Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Dạy học theo mô hình STEM chuyên đề Polime nhằm phát triển năng lực vận dụng kiến thức hóa học vào thực tiễn

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: DOCX | Số trang:54

Thêm vào BST

Báo xấu

9
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Sáng kiến kinh nghiệm "Dạy học theo mô hình STEM chuyên đề Polime nhằm phát triển năng lực vận dụng kiến thức hóa học vào thực tiễn" được thực hiện nhằm nhằm phát triển năng lực vận dụng kiến thức hóa học vào thực tiễn cho học sinh qua đó định hướng nghề nghiệp cho học sinh lớp 12.

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 chuyên đề Polime nhằm phát triển năng lực vận dụng kiến thức hóa học vào thực tiễn

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc ĐƠN ĐỀ NGHỊ CÔNG NHẬN SÁNG KIẾN DẠY HỌC THEO MÔ HÌNH STEM: CHUYÊN ĐỀ POLIME NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC VẬN DỤNG KIẾN THỨC HÓA HỌC VÀO THỰC TIỄN Tác giả: Phạm Thị Nguyệt Đồng tác giả Nguyễn Cẩm Tuyền Nguyễn Văn Thành Nguyễn Thị Phượng Ngô Thị Anh Đơn vị công tác: Trường THPT Gia Viễn C
Ninh Bình, tháng 5 năm 2022
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập Tự do Hạnh phúc ĐƠN ĐỀ NGHỊ CÔNG NHẬN SÁNG KIẾN Kính gửi: Hội đồng sáng kiến Sở Giáo dục và Đào tạo Ninh Bình Chúng tôi ghi tên dưới đây:
Tỷ lệ % đóng Trình độ Nơi công góp vào việc TT Họ và tên Ngày sinh Chức danh chuyên tác tạo ra sáng môn kiến
THPT Gia Viễn C Phạm Thị Giáo viên 1 11/12/1982 Thạc sĩ 20% Nguyệt THPT hạng II
THPT Gia Viễn C Giáo viên Nguyễn 2 01/06/1983 THPT hạng Cử nhân 20% Cẩm Tuyền III
THPT Gia Viễn C Giáo viên Nguyễn Văn 3 18/06/1982 THPT hạng Thạc sĩ 20% Thành III
THPT Gia Viễn C Giáo viên Nguyễn Thị 4 08/05/1984 THPT hạng Cử nhân 20% Phượng III
THPT Gia Viễn C Giáo viên Ngô Thị 5 15/03/1987 THPT hạng Cử nhân 20% Anh III
1. Tên sáng kiến, lĩnh vực áp dụng Là nhóm tác giả đề nghị xét công nhận sáng kiến: “Dạy học theo mô hình STEMChuyên đề polime nhằm phát triển năng lực vận dụng kiến thức hóa học vào thực tiễn” Lĩnh vực áp dụng sáng kiến: Giáo dục 2. Nội dung a. Giải pháp cũ thường làm Đối với chuyên đề polimehóa học 12, 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, có sử dụng các thí nghiệm thể hiện tính chất của một số polime dùng làm chất dẻo, cao su, tơ. Bước 2. Thực hiện giờ dạy học theo tiến trình: Giáo viên cho HS nghiên cứu tài liệu, xem một số video về một số cơ sở sản xuất túi nhựa bao bì, rác thải polime. Giáo viên tổ chức hướng dẫn học sinh thảo luận theo nhóm. Học sinh trả lời các câu hỏi của giáo viên. Giáo viên giải đáp thắc mắc, học sinh rút ra kết luận. Học sinh vận dụng làm các bài tập minh họa về polme: Các bài tập định tính về polime như xác định nguồn gốc, loại cấu trúc, cách điều chế, ứng dụng, tên gọi ứng với công thức của monome, polime… Bài tập định lượng về xác định hiệu suất, số mắt xích, khối lượng polime… Ưu điểm, nhược điểm và những tồn tại của giải pháp cũ cần được khắc phục 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. Sau khi học chuyên đề polime học sinh có thể làm thành thạo một số dạng bài tập về polime có trong đề thi tốt nghiệp THPT. Nhược điểm và những tồn tại cần khắc phục của giải pháp cũ Hoạt động học được tổ chức theo hình thức thảo luận nhóm học sinh được rèn năng lực giao tiếp, khả năng thuyết trình, khả năng tìm hiểu tài liệu liên quan trên mạng. Tuy nhiên, nội dung các em học được vẫn ở trong tưởng tượng, lí thuyết 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. b. Giải pháp mới cải tiến *) Mô tả bản chất của giải pháp mới Hóa học là một môn khoa học thực nghiệm. Vì vậy người học sinh giỏi hoá nhất thiết phải có kỹ năng thực hành, có khả năng giải thích những vấn đề thực tiễn cuộc sống liên quan đến khoa học bộ môn, có ý thức vận dụng kiến thức đã biết vào cuộc sống. Thông qua làm việc tại phòng thí nghiệm, thực hiện các bài thực hành cũng như ý thức quan sát, sự nhạy bén trong việc vận dụng kiến thức vào thực tiễn cuộc sống, những năng lực này của học sinh được hình thành và phát triển.
