đề tài “thiết kế một số chủ đề dạy học STEM trong chương este lipit (SGK hóa học lớp 12 THPT)”

Theo Chỉ thị số 16/CT-TTg của Thủ tướng Chínhphủ ngày 04/05/2017 đã đưa ra giải pháp về mặt giáo dục: “Thay đổi mạnh mẽ cácchính sách, nội dung, phương pháp giáo dục và dạy nghề nhằm tạo

MỤC LỤC

B NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

Chương 2 THIẾT KẾ MỘT SỐ HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC THEO ĐỊNH

2 Một số chủ đề dạy học STEM trong chương 1 hóa học lớp 12 THPT

2.1 Giáo án dạy học STEM: Điều chế xà phòng organic từ chất béo 82.2 Giáo án dạy học STEM: Thiết kế chế độ ăn lành mạnh dành cho học

10

sinh trường THPT chuyên Phan Bội Châu.

Chương 3 THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM

5.1 Điều chế xà phòng organic từ chất béo

5.2 Thiết kế chế độ ăn lành mạnh dành cho học sinh trường THPT

PHỤ LỤC 40

A ĐẶT VẤN ĐỀ

1 Lí do chọn đề tài

Trước sự bùng nổ của cuộc cách mạng 4.0, giáo dục có vai trò ngày càng quantrọng trong sự phát triển của xã hội Theo Chỉ thị số 16/CT-TTg của Thủ tướng Chínhphủ ngày 04/05/2017 đã đưa ra giải pháp về mặt giáo dục: “Thay đổi mạnh mẽ cácchính sách, nội dung, phương pháp giáo dục và dạy nghề nhằm tạo ra nguồn nhân lực

có khả năng tiếp nhận các xu thế công nghệ sản xuất mới, trong đó cần tập trung vàothúc đẩy đào tạo về khoa học, công nghệ, kĩ thuật và toán học (STEM), ngoại ngữ, tinhọc trong chương trình giáo dục phổ thông”, đồng thời đưa ra nhiệm vụ: “Thúc đẩytriển khai giáo dục về khoa học, công nghệ, kĩ thuật và toán học (STEM) trongchương trình giáo dục phổ thông; tổ chức thí điểm tại một số trường phổ thông ngay

từ năm học 2017-2018”

Giáo dục STEM giúp hình thành và phát triển năng lực giải quyết vấn đề củahọc sinh (HS); đồng thời giúp HS chủ động, tích cực và sáng tạo vận dụng được kiếnthức thông qua thực hành, ứng dụng Tuy nhiên, đây là phương thức dạy học không dễ

áp dụng bởi nó đòi hỏi sự đầu tư về thời gian, kinh phí, cơ sở vật chất, trong khikhung chương trình dạy học lại có giới hạn Do vậy, vận dụng phương thức dạy họcnày trong bộ môn Hoá học như thế nào, trong thời điểm nào là băn khoăn, trăn trở củarất nhiều giáo viên hiện nay Mặc dù đã có một số nghiên cứu, các bài viết, tài liệu vềgiáo dục STEM ở Việt Nam tuy nhiên các công trình nghiên cứu bàn về cơ sở lí luậncủa giáo dục STEM và vận dụng nó vào dạy học bộ môn, đặc biệt là các chủ đề dạyhọc STEM trong môn Hóa học còn hạn chế

Bên cạnh đó, theo thống kê một vài năm trở lại đây, trong kỳ thi THPT quốcgia, số học sinh đăng ký bài thi khoa học xã hội (KHXH) luôn áp đảo số học sinhđăng ký bài thi khoa học tự nhiên (KHTN) Vậy phải dạy học STEM cho lượng họcsinh đông đảo ấy như thế nào? Phải chăng các học sinh trội về khoa học xã hội đứngngoài cuộc trong xu thế phát triển giáo dục STEM? Tôi nhận thấy rằng, khi triển khaidạy học STEM cho các đối tượng học sinh hoàn toàn khác nhau, đặc biệt là khi HS đãbước vào năm cuối cấp THPT, các giáo viên đều gặp phải những khó khăn nhất định

