Thiết kế và tổ chức một số chủ đề giáo dục STEM gắn với bảo vệ môi trường trong dạy học bộ môn công nghệ 10

Trong số các mục tiêu mà tôi hướng tới trong các nội dung giáo dục đó là lồng ghép thêm các nội dung giáo dục về bảo vệ môi trường, một vấn đề mà hiện đang là thách thức cho tất cả mỗi c

Môn Công nghệ 10 là một bộ môn mà GV có thể thiết kế và tổ chức được rất nhiều các chủ đề giáo dục STEM để nâng cao hứng thú học tập bộ môn, hiệu quả ứng dụng thực tiễn rất lớn cho HS Tuy nhiên một thực tế mà hiện nay nhiều trường đang gặp phải đó là quan điểm xem bộ môn này là bộ môn phụ, HS thì không chịu đầu tư học tập nghiên cứu Đặc biệt giáo viên giảng dạy môn này bên cạnh một số

GV được đào tạo chuyên ngành “ Sư phạm kỹ thuật nông nghiệp” thì còn đa số là

GV giảng dạy môn Sinh học được phân công kiêm nhiệm giảng dạy Đây là những khó khăn mà làm cho bộ môn này có thể rất nhàm chán trong các tiết học, các hoạt động giáo dục có hiệu quả chưa cao

Bản thân tôi nhiều năm được giao nhiệm vụ giảng dạy bộ môn này cũng cố gắng tìm các phương pháp, hình thức dạy học, trong đó có việc thiết kế và tổ chức các bài học theo định hướng STEM Trong số các mục tiêu mà tôi hướng tới trong các nội dung giáo dục đó là lồng ghép thêm các nội dung giáo dục về bảo vệ môi trường, một vấn đề mà hiện đang là thách thức cho tất cả mỗi chúng ta Trước thực trạng môi trường trên trái đất đang ngày càng suy thoái dưới sự tác động của sự phát triển kinh tế xã hội thì con người đóng vai trò then chốt trong việc tạo ra những sự thay đổi đó Do đó việc giáo dục ý thức, trách nhiệm của HS đối với bảo vệ môi trường là một vấn đề quan trọng cấp bách của nền giáo dục

Với mục đích muốn nâng cao hứng thú, hiệu quả học tập bộ môn cũng như rèn luyện, giáo dục ý thức cho HS biết ứng dụng các kiến thức đã học được để tạo ra các sản phẩm phục vụ đời sống nhưng đồng thời có thể bảo vệ được môi trường Vì vậy cho nên hôm nay tôi muốn xin chia sẻ một số kinh nghiệm của bản thân về các vấn

đề trên với mọi người thông qua đề tài “ Thiết kế và tổ chức một số chủ đề giáo dục STEM gắn với bảo vệ môi trường trong dạy học bộ môn Công nghệ 10”

2 Mục đích nghiên cứu

- Mục đích: Thiết kế và tổ chức một số dự án theo định hướng STEM gắn với

giáo dục bảo vệ môi trường để nâng cao hiệu quả dạy học bộ môn Công nghệ 10

2

- Phạm vi nghiên cứu: Tổ chức một số dự án định hướng STEM phù hợp với đặc điểm bộ môn, đặc điểm học sinh, điều kiện nhà trường và địa phương để nâng cao hiệu quả giáo dục toàn diện trong dạy học bộ môn Công nghệ 10

- Phạm vi thực hiện: Chúng tôi tiến hành thực hiện với HS trường THPT Đặng Thúc Hứa, THPT Nguyễn Cảnh Chân và tiến hành thực nghiệm tại một số địa phương trong huyện Thanh Chương

3 Phương pháp nghiên cứu

3.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết

- Nghiên cứu SGK Công nghệ 10 và các tài liệu liên quan, cơ sở lí luận của

giáo dục STEM, tích hợp giáo dục bảo vệ môi trường thông qua các hoạt động giáo dục

- Nghiên cứu về các phương pháp dạy học bộ môn Công nghệ 10 đặc biệt là các PPDH tích cực

- Nghiên cứu các công trình, các đề tài nghiên cứu, các nội dung trên Internet… có liên quan đến đề tài nghiên cứu

3.2 Phương pháp điều tra

- Tiến hành điều tra về hứng thú học tập bộ môn của HS, các phương pháp dạy học bộ môn của GV… thông qua phỏng vấn, trao đổi, phiếu điều tra một số HS

và GV ở một số trường THPT trên địa bàn

3.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm

Sau khi thiết kế lí thuyết về các chủ đề giáo dục STEM thì tôi áp dụng dạy

học tại các lớp khối 10 của trường THPT Đặng Thúc Hứa và một số trường THPT lân cận