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 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. Ngoài ra, các kỹ năng thực hành khoa học và kỹ thuật cũng góp phần quan trọng trong việc vận dụng các kiến thức được học trong việc giải quyết vấn đề và tạo thành sản phẩm. Vì vậy, trong chuyên đề polime chúng tôi sử dụng dạy học theo phương pháp giáo dục STEM nhằm phát triển năng lực vận dụng kiến thức hóa học vào thực tiễn cho học sinh qua đó định hướng nghề nghiệp cho học sinh lớp 12. Kiến thức STEM trong chủ đề:
ST STEM NỘI DUNG KIẾN THỨC T
1 Kiến thức về polime và vật liệu polime, vai trò của polime đối với đời sống Tác hại của rác thải nhựa đến môi trường. Giáo dục ý thức bảo vệ môi trường, tài nguyên thiên nhiên cho học sinh. Thực hiện chiến dịch 3R (reduce, reuse, recycle) trong nhà trường. Khoa học (S)
2 Tìm hiểu cấu tạo của khẩu trang dùng 1 lần Tìm hiểu công nghệ cắt may Sử dụng dụng cụ gia công cơ khí: Dao, kéo, súng bắn keo Phân loại, tái chế Công nghệ (T)
3 Quy trình thiết kế Thực hành chế tạo sản phẩm theo bản vẽ thiết kế Kỹ thuật (E)
4 Đo đạc kích thước của vật liệu, tính toán đồ dùng cần thiết Toán học (M)
Do đó, khi dạy chuyên đề polime chúng tôi đưa ra vấn đề học sinh phải giải quyết như sau: Xung quanh chúng ta, đâu đâu ai cũng bắt gặp những vật dụng và dụng cụ làm từ chất liệu polime. Đây là vật liệu sử dụng rất phong phú và phổ biến trong sản xuất may mặc, xây dựng, công nghệ chế tạo với nhiều loại hình thức khác nhau. Chưa kể, ngay trong thời điểm này, đại dịch Covid19 đã góp phần thúc đẩy sự lên ngôi của xu hướng mua sắm online, dùng khẩu trang 1 lần từ vải không dệt. Với hoạt động ship hàng khắp mọi miền đất nước, người bán phải “gia cố” hàng hóa trong nhiều lớp ni lông. Trong khi đó, sau khi nhận sản phẩm, người mua hàng cũng không thể tận dụng lại túi ni lông hoặc không muốn tận dụng nên lượng rác thải nhựa cứ thế càng đầy lên, tạo áp lực với môi trường sống. Làm thế nào để giảm rác thải nhựa, tìm hiểu các phương pháp thay thế rác thải nhựa trong cuộc sống. Quy trình của chủ đề: 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 chuyên đề polime đưa ra vấn đề học sinh cần phải giải quyết: Cách ứng xử với rác thải polime 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: Khái niệm, phân loại, tên gọi, cách điều chế, ứng dụng của polime và vật liệu polime. 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. *) 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 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. STEM không ép học sinh phải học theo cách nào. STEM cũng không bắt học sinh phải tìm ra đáp án chính xác. Cái STEM hướng đến là cách các em đi tìm đáp án, thái độ khi các em đi tìm đáp án. STEM hướng đến mục tiêu mỗi học sinh sẽ đóng vai trò là một nhà phát minh. Các em tự tìm ra phương pháp học cho mình, tự hiểu kiến thức thầy cô truyền đạt theo cách của mình, chủ động mở rộng kiến thức. Trong chủ đề dạy học theo mô hình STEM chuyên đề polime, vấn đề đặt ra cho học sinh cần giải quyết: Cách ứng xử với rác thải polime của thanh niên học sinh hiện nay. Với nhóm RECYCLING các bạn xây dựng quy trình tái chế vật liệu polime, biến những vật liệu polme từ rác thải như giấy báo, ống hút, chai nhựa… thành sản phẩm hữu ích trong sinh hoạt gia đình, dụng cụ trang trí cho lớp, cá nhân vừa giúp ta hạn chế xả rác ra môi trường, vừa giúp ta sáng tạo, tiết kiệm và trang trí cho ngôi nhà, lớp học thêm đẹp. Quy trình tạo ra sản phẩm:
(phụ lục 2) Nhóm SÁNG TẠO bắt đầu từ việc tìm hiểu sản phẩm ống hút tre đang có ưu thế rất lớn trong việc thay thế ống hút nhựa bằng nguồn trúc tự nhiên của Việt Nam. Đang là xu hướng tiêu dùng mới của người dân Việt Nam và phục vụ cho xuất khẩu. Với khẩu hiệu của nhóm SÁNG TẠO: CHỐNG DỊCH KHÔNG QUÊN CHỐNG NHỰA các bạn lên ý tưởng tạo ra sản phẩm thân thiện với môi trường thay thế cho khẩu trang dùng 1 lần. Khẩu trang y tế được làm chủ yếu từ vải không dệt (chiếm khoảng 70 80% nguyên liệu). Lớp vải không dệt từ polypropylene thường được đặt ở ngoài cùng và trong cùng của khẩu trang, do đặc tính mềm, thoáng khí và không gây dị ứng, tuy nhiên lại rất khó phân hủy. Dịch bệnh COVID19 diễn biến ngày càng phức tạp, người dân được khuyến cáo thực hiện nghiêm quy định 5K. Trong đó, những chiếc khẩu trang y tế dùng 1 lần là vật bất ly thân của nhiều người bởi tính tiện ích, giá thành rẻ... Với tính chất chỉ dùng một lần rồi bỏ nên trong tình hình dịch bệnh như hiện nay, vấn nạn về rác thải khẩu trang đang trở thành vấn đề nan giải đối với môi trường, rác thải khẩu trang được tìm thấy ở khắp nơi, từ đường phố, vỉa hè cho đến các bãi biển trên toàn thế giới. Theo các nghiên cứu ước tính, chúng ta sử dụng 129 tỷ chiếc khẩu trang trên toàn cầu mỗi tháng, tức là 3 triệu chiếc mỗi phút. Hầu hết chúng là khẩu trang dùng một lần được làm từ các sợi vi nhựa,
không thể phân hủy sinh học nhưng có thể phân mảnh thành các hạt nhựa nhỏ hơn, cụ thể là nhựa vi mô và nhựa nano cùng các chất độc hại khác gây ra nguy cơ tiềm ẩn cho môi trường. Ban đầu, nhóm sử dụng bèo tây để làm bột giấy. Ý tưởng này xuất phát từ việc trên đường đi học của các bạn học sinh chạy dọc theo hai bên bờ đê sông Hoàng Long có rất nhiều bèo tây theo dòng nước chảy qua. Tuy nhiên, sau rất nhiều lần thử nghiệm đều không thành công, nhóm chuyển sang làm bột giấy từ sợi tơ chuối. Kết quả của nhóm đã sản xuất thành công khẩu trang làm từ sợi tơ chuối có các đặc điểm: Nguyên liệu là phụ phẩm của nông nghiệp (thân cây chuối, vỏ trấu). Sợi tơ chuối nhẹ, dai, bền, mềm mại, không kích ứng da mặt, khẩu trang có 4 lớp, trong đó có lớp than hoạt tính có khả năng ngăn ngừa khói bụi, có khả năng tốt trong việc ngăn giọt bắn... và điểm nổi bật nhất là sau khi dùng dễ dàng phân hủy sinh học giảm rác thải nhựa trong môi trường. Sau khi sản xuất thành công khẩu trang làm từ sợi tơ chuối, nhóm làm poster quảng cáo cho sản phẩm, cho các bạn trong trường dùng thử nghiệm, nhận được các phản hồi tích cực từ các bạn học sinh khác. Ở nhóm này các em học sinh bước đầu tiếp cận phương pháp nghiên cứu khoa học như phương pháp thu thập số liệu, phương pháp thực nghiệm… để giải quyết một vấn đề cụ thể. Biết cách viết bài báo cáo khoa học cho đề tài sản xuất khẩu trang từ sợi tơ chuối. (phụ lục 3) Nhóm SWEEPER các em phân công, tìm hiểu quy trình xử lí rác thải sinh hoạt ở trường và ở khu dân cư nơi mình sinh sống cụ thể ở hai xã Gia Sinh và Gia