Trong chương Este – Lipit (SGK Hoá học 12), các em học sinh được trang bịkiến thức về cấu tạo, tính chất của este cùng một vài ứng dụng của este trong cuộcsống Nhưng bài tập chương này chủ yếu là các bài tập tính toán liên quan đến phảnứng đốt cháy este, phản ứng thuỷ phân este Trong vài năm trở lại đây, kì thi THPTquốc gia đã tăng cường thêm một vài câu hỏi đánh giá năng lực thực hành thí nghiệm,đưa môn Hoá học dần trở về với bản chất của nó, đó là môn khoa học thực nghiệm,gắn liền với cuộc sống và sản xuất Trong các dự án, mô hình giáo dục STEM, cácnhóm HS tự quyết định cách tiếp cận vấn đề và các hoạt động cần phải tiến hành đểgiải quyết vấn đề; chính HS là người thu thập dữ liệu từ nhiều nguồn khác nhau, rồi

tổng hợp, phân tích và tích lũy kiến thức từ quá trình làm việc của các em Bằng cách

đó kiến thức chương Este - Lipit thật sự hấp dẫn đối với HS vì vấn đề mà các em đanggiải quyết là vấn đề có thật trong đời sống Cuối cùng, chính HS trình bày kiến thứcmới mà các em đã tích lũy thông qua dự án và được đánh giá dựa trên những gì đã

làm được và trình bày được.

Từ những lí do trên, tôi chọn đề tài “Thiết kế một số chủ đề dạy học STEM trong chương Este - Lipit (SGK hóa học lớp 12 THPT)” với mong muốn nghiên cứu

sâu hơn về khả năng vận dụng phương pháp dạy học hiệu quả đối với các đối tượnghọc sinh khác nhau, nhằm góp phần nâng cao chất lượng dạy học theo định hướngSTEM trong thời đại công nghệ 4.0

2 Mục đích nghiên cứu

- Mục đích của sáng kiến là đề xuất nội dung và xây dựng chủ đề dạy học theonội dung tích hợp STEM vào bài giảng Este - Lipit cho học sinh 12 hai khối KHTN

và KHXH, góp phần nâng cao hiệu quả dạy và học môn hóa học THPT

- Rèn luyện cho HS kĩ năng làm việc theo nhóm một cách có hiệu quả từ đó hình thành năng lực hợp tác trong học tập và năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn.

- Định hướng cho HS cách tìm tòi, khai thác các tài liệu liên quan đến vấn đề họctập và định hướng cách khai thác thông tin từ tài liệu thu thập được một cách có hiệuquả

3 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Tìm hiểu cơ sở lí luận về dạy học định hướng STEM

- Nghiên cứu chương trình và sách giáo khoa hóa học

- Nghiên cứu các phương pháp và cách thức gắn nội dung tổ chức các hoạt động trải nghiệm với nội dung bài học theo định hướng STEM

- Kết luận và đề xuất

4 Khách thể và đối tượng nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu: Các bài học theo định hướng STEM trong dạy học chương 1 sách giáo khoa hóa học lớp 12 THPT

Khách thể nghiên cứu: Quá trình dạy học hóa học ở trường THPT

5 Phạm vi nghiên cứu

- Các chủ đề dạy học STEM trong chương 1 sách giáo khoa hóa học lớp 12 THPT.

- Địa bàn nghiên cứu: Trường THPT chuyên Phan Bội Châu - Nghệ An

- Thời gian nghiên cứu: từ tháng 8 năm 2019 đến tháng 9 năm 2020

6 Giả thuyết khoa học

Trong quá trình dạy học, nếu giáo viên xây dựng được các bài học STEM, xâydựng được các dự án học tập và sử dụng chúng một cách đúng đắn sẽ gây hứng thúhọc tập, giúp học sinh phát huy tính tích cực, chủ động trong nhận thức, tinh thần làmviệc khoa học, kĩ năng hợp tác, góp phần đào tạo con người phát phát triển toàn diện

và nâng cao chất lượng quá trình dạy học môn hóa ở trường THPT

8 Phương pháp nghiên cứu

Các phương pháp nghiên cứu lý luận

- Đọc và nghiên cứu các tài liệu có liên quan đến đề tài

- Dạy học theo định hướng STEM trong bộ môn Hóa học

- Các năng lực học sinh đạt được thông qua dạy học STEM

Các phương pháp nghiên cứu thực tiễn

- Quan sát, thăm lớp, dự giờ, trao đổi với giáo viên và học sinh

- Khảo sát tình hình sử dụng dạy học theo định hướng STEM hiện nay

- Tổng kết kinh nghiệm thực tiễn

B NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Chương 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN

1 Cơ sở lí luận

1.1 Giáo dục STEM

1.1.1 Tìm hiểu chung

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 khoahọc, vừa học được cách vận dụng kiến thức đó vào thực tiễn

Giáo dục STEM đề cao đến việc hình thành và phát triển năng lực giải quyếtvấn đề cho người học Trong mỗi bài học theo chủ đề STEM, học sinh được đặt trướcmột tình huống có vấn đề thực tiễn cần giải quyết liên quan đến các kiến thức khoahọc 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

1.1.2 Một số đặc điểm dạy học tích hợp STEM

- Là một quan điểm dạy học, bản chất là dạy học tích hợp trong đó gồm Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kỹ thuật) và Math (Toán học)

- Hướng tới giải quyết các vấn đề thực tiễn

- Là hoạt động định hướng thực hành và định hướng sản phẩm

- Là hoạt động nhằm hình thành xúc cảm tích cực cho người học

- Là hoạt động dạy học nhằm phát triển kết hợp trí óc và chân tay

1.1.3 Điều kiện triển khai giáo dục STEM:

- Đảm bảo có sự quan tâm đầy đủ và toàn diện đến lĩnh vực giáo dục

- Hiểu biết toàn diện và thống nhất về giáo dục STEM Kết nối hoạt động STEM với hoạt động dạy học

- Kết nối: các cơ sở giáo dục đại học, giáo dục nghề nghiệp, các trung tâmnghiên cứu, các cơ sở sản xuất để khai thác nguồn lực về con người, cơ sở vật chất hỗtrợ hoạt động giáo dục STEM

1.2 Bài học STEM

1.2.1 Tiêu chí xây dựng bài học STEM:

TC 1 Chủ đề bài học STEM tập trung vào các vấn đề thực tiễn

TC 2 Cấu trúc bài học STEM theo quy trình thiết kế kĩ thuật

TC 3 Phương pháp dạy học bài học STEM đưa HS vào hoạt động tìm tòi và khám phá, định hướng hành động, trải nghiệm và sản phẩm

TC 4 Hình thức tổ chức bài học STEM lôi cuốn HS vào hoạt động nhóm kiến tạo

TC 5 Nội dung bài học STEM áp dụng chủ yếu vào nội dung khoa học và toán

mà HS đã và đang học

TC 6 Tiến trình bài học STEM tính đến có nhiều đáp án đúng và coi sự thất bạinhư là một phần cần thiết trong học tập

1.2.2 Quy trình xây dựng bài học STEM:

Bước 1: Lựa chọn chủ đề bài học

Bước 2: Xác định vấn đề cần giải quyết

Bước 3: Xây dựng tiêu chí, giải pháp giải quyết vấn đề

Bước 4: Thiết kế tiến trình tổ chức hoạt động dạy học

Mỗi hoạt động học được thiết kế rõ ràng về mục đích, nội dung và sản phẩmhọc tập mà học sinh phải hoàn thành Các hoạt động học đó có thể được tổ chức cả ởtrong và ngoài lớp học (ở trường, ở nhà và cộng đồng) Đồng thời cần thiết kế bài họcđiện tử trên mạng để hướng dẫn, hỗ trợ hoạt động học của học sinh bên ngoài lớp học.

1.2.3 Tiến trình tổ chức hoạt động dạy học STEM

Hoạt động 1: Tìm hiểu thực tiễn, phát hiện vấn đề

Hoạt động 2: Hoạt động nghiên cứu kiến thức nền

Hoạt động 3: Hoạt động giải quyết vấn đề

2 Cơ sở thực tiễn

Về sách giáo khoa

Thứ nhất, trong sách giáo khoa hiện hành còn nặng nhiều về lý thuyết, tínhtoán, đa số là bài tập tính liên quan đến đốt cháy este hoặc thuỷ phân este Nội dunghóa học gắn với các vấn đề thực tiễn còn ít, đặc biệt khả năng vận dụng kiến thức đóvào thực tiễn hầu như không có – trong khi đó hóa học là bộ môn khoa học thựcnghiệm

Thứ hai, tính giáo dục của môn hóa thông qua lượng bài tập thực tế trong sáchgiáo khoa cũng chưa thực sự nổi bật