- Thông qua các hoạt động nghiên cứu và thực hiện về STEM trong bộ môn,

HS có thể chủ động tiến hành thực hiện các đề tài lớn hơn

3

PHẦN HAI: NỘI DUNG

A CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN

1 Cơ sở lý luận

1.1 Tìm hiểu đôi nét về giáo dục STEM

1.1.1 Khái niệm STEM và giáo dục STEM

Theo Wikipedia thì thuật ngữ STEM là chữ viết tắt bằng tiếng Anh để chỉ các

ngành khoa học về Science (Khoa học), Technology ( Công nghệ), Engineering ( Kĩ thuật) và Mathematics (Toán) Có nhiều định nghĩa về STEM như: “ STEM là cách hiểu về thế giới tự nhiên và con người nhằm nâng cao chất lượng của cuộc sống con người” hay “ STEM là sử dụng những bằng chứng và kĩ thuật toán học để hiểu về thế giới tự nhiên và con người nhằm nâng cao chất lượng cuộc sống của con người” Giáo dục STEM là một cách tiếp cận liên ngành, liên môn học trong một chương trình đào tạo với các lĩnh vực: khoa học, công nghệ, kĩ thuật và toán học

1.1.2 Một số đặc điểm của giáo dục STEM

Theo các nhà khoa học giáo dục thì giáo dục STEM có một số đặc điểm như sau:

- Tập trung vào tích hợp: Giáo dục STEM sẽ tập trung vào tích hợp rất nhiều

các môn học khác nhau, nhiều phương pháp và hình thức tổ chức Bên cạnh đó có

bổ sung thêm rất nhiều yếu tố khác như nghệ thuật, xã hội văn học…

- Gắn liền với thực tiễn: Giáo dục STEM không thiên về lí thuyết mà thiên về

thực hành, vận dụng và giải quyết các vấn đề trong thực tiễn Thông qua giáo dục STEM HS sẽ được rèn luyện và phát triển các năng lực trong cuộc sống

- Rèn luyện và phát triển được rất nhiều kĩ năng cho HS: Nhiều kĩ năng sẽ được

rèn luyện và phát triển, đặc biệt là những kĩ năng của thời đại mới như kĩ năng tư duy phản biện, kĩ năng sáng tạo…

- HS được rèn luyện vượt lên chính mình: Trong quá trình thực hiện các dự án

thì đòi hỏi HS phải nỗ lực rất nhiều trong việc tiếp cận kiến thức liên quan, đồng thời vận dụng kiến thức và kĩ năng để giải quyết các nhiệm vụ đặt ra

1.1.3 Vai trò của dạy học STEM

Khi thực hiện các chủ đề giáo dục STEM thì HS được hình thành và rèn luyện kiến thức, kĩ năng thông qua các đề tài, các bài học theo chủ đề gắn liền với thực tiễn cuộc sống

1.1.4 Quy trình các bước tổ chức một chủ đề giáo dục STEM

Qua nghiên cứu tài liệu liên quan thì một bài học STEM được xây dựng theo

quy trình thiết kế kĩ thuật với tiến trình bao gồm 8 bước như sau:

4

Cấu trúc một bài học STEM có thể gồm 5 bước chính như sau:

- Hoạt động 1: Xác định vấn đề

- Hoạt động 2: Nghiên cứu kiến thức nền liên quan

- Hoạt động 3: Nêu ý tưởng và lựa chọn thiết kế phù hợp nhất

- Hoạt động 4: Chế tạo sản phẩm

- Hoạt động 5: Trình bày thảo luận về sản phẩm, điều chỉnh thiết kế ban đầu Tuy nhiên, tuỳ vào từng chủ đề mà GV có thể lựa chọn các hoạt động trong một tiết Vì để hoàn thành một dự án thì cần rất nhiều thời gian, tuỳ thuộc vào kết quả đạt được mới tiến hành các bước khác theo như kế hoạch, do vậy nhiều lúc ta

có thể gộp một số bước lại với nhau

1.2 Tích hợp giáo dục bảo vệ môi trường trong giáo dục

1.2.1 Nguyên nhân và thực trạng môi trường hiện nay

Vấn đề ô nhiễm môi trường đang là một vấn đề nóng, đòi hỏi toàn nhân loại phải ra sức nghiên cứu và tìm các giải pháp để giải quyết vấn đề này Ở Việt Nam cũng không ngoại lệ, tình trạng ô nhiễm môi trường đang ở mức báo động ở nhiều

Bước 1: Xác định vấn đề

Bước 2: Nghiên cứu kiến thức liên quan

Bước 3: Đề xuất các giải pháp

Bước 4: Lựa chọn giải pháp

Bước 5: Thiết kế sản phẩm

Bước 6: Thử nghiệm

Bước 7: Thảo luận – Đánh giá

Bước 8: Điều chỉnh sản phẩm

5

nơi, đặc biệt nơi thành thị, nơi đông dân cư, nơi có nhiều nhà máy công nghiệp Mặc

dù các cơ quan ban ngành ra sức kêu gọi bảo vệ môi trường, bảo vệ nguồn nước… nhưng có vẻ là chưa đủ cải thiện tình trạng ô nhiễm ngày càng trở nên trầm trọng hơn Vậy đâu là nguyên nhân gây nên các tình trạng trên?