Lạc. Kết quả quan sát rác thải sinh hoạt của nhà dân gồm các loại rác khác nhau được bọc trong túi nilon, hằng ngày sẽ được công nhân môi trường thu gom, sau đó được chuyển đến cơ sở xử lí rác thải. Ở trường rác thải chủ yếu là giấy nháp, vỏ hộp sữa, vỏ chai nước ngọt, lá cây… thường được các bạn trực tuần vào mỗi buổi sáng, chuyển hết vào hố rác chung của nhà trường rồi đem đốt vào cuối tuần. Ở nhóm này, các bạn phân công sau mỗi giờ học thu gom giấy nháp đã bỏ đi ở các lớp, vuốt phẳng. Vỏ chai nước ngọt sau khi uống được mua từ máy bán hàng tự động của nhà trường đem rửa sạch. Thu thập lại sau đó đem bán cho cơ sở thu mua phế liệu. Ở gia đình, tuyên truyền, hướng dẫn các mẹ, các bà phân loại rác, làm phân hữu cơ từ rác thải sinh hoạt. Với rác thải hữu cơ như phần thừa của rau củ, thức ăn, vỏ trứng, …có thể ủ compost làm phân hữu cơ. Quy trình ủ làm phân hữu cơ từ rác thải sinh hoạt chỉ với 1 gói chế phẩm nấm vi sinh và 1 thùng ủ cùng với quy trình ủ phân đơn giản thì sau tầm 1
tháng thì có thể dùng để trồng rau sạch vừa giảm mùi hôi của rác thải, vừa bảo vệ môi trường. Với mục tiêu BIẾN RÁC THẢI THÀNH TÀI NGUYÊN, nhóm Sweeper xây dựng kế hoạch khởi nghiệp từ rác trong tương lai. Rác từ các hộ gia đình nếu được phân loại sẽ được nhà máy mua. Với rác thải có thể tái chế đi vào các phân xưởng để tái chế lại. Với rác thải hữu cơ dùng để sản xuất phân hữu cơ hoặc chế biến thành các dung dịch rửa. Rác hữu cơ có thể được nhà máy thu mua hoặc tại các hộ gia đình tự làm quá trình lên men, sau đó nhà máy thu mua lại các dịch chiết. Xử lí màu, mùi, thêm một số phụ gia dùng để sản xuất nước rửa chén… Những rác thải không tái chế được không dùng biện pháp chôn lấp ảnh hưởng đến môi trường đất, nước mà sẽ được nghiền sau đó đốt. Xử lí khí thải để giảm thiểu ô nhiễm môi trường, tận dụng lượng nhiệt sinh ra để sản xuất điện. Xây dựng quy trình xanh khép kín để xử lí rác thải. Còn ở thời điểm hiện tại, khi đang còn là học sinh nhân rộng mô hình, phát triển tới tất cả các bạn học sinh trong trường phát động phong trào thu gom sách báo, chai nhựa…phân loại, bán cho cơ sở thu mua phế liệu. Số tiền thu được lập quỹ “Ước mơ xanh” góp phần ủng hộ các bạn học sinh trong trường bị bệnh hiểm nghèo hay gia đình quá khó khăn. (phụ lục 4) 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. Qua đó, học sinh vừa học được kiến thức khoa học, vừa học được cách vận dụng kiến thức đó vào thực tiễn. Trong chuyên đề polime những kiến thức khoa học bộ môn liên quan cần để giải quyết vấn đề là: Kiến thức môn hóa: Biết được vai trò của vật liệu polime trong đời sống, cách sử dụng đúng cách, an toàn, tiết kiệm tránh ô nhiễm môi trường. Vận dụng được cách tái chế để sử dụng có hiệu quả vật liệu polime, cách tạo ra các sản phẩm mới thay thế. Kiến thức môn công nghệ: Biết được quy trình sử dụng vật liệu polime đúng cách an toàn. Môn toán học: Đo đạc, tính toán kích thước của vật liệu, tính toán lượng dùng cần thiết để tạo ra một sản phẩm. Môn tin học: Cách tra cứu các thông tin liên quan trên internet để tìm hiểu về polime. Sử dụng các phần mềm cơ bản để báo cáo(word, powerpoint) xử lí số liệu(excel) các phần mềm thiết kế poster, logo … khi thực hiện dự án