Thứ ba, những thông tin khoa học mới và những vấn đề mang tính thời sự có liênquan đến bộ môn không được cập nhật kịp thời vào chương trình Điều đó làm cho ýnghĩa của việc học trở nên kém hứng thú và khó thuyết phục học sinh

Về tài liệu tham khảo

Hiện nay do yêu cầu đổi mới thi cử nên những tài liệu về các bài tập hóa họcứng dụng thực tế, thực hành thí nghiệm khá nhiều, tuy nhiên những tài liệu đó còn rờirạc chưa được hệ thống và phân loại chi tiết Hầu hết các tài liệu chỉ đưa ra các bài tập(thường được trích dẫn trong các đề thi thử) mà chưa có sự phân tích, thiết kế vào cácbài giảng cụ thể, gây khó khăn cho giáo viên khi tham khảo và vận dụng

Chương 2 THIẾT KẾ MỘT SỐ HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM

1 Nội dung tiến hành trong dạy học STEM

1.1 Kế hoạch bài dạy

Lên kế hoạch bài dạy do GV thực hiện,

giảng dạy, từ các vấn đề thời sự hoặc có thể

biểu của HS

ý tưởng có thể xuất phát từ thực tiễnnảy sinh trong quá trình đề xuất, phát

Các bước thực hiện kế hoạch bài dạy gồm:

Bước 1: Lên ý tưởng dự án

Giáo viên định hướng các hoạt động và HS là người sẽ thực hiện các ý tưởng đó

GV là người giám sát, theo dõi, hỗ trợ khi cần thiết Các bước tiến hành kế hoạch thựchiện gồm:

Bước 1: Nhóm trưởng nhận nhiệm vụ, sau đó nhóm trưởng họp các thành viêntrong nhóm lại, triển khai kế hoạch và phân công cụ thể cho thành viên Các thànhviên tương tác với nhóm trưởng còn giáo viên hướng dẫn và nhóm trưởng luôn tươngtác lẫn nhau GV và nhóm trưởng tiến hành họp để báo cáo tiến độ thực hiện và khókhăn gặp phải

Bước 2: Triển khai, thực hiện nhiệm vụ:

Bao gồm thứ tự các bước tiến hành:

Thời gian Công việc hoàn thành

Để triển khai các bước trên HS cần:

- Tìm kiếm thông tin, tài liệu

- Chuẩn bị nguyên, vật liệu

- Tiến hành nhiệm vụ được giao

- Chụp ảnh, quay video, làm clip về sản phẩm

- Rút kinh nghiệm

Thành viên Đánh giá thực hiện Kết quả

1.3 Công cụ đánh giá

- Để đánh giá sản phẩm của HS, GV hướng dẫn xây dựng bộ công cụ đánh giá

- Điểm sản phẩm: là trung bình cộng từ phiếu đánh giá của HS và điểm sản phẩm từ GV

1.4 Báo cáo sản phẩm

Chủ đề được hoàn thành theo qui định sẽ tổ chức báo cáo sản phẩm GV hướngdẫn điều hành, nhóm trưởng hoặc đại diện từng nhóm báo cáo sản phẩm mình làm.Các nhóm khác theo dõi, đặt câu hỏi, GV có thể đặt câu hỏi để kiểm tra kiến thức của

HS trong quá trình làm Các nhóm có thể đề xuất những khó khăn, những giải pháptối ưu

Giáo viên rút ra kết luận, nhận xét ưu, nhược điểm từng nhóm, dựa vào công cụđánh giá để cho điểm từng HS

1.5 Kiểm tra kiến thức vận dụng

Giáo viên tiến hành bài kiểm tra đánh giá quá trình tiếp nhận kiến thức và kĩnăng của từng học sinh Thông qua kết quả GV có thể định hướng, điều chỉnh chonhững dự án tiếp theo, rút kinh nghiệm và có kết luận đúng đắn về tính ưu việt củaphương pháp dạy học theo định hướng STEM

2 Một số chủ đề dạy học STEM trong chương 1 hóa học lớp 12 THPT

Phản ứng thuỷ phân este trong môi trường kiềm là phản ứng một chiều, còn được gọi là phản ứng xà phòng hoá

RCOOR' + NaOH  RCOONa + R'OHNếu este là chất béo thì muối natri của axit béo tạo ra được dùng làm xà phòng,glixerol thường được tách ra để dùng trong nhiều lĩnh vực khác

Phản ứng thuỷ phân este trong môi trường axit là phản ứng thuận nghịch:

RCOOR' + HOH H+ RCOOH + R'OHNếu este là chất béo, thì phản ứng thuận xảy ra trong cơ thể người, dưới tácdụng của enzim tạo ra glixerol và axit béo Glixerol được hấp thụ trực tiếp, còn axitbéo được mật chuyển thành dạng tan dễ dàng, hấp thụ vào thành ruột Ở thành ruột,phản ứng nghịch xảy ra tạo thành chất béo mới Chất béo mới đi vào máu và vào mô

mỡ Khi bị oxi hoá chậm trong cơ thể, chất béo cung cấp nhiều năng lượng hơn chấtđạm, chất đường 2-3 lần

Với chương 1 Este - Lipit, sách giáo khoa hóa học 12, ứng với hai đối tượnghọc sinh khác nhau, tôi đã tiến hành các hoạt động trải nghiệm theo dạy học STEMnhư sau:

Dự án 1: Điều chế xà phòng organic từ chất béo (dành cho đối tượng học sinhmạnh về các môn KHTN)

Dự án 2: Thiết kế chế độ ăn lành mạnh dành cho học sinh THPT chuyên PhanBội Châu (dành cho đối tượng học sinh mạnh về các môn KHXH)

2.1 Giáo án dạy học STEM: Điều chế xà phòng organic từ chất

béo Lớp áp dụng dự án: Lớp chuyên Hoá 12A4 K46 2.1.1 Ý tưởng

dự án:

Sản phẩm phản ứng thuỷ phân chất béo là xà phòng và glixerol Bánh xà phòngcông nghiệp đang được bày bán rộng rãi trên thị trường hiện nay có giá thành thấp,tuy nhiên lại gây khô da khi sử dụng Đó là do glixerol đã được tách riêng để sản xuất

mỹ phẩm Xà phòng hữu cơ được sản xuất từ dầu dừa, dầu oliu tự nhiên, khôngtách glixerol, tuy có giá thành cao nhưng khả năng dưỡng ẩm tốt

2.1.2 Mục tiêu dự án

a Mục tiêu kiến thức

- Xác định sản phẩm của phản ứng thuỷ phân este nói chung, chất béo nói riêng

- Xác định tính chất vật lý, tính chất hoá học của xà phòng để tìm ra cách tách chiết sản phẩm tốt nhất

- Trình bày cách đánh giá độ kiềm của dung dịch xà phòng dựa vào giá trị pH

- Tìm ra chất hoá học phù hợp để giảm độ pH của xà phòng nhưng không gây hại da tay

b Mục tiêu kỹ năng

- Rèn luyện kỹ năng quan sát, thực hành thí nghiệm (phản ứng thuỷ phân chất béo), nhận xét

- Sử dụng máy đo pH xác định giá trị pH của dung dịch xà phòng

- Rèn luyện kỹ năng hợp tác nhóm, sử dụng công nghệ thông tin

- Phát triển tư duy sáng tạo, giải quyết vấn đề

c Mục tiêu thái độ

- Củng cố niềm tin vào khoa học thực nghiệm

- Hứng thú với việc ứng dụng kiến thức để khám phá thế giới, giải quyết vấn đề thực tiễn

- Chủ động, nghiêm túc, trách nhiệm với nhiệm vụ đã nhận

- Tôn trọng kết quả thực nghiệm khi làm thí nghiệm

-Nghiêm túc hoàn thành nhiệm vụ được giao Có trách nhiệm với sản phẩm mình làm ra

d Mục tiêu về năng lực định hướng hình thành

- Hình thành năng lực giải quyết vấn đề; năng lực hợp tác; năng lực sáng tạo; năng lực tự học

- Hình thành năng lực sử dụng công nghệ thông tin và truyền thông

2.1.3 Dự kiến các hoạt động

 Gợi ý các câu hỏi định hướng:

- Đánh giá chung về xu hướng và tiềm năng của mỹ phẩm organic.

- Chất béo là gì? Tại sao một số chất béo là chất lỏng, số khác lại là chất rắn ở nhiệt

độ thường?

- Làm thế nào để điều chế được xà phòng từ chất béo?

- Sử dụng nguyên liệu là dầu dừa, dầu olive… hay dầu mỡ phế thải thì có lợi cho sức khoẻ con người, cho môi trường sống của chúng ta như thế nào?