Đầu tiên phải kể đến là ý thức của người dân còn hạn chế trong vấn đề này Họ

cứ sinh hoạt và làm việc và vô tư xả rác bừa bãi, đồng thời cho rằng việc bảo vệ môi trường là trách nhiệm của các ban ngành liên quan Do đó, họ đã vô tình gây ảnh hưởng không nhỏ đến việc giáo dục tư duy bảo vệ môi trường cho thế hệ sau Bên cạnh đó sự phát triển như vũ bão của các ngành công nghiệp, của cơ chế thị trường Mọi người, mọi ngành ra sức nâng cao công suất sản xuất, thu lợi nhuận mà không nghĩ tới việc phát triển bền vững, bảo vệ môi trường Các cá nhân tổ chức không muốn tốn một khoản lớn để xử lí rác thải nên có nhiều nơi rác thải được xả bừa bãi, lén lút ra môi trường

1.2.2 Tích hợp giáo dục bảo vệ môi trường trong giảng dạy bộ môn Công nghệ 10 qua các chủ đề giáo dục STEM

Việc giáo dục bảo vệ môi trường trong các chương trình giáo dục là rất cần thiết Thông qua giáo dục thì từng người và cộng đồng được trang bị kiến thức về môi trường, ý thức bảo vệ môi trường, năng lực và xử lí các vấn đề môi trường Giáo dục bảo vệ môi trường còn góp phần hình thành người lao động mới, người chủ tương lai của đất nước

Giáo dục môi trường được tích hợp vào nhiều môn học ở trường THPT trong

đó có môn Sinh học, Công nghệ 10 Đây là những môn học mà có nhiều nội dung

có thể tích hợp để giáo dục bảo vệ môi trường Khi thực hiện thì việc giáo dục bảo

vệ môi trường có thể được tích hợp dưới dạng lồng ghép, liên hệ hoặc thực hiện các

dự án về bảo vệ môi trường

Các nội dung trong bộ môn Công nghệ 10 có thể thực hiện theo chủ đề giáo dục STEM đồng thời tích hợp được giáo dục bảo vệ môi trường như:

6

3 Phân bón HS được nghiên cứu về đặc điểm, vai trò của các loại phân bón đối với

cây trồng nhưng thông qua đó các em cũng hiểu rõ ảnh hưởng của các loại phân bón, đặc biệt là phân bón hoá học đối với môi trường và sinh vật Khi thực hiện các dự án các em sẽ biết cách đề xuất/ tạo ra các giải pháp hữu hiệu nhằm sản xuất/ xử lí/ sử dụng các loại phân bón cho năng suất cao nhưng thân thiện với môi trường

4 Bảo vệ cây

trồng

Thông qua tìm hiểu về đặc điểm, ưu và nhược điểm của các phương pháp/ chế phẩm bảo vệ cây trồng thì HS sẽ nhận thức rõ những ảnh hưởng tiêu cực/ tích cực của chúng mang lại cho môi trường Từ đó các

em có căn cứ để thực hiện các dự án nhằm khắc phục nhược điểm các chế phẩm/ phương pháp bảo vệ cây trồng, đồng thời tìm cách để sản xuất các chế phẩm bảo vệ thực vật nhưng cũng rất thân thiện với môi trường

có lợi cho sức khoẻ con người

2 Cơ sở thực tiễn

2.1 Đối tượng điều tra

Chúng tôi tiến hành điều tra 1 số giáo viên giảng dạy bộ môn Công nghệ 10 và

HS học khối 10 của các trường THPT trong huyện Thanh Chương: THPT Đặng Thúc Hứa, THPT Nguyễn Cảnh Chân, THPT Thanh Chương 1

2.2 Phương pháp điều tra

7

Qua điều tra chúng tôi rút ra một số nhận xét như sau:

- Đa số HS xem bộ môn Công nghệ 10 là “ môn phụ” nên tinh thần, thái độ, thời lượng học tập bộ môn cũng chưa được đầu tư nhiều

- GV cũng có tâm lí nhẹ nhàng, không gây áp lực lên HS

- Các GV đều khẳng định bộ môn Công nghệ 10 là bộ môn có thể thực hiện các chủ đề giáo dục STEM thuận lợi, vì nó có nhiều nội dung liên hệ thực tiễn và phù hợp với điều kiện HS và địa phương

- Tất cả các GV và HS được điều tra đều khẳng định nếu GV áp dụng các PPDH tích cực kèm với nội dung phong phú đa dạng, phù hợp thì chắc chắn sẽ làm tăng sự hứng thú học tập bộ môn Từ đó góp phần không nhỏ nâng cao hiệu quả giáo dục

B TỔ CHỨC, THIẾT KẾ MỘT SỐ CHỦ ĐỀ GIÁO DỤC STEM GẮN VỚI BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG TRONG DẠY HỌC BỘ MÔN CÔNG NGHỆ 10

