STEM hóa học: PHA CHẾ NƯỚC RỬA TAY KHÔ

Ngày nay, các sản phẩm nước rửa tay trong mùa dịch được sử dụng phổ biến. Một trong những ứng dụng biến nổi bật đó là nước rửa tay tổng hợp với nhiều ưu điểm như: hiệu quả tẩy rửa cao, dùng được với nước cứng, tận dụng được các sản phẩm phụ của các ngành công nghiệp khác... Bên cạnh đó, chúng vẫn có những hạn chế là dễ gây khô da tay, gây ô nhiễm môi trường và có thể xâm nhập và tích tụ trong cơ thể người… Để khắc phục những hạn chế đó, dự án dạy học với chủ đề “ Pha chế nước rửa tay khô” sẽ tạo ra sản phẩm là chất tẩy tay thân thiện với môi trường, an toàn với con người và phù hợp với nhiều đối tượng, giá cả hợp lí…

BÁO CÁO CHỦ ĐỀ STEM:

1 PHA CHẾ NƯỚC RỬA TAY KHÔ

2 KEM LẮC

Giáo viên báo cáo: ………

Tổ: Hóa - sinh

Trường: THCS ………

……… , tháng 4 năm 2021

CHỦ ĐỀ STEM:

1 PHA CHẾ NƯỚC RỬA TAY KHÔ

2 KEM LẮC

1 TÊN CHỦ ĐỀ: PHA CHẾ NƯỚC RỬA TAY KHÔ, KEM LẮC

2 MÔ TẢ CHỦ ĐỀ

Ngày nay, các sản phẩm nước rửa tay trong mùa dịch được sử dụng phổ biến Một trong những ứng dụng biến nổi bật đó là nước rửa tay tổng hợp với nhiều ưu điểm như: hiệu quả tẩy rửa cao, dùng được với nước cứng, tận dụng được các sản phẩm phụ của các ngành công nghiệp khác Bên cạnh đó, chúng vẫn có những hạn chế là dễ gây khô da tay, gây ô nhiễm môi trường và có thể xâm nhập và tích tụ trong cơ thể người… Để khắc phục những hạn chế đó, dự

án dạy học với chủ đề “ Pha chế nước rửa tay khô” sẽ tạo ra sản phẩm là chất tẩy tay thân thiện với môi trường, an toàn với con người và phù hợp với nhiều đối tượng, giá cả hợp lí…

Để thực hiện dự án, học sinh cần nắm bắt và vận dụng các kiến thức liên quan:

Môn Hóa học:

- Hóa 8: Pha chế dung dịch

- Hóa 9: Sử dụng tính chất rượu etylic để pha chế nước rửa tay khô:

Cồn y tế (Rượu etylic) có tính sát khuẩn, tính chất quyết định để pha chế nước rửa tay khô

Rượu etylic có khả năng hòa tan nhiều chất nên dung để hòa tan gel trong cây nha đam, dầu dừa, vitamin E, các tinh dầu thơm…

Rượu etylic tan vô hạn trong nước nên được dùng trong pha chế (pha loãng cồn)

Độ rượu, cách tính lại độ rượu trong dung dịch sau khi pha chế

Môn Sinh học:

- Sinh học 6: Cấu tạo của vi khuẩn, vi rút…

- Khả năng gây bệnh và lây lan bệnh do vi khuẩn, virut

- Tình hình dịch bệnh COVID-19.

