cho biết quá trình tạo thành mưa axit trong tự nhiên, tác hại của mưa axit và đề xuất các giải pháp ngăn ngừa mưa axit. Câu hỏi 2:HS tìm hiều về vai trò pH của đất đối với cây trồng Thang đánh giá pH đất Độ pH Đánh giá đất • 3,0 – 4,0 Đất rất chua • 4,0 – 5,5 Đất chua • 5,5 – 6,5 Đất hơi chua • 6,5 – 7,0 Đất trung tính • 7,1 – 7,5 Đất hơi kiềm • 7,5 – 8,0 Đất kiềm • > 8,0 Đất kiềm nhiều pH đất ảnh hưởng đến cây trồng như thế nào? Các phương pháp cải tạo đất - Thực hiện nhiệm vụ:GV hướng dẫn HS về nhà tìm nguồn tư liệu tham khảo và hoàn thành các yêu cầu GV đưa ra. -Báo cáo và thảo luận: HS viết báo cáo. - Đánh giá kết quả: 18
GV cho HS báo cáo kết quả HĐ vận dụng và tìm tòi mở rộng vào đầu giờ của buổi học tiếp theo để kịp thời động viên, khích lệ HS. Nhờ sự chuyển màu rất rõ ràng của dịch chiết từ Hoa đậu biếc khi tác dụng với axit, bazơ chúng ta có thể nhận biết sự có mặt của chúng trong đồ dùng của gia đình, đặc biệt là trong thực phẩm, mĩ phẩm, chất tẩy rửa, xà phòng ... hay xác định độ chua, độ kiềm của đất giúp người nông dân có biện pháp sử dụng và cải tạo hợp lý với giá thành vô cùng rẻ. B – CHẾ TẠO GIẤY CHỊ THỊ AXIT – BAZƠ TỪ HOA ĐẬU BIẾC 1. Câu hỏi nghiên cứu - Dịch chiết từ Hoa đậu biếc có thay đổi màu khi môi trường có pH khác nhau hay không? - Có thể tạo giấy chỉ thị từ dịch chiết Hoa đậu biếc như thế nào? - Giấy chỉ thị từ dịch chiết Hoa đậu biếc có những ứng dụng gì trong thực tiễn? 2. Vấn đề nghiên cứu - Đưa ra quy trình tạo chất chỉ thị màu từ dịch chiết Hoa đậu biếc và ứng dụng phát hiện pH môi trường trong thực tiễn. 3. Giả thuyết khoa học - Dịch chiết từ Hoa đậu biếc làm axit chuyển sang màu hồng hoặc đỏ, làm bazơ chuyển sang màu xanh, vàng xanh; chất trung tính không làm dịch chiết đổi màu. - Khi nhỏ dịch chiết vào dung dịch các chất tẩy rửa, dầu gội, sữa tắm, xà bông tắm, … nếu có dư lượng xút thì sẽ bị chuyển sang màu xanh, vàng xanh ứng với pH >7 không tốt cho sức khỏe. Chuyển màu ứng với pH trong khoảng 5-6,5 là sản phẩm an toàn lý tưởng nhất. - Khi nhỏ dịch chiết hoa đậu biếc vào giò, chả chứa nhiều hàn the làm dịch chiết chuyển sang màu xanh nhạt. - Khi nhỏ dịch chiết vào các mẫu đất: chuyển màu xanh là đất kiềm, chuyển màu đỏ là đất chua, không chuyển màu là đất trung tính. a.Nguyênliệu b. Dụng cụ - Thiếtbị Máy đo pH 100 Cân phân tích Máy đo UV-VIS Agilen 1100, bình tam giác, Pipet, bình định mức. Máy cô quay chân không. c. Hóachất 19
Ethanol 900; Nước cất; NaOH; dung dịch CH 3COOH; dung dịch đệm CH3COONa, KCl, dung dịch HCl, dung dịch pH chuẩn (pH = 4; pH = 7; pH = 10), hàn the, phèn chua. 4. Phương pháp nghiêncứu Phương pháp nghiên cứu của dự án dựa trên phương pháp thực nghiệm bao gồm: 4.1. Thực nghiệm chiết tách dịch chiết chứa anthocyanin từ hoa đậu biếc. 4.2. Thực nghiệm khảo sát hàm lượng anthoacynin trong dịch chiết bằng phương pháp pH vi sai. 4.3. Thực nghiệm thử sự đổi màu dịch chiết tại các môi trường pH khác nhau. 4.4. Thực nghiệm khảo sát tỉ lệ pha trộn các dịch chiết để tìm ra thuốc thử có thể thay thế chất chỉ thị màu vạn năng trong phòng thí nghiệm. 4.5. Thực nghiệm đánh giá khả năng nhận biết pH trên các môi trường trong thực tiễn của thuốc thử. Cách tiếp cận trong quá trình nghiên cứu dự án là vận dụng hợp lý các kết quả thực nghiệm và mô hình lý thuyết đã công bố của các tác giả khác để tối ưu hóa thí nghiệm, phân tích đánh giá kết quả thu được. Sơ đồ bố trí thí nghiệm: Thí nghiệm hoàn toàn ngẫu nhiên với 1 nhân tố và 3 lần lặp lại. Nhân tố thay đổi là hệ dung môi (nhân tố A). Tổng số thí nghiệm là 3. 20