1 Thiết kế xây dựng các bộ công cụ hỗ trợ trong quá trình thực hiện dạy học chủ đề STEM

Để thực hiện một chủ đề giáo dục STEM thành công thì theo tôi, GV cần thiết

kế một số công cụ hỗ trợ Những công cụ này giúp HS có thể hình dung ra các nội dung cần thực hiện, không bị rối trong quá trình thực hiện Mặt khác vì GV không thể giám sát hết hoạt động của HS và chỉ theo dõi hiệu quả trên các bản báo cáo Do

đó các công cụ này giúp GV theo dõi, đánh giá được từng HS hoặc nhóm HS chính xác hơn

Các công cụ hỗ trợ tôi thiết kế bao gồm:

+ Phiếu hoạt động cá nhân

+ Nhật kí hoạt động nhóm

+ Phiếu theo dõi, đánh giá từng thành viên trong nhóm

+ Phiếu theo dõi, đánh giá hoạt động của nhóm khác

Tuỳ vào từng chủ đề mà GV thiết kế hoặc yêu cầu HS thử thiết kế các công cụ trên cho phù hợp

1.1 Phiếu hoạt động cá nhân

Phiếu hoạt động cá nhân được giao cho từng HS trước mỗi lần thực hiện dự án

HS lần lượt hoàn thành các nội dung báo cáo các hoạt động cá nhân của mình trong quá trình thực hiện dự án Thông qua kết quả phiếu này thì GV có thêm thông tin để đánh giá cá nhân HS đó

Một bài báo cáo hoạt động cá nhân cần có những nội dung chủ yếu như sau:

- Thông tin họ tên, nhóm, lớp của HS

- Các hoạt động chủ đạo:

8

+ Hoạt động nghiên cứu kiến thức nền và phân tích các vấn đề liên quan + Hoạt động nghiên cứu đề xuất ý tưởng của cá nhân,

+ Hoạt động thảo luận nhóm để thống nhất ý tưởng của cả nhóm

+ Hoạt động theo nhóm theo nhiệm vụ được phân công

+ Hoạt động báo cáo, đánh giá kết quả, rút kinh nghiệm và đề xuất ý tưởng chỉnh sửa/ phát triển thiết kế

Ví dụ: Phiếu hoạt động cá nhân khi thực hiện dự án “ Trồng cây bằng phương pháp thuỷ canh”

PHIẾU HOẠT ĐỘNG CÁ NHÂN

DỰ ÁN: TRỒNG CÂY BẰNG PHƯƠNG PHÁP THUỶ CANH

Họ và tên:

Lớp:

Hoạt động 1: Nghiên cứu kiến thức nền

HS tự nghiên cứu các kiến thức về trồng cây bằng phương pháp thuỷ canh

Nguồn tài liệu: sách vở, mạng internet

Bảng 1: chỉ số độ pH và nồng độ ppm của một số loài cây ăn lá ( Nguồn: Internet)

Rau quả Giai đoạn cây con Giai đoạn cây

Hoạt động 2: Thử đưa ra ý tưởng thiết kế dụng cụ và quy trình trồng cây thuỷ canh

9

Ý tưởng 3:

- Chất liệu:………

- Sơ đồ : - Quy trình thực hiện trồng cây như sau: Ý tưởng 4: - Chất liệu:………

- Sơ đồ : - Quy trình thực hiện trồng cây như sau: Hoạt động 3: Thống nhất chọn ý tưởng của cả nhóm - Mỗi cá nhân đề xuất 1 ý tưởng tốt nhất của mình cho nhóm Nhóm chọn ra ý tưởng hay nhất - Dung dịch dinh dưỡng để trồng là loại nào? Cách pha chế và sử dụng ra sao? ………

………

………

………

- Vẽ sơ đồ/ mô hình bản thiết kế nhóm đã thống nhất

- Chất liệu:

- Kích thước lí thuyết của thùng chứa:

- Lượng nước để trồng cây:

- Sơ đồ thiết kế dụng cụ:

- Quy trình thực hiện các bước

- Dự kiến nguyên vật liệu và chi phí cho thiết kế

1 Thùng chứa nước

2 Khay trồng cây

3 Giá thể trồng cây

Bảng 2: danh sách thành viên và phân công nhiệm vụ

Bảng 3: Theo dõi các chỉ số cơ bản về các giai đoạn phát triển của cây

* Giai đoạn của cây: …

Đo lần 2 ( sau khi bổ sung

dinh dưỡng) Chiều

cao cây

Hệ rễ Độ

pH

Nồng

độ ppm

Chiều cao cây

Hệ rễ Độ

pH

Nồng

độ ppm

1

2

Hoạt động 5: Thử nghiệm và đánh giá sản phẩm

11

HS hãy đánh giá sản phẩm thông qua việc trả lời các vấn đề sau:

1 Sản phẩm được làm từ các nguyên liệu tận dụng không?

2 Thùng chứa có kích thước phù hợp với lượng nước cần chứa và loại cây cần trồng không?

3 Giá thể gieo hạt và trồng cây có dễ bị phân huỷ không

4 Độ pH và nồng độ ppm đo ở các giai đoạn khác nhau có đúng với nhu cầu lí thuyết của cây không?