Toán học:

Điều chỉnh tỉ lệ nguyên liệu qua nhiều lần để đạt sản phẩm theo yêu cầu Tính toán độ rượu

Môn Công nghệ:

Cách giữ gìn sức khỏe, bảo vệ và phòng bệnh của bản thân và của cộng đồng

Môn tin học:

Khai thác, tham khảo thông tin trên mạng, thiết kế bản thuyết trình trên phần mềm powerpoint

3 MỤC TIÊU

Sau khi hoàn thành chủ đề, học sinh có khả năng:

a) Kiến thức

- Hiểu các nguyên liệu và công dụng của từng nguyên liệu đã dùng

- Biết được cách pha chế nước rửa tay khô từ cồn y tế và các chất làm mềm

da tay như nha đam, vitamin E, dầu dừa…

- Vận dụng kiến thức liên môn để pha chế nước rửa tay khô dùng cho bản thân, gia đình và bạn bè

b) Kĩ năng

- Vận dụng kiến thức về sinh trưởng vi sinh vật trong đời sống

- Thiết kế và vận dụng thực hiện được các bước của qui trình sản xuất nước rửa tay khô từ cồn y tế và các nguyên liệu khác

- Thuyết trình, phản biện

- Hợp tác, chia sẻ trong hoạt động nhóm

c) Phát triển phẩm chất

- Có tinh thần trách nhiệm, hòa đồng, giúp đỡ nhau

- Có ý thức bảo vệ sức khỏe con người, bảo vệ môi trường

d) Định hướng phát triển năng lực

- Năng lực xây dựng và tổ chức thực hiện kế hoạch học tập, nghiên cứu, thực nghiệm

- Năng lực giao tiếp và hợp tác nhóm để thống nhất bản thiết kế quy trình

và phân công từng nhiệm vụ cụ thể

- Năng lực thuyết trình, năng lực bảo vệ ý kiến của bản thân

- Năng lực giải quyết vấn đề, cụ thể sản xuất được nước rửa tay khô từ cồn y tế và các nguyên liệu khác

4 THIẾT BỊ

- Phương tiện dạy học: bảng, máy tính , máy chiếu, giấy A0, bút dạ

- Một số thiết bị: Cốc chia vạch, ống đong, gang tay, đũa thủy tinh, chai, lọ đựng dung dịch, dao, thớt

- Hóa chất: Cồn 900

- Nguyên liệu: Nha đam, vitamin E, glyxerol

5 TIẾN TRÌNH DẠY HỌC

Hoạt động 1: Xác định các tiêu chí của nước rửa tay khô

A Mục đích

- Học sinh trình bày được khái niệm về chất hoạt động bề mặt

- Nêu được những ưu, nhược điểm của rửa tay tổng hợp

- Tiếp nhận nhiệm vụ xây dựng qui trình sản xuất nước rửa tay khô

B Nội dung

Giáo viên nêu một vài ứng dụng của nước rửa tay tổng hợp trong cuộc sống trong đó có công dụng làm nước rửa tay Sau đó, giáo viên lấy một nhãn hàng (đã bóc bỏ thương hiệu) và yêu cầu học sinh liệt kê các thành phần của nước rửa tay tổng hợp Với mỗi thành phần, giáo viên yêu cầu học sinh sử dụng thông tin trong sách giáo khoa, tài liệu tham khảo, trên internet để hoàn thành phiếu học tập từ đó rút ra ưu và nhược điểm của nước rửa tay tổng hợp

Giáo viên phân tích và thống nhất với học sinh các tiêu chí đánh giá nước rửa tay khô (có tham khảo tiêu chuẩn Việt nam 6971 – 2001)

Giáo viên hướng dẫn học sinh về tiến trình dự án và yêu cầu học sinh ghi nhận vào nhật ký học tập

- Bước 1: Nhận nhiệm vụ.

- Bước 2: Tìm hiểu kiến thức liên quan

- Bước 3: Lập qui trình sản xuất nước rửa tay khô

- Bước 4: Làm sản phẩm

- Bước 5: Báo cáo và đánh giá sản phẩm

Giáo viên giao nhiệm vụ cho các nhóm tìm hiểu kiến thức và kĩ năng liên quan trước khi xây dựng quy trình sản xuất nước rửa rửa tay khô

C Dự kiến sản phẩm của học sinh

Kết thúc hoạt động, học sinh đạt được các sản phẩm:

- Bảng ghi chép xác định nhiệm vụ của dự án, của từng thành viên

- Kế hoạch thực hiện dự án với các mốc thời gian và tiêu chí đánh giá sản phẩm của dự án

D Cách thức tổ chức hoạt động

Bước 1: Đặt vấn đề.