- Xà phòng hữu cơ khác với xà phòng công nghiệp như thế nào?

 Tổ chức nhóm: GV cùng HS chia nhóm theo đề tài dự án và các nhóm thảoluận để bầu chọn Trưởng nhóm, thư kí, đặt tên nhóm Tên nhóm có thể có sự gắn kếtvới sản phẩm dự án

Sau khi chọn chủ đề dự án, thành lập các nhóm cần tổ chức cho nhóm HS:

– Thảo luận để hiểu rõ mục tiêu, xác định nội dung dự án (có thể sử dụng kĩ thuật khăn trải bàn)

+ Nhiệm vụ 1: Tìm hiểu về nguyên tắc điều chế xà phòng từ dầu, mỡ

+ Nhiệm vụ 2: Cách định lượng NaOH cần dùng cho một lượng dầu, mỡ nhất định để

xà phòng tạo ra có chất lượng tốt nhất

+ Nhiệm vụ 3: Cách sử dụng máy đo pH để kiểm nghiệm chất lượng xà phòng

+ Nhiệm vụ 4: Tìm hiểu về chất tạo màu, tạo mùi hương cho xà phòng

+ Nhiệm vụ 5: So sánh xà phòng hữu cơ điều chế được với xà phòng công nghiệp trênthị trường hiện nay

+ Nhiệm vụ 6: Các giải pháp phát triển và quảng bá cho sản phẩm xà phòng hữu cơ.– GV theo dõi, góp ý và tư vấn cho các nhóm HS xây dựng được kế hoạch thực hiện

dự án đã chọn, chú ý đến tính khả thi và tính hiệu quả của các nội dung và phương án

- Bài thực hành Phản ứng xà phòng hoá, Điều chế xà phòng từ dầu thực vật – Trường

ĐH Dược Hà Nội

- Luận văn ”Nghiên cứu sản xuất xà phòng tự nhiên quy mô phòng thí nghiệm” – Đoàn Xuân Hoàng

- Từ khoá :”xà phòng handmade”, ”xà phòng hữu cơ”, ”mỹ phẩm organic”, ”mỹ phẩm

từ thiên nhiên” cho Google và Youtube

 Chuẩn bị nguyên vật liệu và dụng cụ thực hiện dự án

Gợi ý các nguồn nguyên liệu có thể mua ở địa phương (TP Vinh – Nghệ An)

- Kiềm NaOH (26 Nguyễn Viết Xuân) - Dầu dừa nguyên chất Vietcoco (Vinmart)

- Glycerine (Số 26 Nguyễn Viết Xuân) - Màu thực phẩm (Số 36 Kim Đồng)

- Tinh dầu sả chanh TokyoLife, tinh dầu nhài, tinh dầu hoa mộc lan Air Diffuser

 Tiến hành sản xuất xà phòng

- Chuẩn bị: Pha dung dịch NaOH 20%; Pha dung dịch NaCl bão hòa

- Trộn hỗn hợp dầu dừa và dầu oliu, NaOH, etanol vào bình chứa theo thứ tự thì tỉ lệ

- Hút chân không hỗn hợp và ép chúng vào khuôn để tạo hình

 Thử pH và khả năng tạo bọt của xà phòng

2.2 Giáo án dạy học STEM: Thiết kế chế độ ăn lành mạnh dành cho học sinh trường THPT chuyên Phan Bội Châu.

Lớp áp dụng dự án: Lớp chuyên Sử 12C2

K47 2.2.1 Ý tưởng dự án:

Chất béo là trieste của glixerol với các axit béo Chất béo ở thể rắn, thường cónguồn gốc động vật được gọi là mỡ, chất béo ở thể lỏng, thường có nguồn gốc thựcvật được gọi là dầu Trong cơ thể chúng ta luôn có một lượng mỡ nhất định và lượng

mỡ này cần thiết để dự trữ năng lượng, giữ nhiệt, là mô đệm hấp thụ những chấnđộng, và có vai trò trong một số các chức năng khác Chất béo là dung môi hòa tancác vitamin tan trong chất béo, tham gia cấu trúc cơ thể Khi không được cung cấpđầy đủ chất béo, HS có nguy cơ thiếu hụt năng lượng Học sinh THPT đang trong quátrình tăng trưởng về thể chất, nếu thiếu năng lượng, quá trình này sẽ bị chậm lại Bên