5 Tiến độ và thời gian phù hợp chưa?

6 Giá trị kinh tế thu được là bao nhiêu?

7 Vấn đề bảo vệ môi trường được giải quyết như thế nào?

Hoạt động 6: Rút kinh nghiệm và cải tiến tối ưu hoá sản phẩm

Đề xuất một số phương pháp để sản phẩm tạo ra tốt hơn

1.2 Nhật kí hoạt động nhóm

Bài báo cáo hoạt động nhóm giúp cho GV và HS đánh giá tổng quát về hoạt động của nhóm trong quá trình thực hiện dự án Thông qua đó GV có thể tham gia hướng dẫn giúp đỡ giải quyết các khó khăn của nhóm Bài báo cáo hoạt động nhóm này do thư kí ghi chép lại, nhóm trưởng và các thành viên theo dõi, thống nhất và hoàn thành bài báo cáo Một bài báo cáo hoạt động nhóm cần thể hiện đầy đủ các nội dung như sau:

2 Phân công nhiệm vụ

1

2

3 Hoạt động 3: Xây dựng tiêu chí đánh giá hoạt động cá nhân trong nhóm dựa trên

hướng dẫn của Gv

12

- Nộp lại cho GV vào cuối dự án

- Các tiêu chí phù hợp với từng chủ đề

4 Hoạt động 4: Lập kế hoạch thời gian cho các bước trong quá trình thực hiện

Kế hoạch về thời gian cho các hoạt động như: hoạt động cá nhân, hoạt động nhóm, hoàn tất thiết kế lần 1, 2 , thời gian để cải tiến sản phẩm

5 Hoạt động 5 Lập dự toán chi phí và chi phí thực tế

Lập bảng dự toán kinh phí cần phải bỏ ra để chủ động nguồn kinh phí, sau đó tính toán chi phí thực tế để cân đối

6 Hoạt động 6 Thảo luận và thống nhất thiết kế

7 Hoạt động 7: Thực hiện các bước trong quy trình thiết kế

Quá trình diễn ra các bước như thế nào? Vấn đề phát sinh cần giải quyết là gì

8 Hoạt độn 8: Thử nghiệm sản phẩm

Thử nghiệm mấy lần? Kết quả các lần như thế nào? Giải thích nguyên nhân và rút ra giải pháp khác phục

9 Hoạt động 9: Chỉnh sửa, hoàn thiện sản phẩm

1.3 Xây dựng bảng tiêu chí đánh giá cá nhân trong nhóm

Dạy học theo chủ đề STEM không thể thực hiện trong ngày một ngày hai là có sản phẩm, thậm chí là một quá trình trải qua một thời gian rất dài Sản phẩm thành công hay không đều có nguyên nhân của nó và sản phẩm cũng không phải chỉ là một

cá nhân nào Do đó để đánh giá chính xác hiệu quả làm việc của HS thì tôi nghĩ mỗi

GV đều cần có những công cụ và các tiêu chí theo dõi, đánh giá HS trong cả quá trình thực hiện chủ đề Ví dụ

Ví dụ: Bảng kiểm về thái độ của HS trong hoạt động nhóm

tích

cực

Bình thường

Tích cực

Không chú ý Chú ý

Rất chăm chú

Lúng túng, khó hiểu

Chưa

rõ ràng

Rõ ràng,

dễ hiểu

1.4 Xây dựng bảng tiêu chí đánh giá nhóm khác

13

Với tôi khi thực hiện các chủ đề khác nhau thì tôi thường hướng dẫn HS tự thiết kế bảng tiêu chí đánh giá đối với hoạt động/ sản phẩm của nhóm khác Hoạt động này giúp HS có thể rèn luyện kĩ năng tự đánh giá và đánh giá người khác

Ví dụ: Bảng tiêu chí đánh giá về cảm quan về sản phẩm trong chủ đề: Sữa chua tự làm

Mức thấp ( M1)

Mức trung bình ( M2)

Mức cao ( M3)

1 Màu sắc Màu trắng sữa hoặc màu của

phụ liệu bổ sung

2 Mùi vị Đặc trưng cho từng loại sp

3 Trạng thái Mịn, đặc sệt

4 Hộp đựng Chất liệu an toàn

Thân thiện môi trường

2 Thiết kế, tổ chức một số chủ đề giáo dục STEM gắn với bảo vệ môi trường trong dạy học Công nghệ 10

Đến thời điểm này chúng tôi đã thực hiện được một số chủ để giáo dục STEM, chủ yếu thuộc chương 1 và chương 3 Trong khuôn khổ giới hạn đề tài, tôi chỉ xin trình bày 3 trong số các dự án đó, cụ thể như sau:

2.1 Chủ đề 1: Trồng cây bằng phương pháp thuỷ canh

I Tên chủ đề: Trồng cây bằng phương pháp thuỷ canh

II Lí do chọn chủ đề:

Trồng cây trong dung dịch ( thuỷ canh) là mô hình trồng cây tăng trưởng trong môi trường không phải đất tự nhiên, ở đó việc trồng các loại cây hoàn toàn bằng nước, trong nước được cung cấp bởi các loại ion khoáng hoá và dinh dưỡng giúp cây phát triển tốt nhất Tuy nhiên quá trình này vẫn đảm bảo cung cấp đầy đủ ánh sáng cho quá trình quang hợp, hô hấp để cây có thể phát triển mạnh với năng suất cao

Phương pháp này có nhiều ưu điểm như ít công chăm sóc, không cần sử dụng đất, tiết kiệm không gian, tiết kiệm nước, kiểm soát được các yếu tố tác động lên cây, năng suất cao, ít mầm bệnh… Đặc biệt phù hợp với các gia đình không có đất canh tác nhưng vẫn muốn trồng cây

III Mục tiêu

- Đọc, thu thập thông tin từ tài liệu

- Tiến hành, mô tả được các nguyên liệu, quy trình thực hiện trồng cây trong dung dịch

- Lập kế hoạch, tiến hành nghiên cứu các thành phần, nguyên liệu để trồng cây

- Biết cách sử dụng các phương tiện làm việc như máy tính, máy chụp ảnh, máy

đo pH, máy đo nồng độ ppm,…

- Biết cách tính toán đo thể tích nước, tính hàm lượng các chất dinh dưỡng cần thiết cho cây ở từng giai đoạn

3 Thái độ

- Nghiêm túc, chủ động, tích cực thực hiện các nhiệm vụ

- Thẳng thắn, cầu thị khi góp ý và lắng nghe góp ý

- Thể hiện rõ sự yêu thích, đam mê khám phá và vận dụng kiến thức đã học

để giải quyết các vấn đề đặt ra

- Có thái độ tiết kiệm nguyên vật liệu, tận dụng các nguyên vật liệu sẵn có

- Tuân thủ nghiêm ngặt các quy định về an toàn lao động trong quá trình thực hiện

4 Năng lực hình thành

- Năng lực giải quyết vấn đề

- Mẫu vật: hạt giống các loại cây rau

IV Tiến trình dạy học

4.1 Hoạt động 1: Xác định vấn đề và nghiên cứu kiến thức liên quan

A Mục tiêu

- HS tự nghiên cứu các tài liệu liên quan

- Thảo luận với các thành viên trong nhóm để xác định được nhiệm vụ cần thực hiện đó là thiết kế dụng cụ trồng cây trong dung dịch từ nguồn nguyên liệu tái chế, tận dụng có sẵn

- Xác định loại cây sẽ trồng, từ đó nghiên cứu đặc điểm sinh trưởng của cây: trồng mật độ như thế nào, nồng độ ppm, độ pH phù hợp là bao nhiêu, dung dịch dinh dưỡng sẽ chọn loại nào và cách sử dụng ra sao…

B Nội dung hoạt động

- GV đặt vấn đề về việc trồng cây trong dung dịch sẽ mang lại những lại ích

gì cho con người và cho môi trường sống, đặc biệt đối với gia đình không có đất canh tác nhưng vẫn muốn tự trồng rau sạch để sử dụng

- HS thảo luận để lựa chọn nguyên vật liệu làm dụng cụ trồng cây trong dung dịch

- HS đề xuất các ý tưởng có thể giải quyết vấn đề mà GV đưa ra

- GV thông báo các tiêu chí để đánh giá sản phẩm

- GV thống nhất với HS về tiến trình thực hiện

C Dự kiến sản phẩm cần đạt

- Phiếu học tập được GV hướng dẫn ghi nhận

+ Nhiệm vụ cần thực hiện

+ Kế hoạch thực hiện những việc phải làm

+ Hoàn thành nội dung tự nghiên cứu theo Phiếu hoạt động cá nhân

- Thời gian dự kiến: 1 tiết

D Tiến trình tổ chức cụ thể

16

Đặt vấn đề GV đặt vấn đề: nhiều gia đình

không có đất canh tác vẫn muốn trồng rau sạch ăn nên thường tận dụng thùng xốp, chậu, đổ đất vào trồng đặt trên sân thượng, ven nhà sẽ gặp khó khăn như thế nào khi thực hiện

HS so sánh được đặc điểm của phương pháp thuỷ canh và thổ canh từ đó rút ra được những ưu điểm của phương pháp thuỷ canh

Xác định kiến

thức cần

nghiên cứu

GV trình chiếu hình ảnh một số thí nghiệm về vai trò của các nguyên

tố đối với sự sinh trưởng và phát triển của thực vật GV yêu cầu HS giải thích kết quả ở 3 chậu

GV trình chiếu hình cảnh một số

mô hình trồng cây thuỷ canh và thổ canh và yêu cầu HS hoàn thành PHT số 1

GV nhận xét đánh giá

HS thảo luận và trả lời rút ra được vai trò của các nguyên tố dinh dưỡng đối với cây