- Tổ chức nhóm học tập: Giáo viên tổ chức cho học sinh hoạt động theo nhóm dự án từ 6-8 học sinh Mỗi nhóm bầu nhóm trưởng, thư kí và các thành viên còn lại

- Đặt vấn đề: Chất tẩy rửa tổng hợp có nhiều ứng dụng trong cuộc sống

và sản xuất trong đó nước rửa tay là một ví dụ cụ thể Vậy nước rửa tay tổng hợp có những thành phần chính là gì? Có những ưu và nhược điểm là gì?

Bước 2: Nghiên cứu kiến thức mới.

Giáo viên yêu cầu học sinh hoàn thành phiếu học tập số 2 từ đó rút ra những ưu và nhược điểm của nước rửa tay tổng hợp

Giáo viên yêu cầu học sinh đề xuất những ưu điểm của nước tay khô Sau

đó, chuẩn hóa kiến thức và “đặt hàng” học sinh sản xuất nước rửa tay khô từ cồn y tế và các nguyên liệu khác

Bước 3: Xác lập tiêu chí đánh giá sản phẩm.

Giáo viên gợi ý sản phẩm nước rửa tay khô khắc phục được một số nhược điểm của nước rửa tay tổng hợp từ đó có thể xây dựng thành một số tiêu chí đánh giá sản phẩm

Mặt khác, giáo viên cho học sinh tham khảo Tiêu chuẩn Việt Nam 6971 –

2001 để làm căn cứ

Sau thảo luận, giáo viên và học sinh thống nhất một số tiêu chí (phù hợp với điều kiện thực tế) để đánh giá sản phẩm

Phiếu đánh giá số 1: Đánh giá sản phẩm nước rửa tay khô

ST

T

Tiêu chí Điểm

tối đa

Điểm đạt được

1 Trạng thái: lỏng hoặc sánh, không kết tủa 20

2 Mùi: không mùi hoặc có mùi dễ chịu 10

4 Pha chế theo đúng công thức đã thống nhất 20

5 Độ rượu của dung dịch sản phẩm (70-80) 20

6 Chi phí cho nguyên liệu, thiết bị hợp lý 20

Bước 4: Giáo viên thống nhất kế hoạch triển khai tiếp theo

Hoạt

động

2 Nghiên cứu kiến thức nền 1 tuần (HS tự học)

3 Báo cáo phương án thiết kế quy trình sản

xuất nước rửa tay khô

Tiết 2

4 Chế tạo và thử nghiệm sản phẩm 2 tuần

(HS tự làm ở nhà)

Giáo viên nhấn mạnh các nhóm có 1 tuần để nghiên cứu kiến thức liên quan (Cấu tạo của vi khuẩn, vi rút Khả năng gây bệnh và lây lan bệnh do vi khuẩn, virut Tình hình dịch bệnh COVID-19, những tính chất của rượu etylic…)

Các nhóm triển khai xây dựng bản thiết kế sản phẩm để báo cáo trong tuần tiếp theo

Phiếu đánh giá số 2: Thiết kế quy trình sản xuất nước rửa tay khô

1 Bản thiết kế khoa học

(chính xác về cơ sở hóa học và sinh học) 20

2 Nêu rõ vai trò của các thành phần, tác dụng

của các điều kiện tiến hành (nhiệt độ, độ

rượu…)

20

3 Trình bày rõ ràng, thể hiện rõ vai trò của mỗi

4 sản phẩm có khả năng sát khuẩn và làm mềm

da tay

30

Hoạt động 2: Nghiên cứu kiến thức cơ sở xây dựng quy trình sản xuất nước rửa tay khô từ cồn y tế