- HS trả lời các nội dung trong PHT số

1 Trồng cây trong dung dịch ( thuỷ canh) là gì?

2 So sánh đặc điểm của trồng cây bằng phương pháp thuỷ canh và thổ canh Từ đó chỉ ra các

ưu điểm của phương pháp thuỷ canh

3 Tìm hiểu và trình bày về độ pH và nồng độ ppm phù hợp ở từng giai đoạn khác nhau của các loài cây sau: rau cải, rau muống, xà lách, mồng tơi, cà chua

4 Trình bày cách pha chế dung dịch dinh dưỡng có sẵn để tạo ra các dung dịch có độ pH và nồng độ ppm theo mong muốn.

Bảng :Kết quả thí nghiệm chứng minh vai trò của nguyên tố dinh dưỡng khoáng đối với cây lúa

17

Chậu 1 Chậu cây không bổ sung dinh dưỡng Cây có mọc lên nhưng không phát triển,

nhiều cây bị chết Chậu 2 Chậu cây bổ sung ít chất dinh dưỡng Cây phát triển còi cọc, không đều, một số

cây lá vàng, Chậu 3 Chậu cây bổ sung đủ chất dinh dưỡng Cây phát triển tốt, lá xanh

4.2 Hoạt động 2: Đề xuất và lựa chọn các giải pháp tốt nhất

A Mục tiêu

- HS biết đề xuất các phương án thiết kế, mô tả được dụng cụ để trồng cây

- Trình bày được quy trình trồng cây trong dung dịch

B Nội dung hoạt động

- HS đề xuất các giải pháp để thiết kế dụng cụ trồng cây trong dung dịch

- GV định hướng HS thiết kế dụng cụ để trồng cây trong dung dịch từ các nguyên vật liệu tái chế, tận dụng

- GV định hướng HS pha chế dung dịch dinh dưỡng với nồng độ ppm và độ pH phù hợp

- HS thảo luận và lựa chọn giải pháp tốt nhất

C Dự kiến sản phẩm cần đạt

- Phiếu báo cáo kết quả thiết kế dụng cụ và quy trình trồng cây trong dung dịch

- Bản thiết kế dụng cụ, quy trình trồng cây trong dung dịch

- Thời gian dự kiến: 1 tiết

GV nhấn mạnh việc các nguyên liệu sử dụng cố gắng tận dụng để

có chi phí thấp đồng thời bảo vệ được môi trường khi hạn chế rác thải

- Các nhóm HS đề xuất bản thiết kế và quy trình trồng cây thuỷ canh đã được chuẩn bị trước ở nhà

- HS đưa ra ý tưởng cá nhân tốt nhất, cả nhóm thảo luận chọn phương án tốt nhất cho nhóm

- Thực hiện trên giấy A0 hoặc trình chiếu

Đại diện các nhóm báo cáo

- Trên phiếu hoạt động nhóm Thảo luận góp

ý

GV yêu cầu HS của từng nhóm bổ sung, chỉnh sửa giải pháp của nhóm mình đồng thời nhận xét và góp ý nhóm khác

GV góp ý bổ sung, chỉnh sửa cho từng nhóm

- HS lắng nghe, ghi nhận lại góp ý của

- Tổng kết , ghi nhận lại các ý kiến

- Thảo luận, phân công nhiệm vụ tiếp theo

PHIẾU HỌC TẬP SỐ 2 BẢN THIẾT KẾ DỤNG CỤ-VẬT LIỆU VÀ QUY TRÌNH TRỒNG CÂY THUỶ CANH

HS làm rõ các nội dung sau:

Dụng cụ - Vật liệu trồng cây thuỷ canh Quy trình trồng cây thuỷ canh

1 Vật liệu được nhóm sử dụng là gì?

2 Kích thước dự kiến bao nhiêu?

3 Thể tích nước có thể chứa là bao nhiêu?

4 Mật độ các khuôn trồng là bao nhiêu?

5 Dung dịch dinh dưỡng sử dụng là gì?

Cách pha như thế nào để có nồng độ phù

3 Các bước để trồng cây như thế nào?

4 Dự kiến thời gian bao lâu?

Hình ảnh một số hoạt động của HS

19

HS hoạt động nhóm trình bày bản dự kiến thiết kế

Đại diện các nhóm báo cáo bản dự kiến thiết kế Bản thiết kế dự kiến của một nhóm

4.3 Hoạt động 3: Chế tạo sản phẩm thử nghiệm

Thực hành chế tạo dụng cụ trồng cây bằng phương pháp tại nhà – 1 tuần tại nhà

20

- HS tìm kiếm nguyên vật liệu để chế tạo dụng cụ trồng cây thuỷ canh phù hợp với điều kiện là làm ít nhất 2 sản phẩm: 1 sản phẩm để trồng thử ở nhà, một sản phẩm mang lên trồng trên trường

- HS học cách pha chế dung dịch dinh dưỡng phù hợp: dung dịch Knop hoặc dung dịch dinh dưỡng mua trên thị trường