(Học sinh tự nghiên cứu và thiết kế quy trình sản xuất nước rửa tay khô trong 1

tuần)

A Mục đích

Học sinh tự học được các kiến thức nền liên quan thông qua việc nghiên cứu tài liệu về pha chế dung dịch, tính chất - ứng dụng của rượu etylic, cáu tạo

và các bện về virut, vi khuẩn, dịch bệnh COVID -19

B Nội dung

Học sinh tự tìm hiểu các kiến thức liên quan từ sách giáo khoa, internet

từ đó có kiến thức để xây dựng quy rình sản xuất nước rửa tay khô

Giáo viên hỗ trợ tài liệu, giải đáp thắc mắc khi cần thiết

C Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh

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

- Bản ghi chép những kiến thức khả năng gây bệnh của vi sinh vật, các con đường lây truyền và tác hại, đặc biệt là dịch COVID-19

- Bản vẽ quy trình sản xuất nước rửa tay khô

- Danh mục các vật liệu đi kèm (được rình bày trên giấy A0)

D Cách thức tổ chức hoạt động

Học sinh theo nhóm đọc và nghiên cứu các phần:

- Sinh học 6: Bài 30: Vi khuẩn, bài 31: Nấm

- Hóa học 8: Bài pha chế dung dịch

- Hóa học 9: Bài rượu etylic

Hoàn thành câu hỏi trong hồ sơ học tập của nhóm

Học sinh làm việc nhóm

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

- Ghi tóm tắt lại các kiến thức cơ bản đã tìm hiểu vào vở cá nhân

- Giáo viên hỗ trợ học sinh những thắc mắc (nếu có)

Học sinh tự hoàn thiện báo cáo về quy trình sản xuất nước rửa tay khô trên giấy A0 hoặc powerpoint

Hoạt động 3: Trình bày và bảo vệ quy trình sản xuất nước rửa tay khô

(Tiết 2 – 45 phút)

A Mục đích

Học sinh trình bày được kiến thức liên quan về các bệnh do virut, vi khuẩn, bệnh dịch COVID-19

Học sinh thực hành được kỹ năng thiết kế và thuyết trình, phản biện

B Nội dung

Giáo viên tổ chức cho các nhóm lần lượt trình bày quy trình sản xuất nước rửa tay khô, giải thích cơ sở sinh học, hóa học của quy trình

Giáo viên tổ chức học sinh thảo luận, nêu câu hỏi và bảo vệ ý kiến thiết kế; tiếp thu và điều chỉnh bản thiết kế (nếu có)

Giáo viên chuẩn hóa các kiến thức liên quan cho học sinh (nếu cần)

C Dự kiến sản phẩm của học sinh

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

- Hồ sơ quy trình sản xuất nước rửa tay khô đã hoàn thiện theo góp ý

- Bài ghi kiến thức liên quan đã được chuẩn hóa

D Cách thức tổ chức hoạt động

- Bước 1: Giáo viên cho từng nhóm báo cáo phương án thiết kế trong 5 phút

- Bước 2: Các nhóm khác nhận xét, nêu câu hỏi

- Bước 3: Giáo viên nhận xét, đánh giá bài báo cáo theo phiếu đánh giá số 2.

- Bước 4: Giáo viên giao nhiệm vụ cho học sinh triển khai sản xuất theo quy trình đã xây dựng (ghi lại những điều chỉnh và chú thích rõ ràng )

Hoạt động 4: Sản xuất và thử nghiệm nước rửa tay khô

(Học sinh tự làm ở nhà trong 2 tuần)

A Mục đích

Học sinh sản xuất được nước rửa tay theo quy trình

Học sinh học được phương pháp nghiên cứu thực nghiệm thông qua xác định các điều kiện đảm bảo cho quy trình sản xuất với chi phí hợp lí

B Nội dung

Học sinh làm việc theo nhóm trong thời gian 2 tuần

C Dự kiến sản phẩm

Kết thúc hoạt động, học sinh cần đạt được các sản phẩm sau: sản xuất được nước rửa tay khô đáp ứng được các tiêu chí đề ra

D Cách thức tổ chức hoạt động

Bước 1: Học sinh tìm kiếm, chuẩn bị các vật liệu liên quan.

Bước 2: Học sinh sản xuất nước rửa tay khô theo quy trình.

Bước 3: Học sinh thử nghiệm hiệu quả so sánh với các tiêu chí đánh giá sản

phẩm

Bước 4: Học sinh điều chỉnh lại điều kiện thực hành thí nghiệm (nếu có).

Bước 5: Học sinh hoàn thiện bảng ghi danh mục các vật liệu, tính giá thành sản

phẩm

Bước 6: Học sinh hoàn thiện, báo cáo sản phẩm.

Hoạt động 5: Trình bày sản phẩm nước rửa tay khô và thảo luận

(Tiết 3 – 45 phút)

A Mục đích

Học sinh giới thiệu và sử dụng sản phẩm nước rửa tay khô để chứng minh

sự phù hợp với các tiêu chí đã đưa ra và phù hợp với điều kiện thực tế

Học sinh thực hành các kỹ năng thuyết trình, phản biện

B Nội dung

Các nhóm trình diễn các sản phẩm đã làm

C Dự kiến sản phẩm của học sinh

Kết thúc hoạt động, học sinh cần đạt được sản phẩm nước rửa tay khô theo tiêu chí ở phiếu đánh giá số 1

D Cách thức tổ chức

Bước 1: Giáo viên yêu cầu học sinh các nhóm trình diễn sản phẩm, kèm minh

họa giá thành

Bước 2: Giáo viên cùng các nhóm học sinh khác đánh giá hiệu quả sản phẩm Bước 3: Giáo viên gợi mở phạm vi ứng dụng và đối tượng thực hiện.

Phiếu học tập số 1

Tên nhóm………

Danh sách và phân công công việc

đốc các nhiệm vụ

Phiếu học tập số 2:

Vai trò của các thành phần chính trong nước rửa tay khô

STT Tên Vai trò

1 Cồn 90 O

2 Lô hội

3 Vitamin E

4 Glyxerol

5 Dầu dừa

6

7

Ưu điểm của nước rửa tay tổng hợp

………

………

………

………

………

Nhược điểm của nước rửa tay tổng hợp ………

………

………

………

Phiếu học tập số 2: Đáp án Vai trò của các thành phần chính

trong nước rửa tay tổng hợp

1 Sodium Linear Alkylbenzene

Sulfonate (LAS)

Hiệu quả tẩy rửa tốt (ít bị ảnh hưởng bởi nước cứng)

2 Sodium Laureth Sulfate ( natri

lauryl ete sunfat - LES)

Hiệu quả tẩy rửa tốt và tạo bọt tốt

3 Magnesium Sulfate khan được sử dụng làm chất làm khô

4 Methylchloroisothiazolinone chất bảo quản có tác dụng kháng khuẩn và

kháng nấm, chống vi khuẩn gram dương và gram âm vi khuẩn , nấm men ,

và nấm

5 Methylisothiazolinone chất diệt khuẩn và chất bảo quản tổng hợp

mạnh trong nhóm isothiazolinones, chất gây dị ứng và gây độc tế bào

6 DMDM Hydantoin hoạt động như một chất bảo quản

vì formaldehyd được giải phóng làm cho môi trường không thuận lợi cho các vi sinh vật Làm tăng nguy cơ viêm da ở người tiêu dùng dị ứng với formaldehyd

7 Tetrasodium EDTA Disodium EDTA và các thành phần liên

quan liên kết với các ion kim loại làm bất hoạt chúng Sự ràng buộc của các ion kim loại giúp ngăn chặn sự hư hỏng của mỹ phẩm và các sản phẩm chăm sóc cá nhân Nó cũng giúp duy trì sự rõ ràng, bảo

vệ các hợp chất hương thơm và ngăn ngừa

sự ôi thiu

Ưu điểm của nước rửa tay tổng hợp

………

………

………

………

………

………

Nhược điểm của nước rửa tay tổng hợp ………

………

………

………

………

………

Phiếu học tập số 2: Các nguyên liệu và vai trò của chúng

(Nối các nguyên liệu với từng vai trò tương ứng ở cột bên)