- HS thực hiện trồng cây thuỷ canh

- Quay video quá trình thực hành

C Dự kiến sản phẩm cần đạt

- Dụng cụ được làm từ các nguyên vật liệu dễ tìm, chi phí thấp

- Video quay được quá trình làm việc của nhóm

21

HS chụp ảnh lại quá trình thực hành thiết kế dụng cụ trồng cây thuỷ canh

4.4 Hoạt động 4: Báo cáo sản phẩm 1: Dụng cụ trồng cây thuỷ canh – Chỉnh sửa, cải tiến sản phẩm

A Mục tiêu

- HS mang dụng cụ trồng cây thuỷ canh còn lại báo cáo trên trường

- Cải tiến sản phẩm

B Nội dung hoạt động

- HS các nhóm báo cáo bản thiết kế dụng cụ trồng cây thuỷ canh

- HS các nhóm theo dõi, nhận xét, đánh giá, góp ý

+ Các cốc đựng giá thể được khoan thủng các lỗ để rễ mọc ra

+ Nắp trên cùng được khoét lỗ với mật độ thích hợp

+ Giá thể làm từ xơ dừa, vỏ trấu hoặc từ nguyên liệu tận dụng khác dễ phân huỷ, có khả năng hút ẩm, vệ sinh

GV nhắc nhở một số lỗi mà HS thường mắc phải khi thiết kế dụng

cụ như:

+ Chọn thùng có dạng khối trụ tròn như xô, chậu thì khó xếp được nhiều thùng trên cùng một diện tích hơn

+ Chọn thùng sâu quá hoặc diện tích bề mặt không lớn thì vừa tốn nước mà không trồng được nhiều + Cốc chứa giá thể khoan ít lỗ hoặc

- Chỉnh sửa lại bản thiết kế phù hợp nhất

Một số hình ảnh hoạt động của HS

23

HS chỉnh sửa, cải tiến thiết kế

GV hướng dẫn và chỉnh sửa các thiết kế

4.5 Hoạt động 5: Thực hành trồng cây bằng phương pháp thuỷ canh tại trường – Thảo luận, góp ý chỉnh sửa bản thiết kế và quy trình cho phù hợp

A Mục tiêu

- Trình bày được quy trình trồng cây thuỷ canh

- Thực hành trồng cây thuỷ canh tại trường

B Nội dung hoạt động

- HS các nhóm thực hiện trồng cây thuỷ canh tại trường dưới sự hướng dẫn và giúp đỡ, giám sát của GV

- HS các nhóm theo dõi, nhận xét, đánh giá, góp ý

GV giám sát hỗ trợ HS có thể làm theo các cách sau:

Cách 1: HS gieo hạt vào một thùng xốp lớn có lót xơ

dừa ẩm rồi gieo hạt lên đó, sau 4 – 6 ngày hạt nảy

24

mầm, ra rễ thì xắn hạt cho vào cốc chứa giá thể để trồng câu

Cách 2:

- Đặt cốc chứa giá thể vào các lỗ khoét trên nắp

- Đặt hạt giống vào trong các cốc chứa giá thể

- Cho lượng nước vào thùng chứa đến mức quy định, miễn sao ngập một phần giá thể Giá thể ngấm nước nhưng không ngập hoàn toàn Chờ 4-6 ngày thì hạt này mầm

- GV hỗ trợ tính toán thể tích nước trong thùng chứa theo công thức toán học:

- GV hỗ trợ tính toán lượng dung dịch/ bột dinh dưỡng để pha chế dung dịch dinh dưỡng để đạt nồng độ phù hợp với loại cây phù hợp

HS thực hành trồng cây bằng phương pháp thuỷ canh

- Hạt trong cốc nảy mầm, ra rễ và 2 lá con

- Tính toán thể tích nước trong thùng chứa

Thùng chứa hình chữ nhật thì V nước tình bằng công thức: V = L R H trong đó V là thể tích nước,

L là chiều dài cạnh đáy, R là chiều rộng cạnh đáy, H

là chiều cao mực nước trong thùng

- Từ đó tính công thức pha chế dung dịch dinh dưỡng

với nồng độ ppm và đọ pH phù hợp với loại cây mà

nhóm định trồng theo bảng tham khảo ở Phiếu hoạt động cá nhân

- Cho lượng chế phẩm dinh dưỡng vào thùng chứa

nước ,khuấy đều

- Dùng máy đo pH và máy đo ppm đo dung dịch sau khi pha

- Chỉnh sửa, thêm chế phẩm dinh dưỡng hoặc nước cho đến khi đạt nồng độ phù hợp

Theo dõi kết

quả, bổ sung

chế phẩm dinh

dưỡng định kì

GV giám sát HS định kì 1 tuần lên kiểm tra, đo đạc theo dõi sự sinh

trưởng phát triển của cây và hoàn thiện nội dung Bảng

3 trong Phiếu học tập cá nhân ( ví dụ ở trên) , nhóm trưởng ghi chép trong Nhật kí hoạt động nhóm Bổ

sung nước và chế phẩm phù hợp để đạt nồng độ mong muốn

Thảo luận –

Góp ý – Đánh

giá

Yêu cầu HS các nhóm nhận xét góp ý

- Nhận xét, góp ý về báo cáo các nhóm

- Lắng nghe, ghi nhận các nhận xét