Vitamin E, dầu dừa Tạo mùi thơm

Phiếu học tập số 3: Tìm hiểu ảnh hưởng của các yếu tố vật lý đến sự thành công của sản phẩm

Nhiệt độ

Độ cồn

Tỷ lệ

Ánh sáng

Áp suất thẩm thấu

HOẠT ĐỘNG TRẢI NGHIỆM: KEM LẮC

I CƠ CHẾ: đá làm tan muối, quá trình tan chảy thu nhiệt xung

quanh, nhiệt độ hạ thấp nhanh, làm lạnh kem từ dạng lỏng sang dạng đặc Đá tiếp xúc với muối làm nhiệt độ hạ thấp nhanh, do đó ngư dân vùng ven biển trong những chuyến đánh bắt xa bờ kéo dài hàng tháng hoặc vài tháng họ thường bảo quản cá đánh bắt được bằng cách dải uối lên trên đá rồi bảo quản cá).

II TỔ CHỨC

Hoạt động trải nghiệm theo nhóm.

III NGUYÊN LIỆU

Để làm món kem này chúng ta cần chuẩn bị các nguyên liệu sau:

1 Sữa tươi có đường (các vị khác nhau dâu, nho, cam…)

2 Dừa tươi nạo sẵn, vỏ ốc quế, cốm, sữa đặc hoặc đường, muối hạt.

3 Đá và túi zip cỡ to và cỡ nhỏ.

4 Khăn lau bàn, khăn bọc.

IV QUY TRÌNH

1 Cho sữa vào túi nhỏ, mỗi túi khoảng ½ bịch sữa và thêm khoảng 2 thìa cà phê đường hoặc sữa ông thọ.

2 Đẩy hết không khí trong túi ra và bịt chặt.

3 Cho đá vào túi zip to, khoảng 1/3 túi đá, cho thêm 3-4 thìa muối hạt

4 Cho túi sữa lên trên đá

5 Tiếp tục dải đá lên trên đến gần đầy và cho thêm 3-4 thìa muối.

6 Đóng kín túi, bọc khăn ra ngoài, lắc đều khoảng 5 -7 phút đến khi sữa đông lại thành kem.

7 Lấy sữa ra, lau sạch túi sữa, bỏ đá lên bồn, xúc kem vào vỏ ốc quế, thêm dừa, cốm và thưởng thức món kem do mình tự làm.

Phụ lục: Thông tin tham khảo

1 Tiêu chuẩn đánh giá chất lượng nước rửa tay (TCVN 6971-2001)

Nước rửa dùng cho nhà bếp phải phù hợp với các quy định trong bảng 1 và bảng 2

Bảng 1 – Các chỉ tiêu ngoại quan

Tên chỉ tiêu Yêu cầu

1 Trạng thái

2 Màu

3 Mùi

Lỏng sánh, đồng nhất, không phân lớp và kết tủa ở nhiệt độ nhỏ hơn 20 0 C

Đồng nhất và theo mẫu đăng ký Không mùi hoặc có mùi dễ chịu

Bảng 2 – Các chỉ tiêu chất lượng

lượng

1 Hàm lượng chất hoạt động bề mặt, tính bằng phần trăm khối

lượng, không nhỏ hơn

2 pH của dung dịch sản phẩm

3 Hàm lượng methanol, tính bằng mg/kg, không lớn hơn

4 Hàm lượng asen, tính bằng mg/kg, không lớn hơn

5 Hàm lượng kim loại nặng, tính theo chì, tính bằng mg/kg,

10 6-8 1000 1 2