cạnh đó, thiếu chất béo sẽ ảnh hưởng đến quá trình hấp thu loại vitamin A, D, E, lànhững vi chất quan trọng đối với quá trình tăng trưởng, đặc biệt của hệ xương Ngoài

ra, các acid béo không no như linoleic, acid alpha – liolenic, tiền tố DHA và DHA cóvai trò quan trọng đối với sự phát triển của hệ thần kinh trung ương, chức năng nhìncủa mắt [8] Khi lượng chất béo dư thừa là yếu tố nguy cơ gây thừa cân và béo phì(TCBP) [8] Ở Việt Nam, theo cuộc điều tra của Viện dinh dưỡng năm 2017-2018, tỉ

lệ học sinh THPT béo phì là 13,5% (khu vực thành thị) và 6,2% (vùng nông thôn)

Ở tuổi học sinh, đặc biệt là cấp THPT, do cơ thể bạn vẫn đang phát triển, vẫncần năng lượng và các chất dinh dưỡng để xây đắp cơ thể, nên ăn uống như thế nào làhợp lý? Chúng ta cần tính toán lượng calories, đặc biệt là hàm lượng chất béo trongcác loại thực phẩm phổ biến, từ đó xây dựng chế độ ăn lành mạnh dành cho đối tượnghọc sinh THPT

2.2.2 Mục tiêu dự án

a Mục tiêu kiến thức

- Cấu trúc và phân loại chất béo

- Phản ứng thuỷ phân và tổng hợp chất béo

- Chất béo có hàm lượng calo cao, giữ vai trò quan trọng trong quá trình trao đổi chất của cơ thể, tuy nhiên, nó cũng liên quan đến một số bệnh như béo phì, tim mạch

- Tìm hiểu về chế độ ăn kiêng Keto (giảm cân bằng cách tăng lượng chất béo trong khẩu phần ăn kiêng)

- Xác định được hàm lượng chất béo trong một số loại thức ăn phổ biến của học sinh THPT

- Ước tính được lượng calo tiêu thụ trong một số hoạt động phổ biến của học sinh THPT

- Đề xuất một chế độ ăn cân bằng cho học sinh THPT

b Mục tiêu kỹ năng

- Kỹ năng quan sát, phỏng vấn, thu thập thông tin, số liệu

- Kỹ năng hợp tác nhóm, sử dụng công nghệ thông tin

- Kỹ năng tính toán và xử lý số liệu

- Kỹ năng giao tiếp

c Mục tiêu thái độ, năng lực

- Hứng thú với việc ứng dụng kiến thức để khám phá thế giới, giải quyết vấn đề thực tiễn

- Hình thành năng lực giải quyết vấn đề, năng lực hợp tác, năng lực sử dụng công nghệ thông tin và truyền thông

d Mục tiêu về sản phẩm học sinh cần đạt được

- Đề xuất một chế độ ăn cân bằng cho học sinh THPT, có tính toán cụ thể lượng calo

- Poster: khổ A0, in màu, thiết kế hoàn chỉnh, giới thiệu tổng quan về chất béo

- Thiết kế game học tập tổng kết chương

2.2.3 Dự kiến các hoạt động, kế hoạch thực hiện dự

án Thời gian thực hiện dự án: 3 tuần

* Tuần 1

- Chia nhóm và lên danh sách nhóm

- Chuẩn bị bài giảng và thiết kế chương trình

- Thiết kế biểu mẫu: tiêu chí chấm điểm, mẫu biên bản

nhóm * Tuần 2

- Tiến hành dạy lý thuyết chương Este - chất béo

- Duyệt nội dung phỏng vấn, khảo sát và kịch bản đoạn phim

- Lên ý tưởng game luyện tập chương

- Gợi ý các nguồn tài liệu tham khảo và cách tính toán năng lượng trong khẩu phầnăn

 Thừa cân béo phì (TCBP) là tình trạng tích luỹ mỡ thái quá và không bìnhthường một cách cục bộ hay toàn thể tới mức ảnh hưởng xấu đến sức khoẻ [1] Chỉ sốkhối cơ thể viết tắt là BMI (Body Mass Index) = trọng lượng (kg)/bình phương chiềucao (m2) được sử dụng để xác định tình trạng TCBP Là người Việt Nam, nếu chỉ sốnày từ 23-24,9 là thừa cân, nếu đạt trên 25 là béo phì Nhiều bạn HS nữ có chỉ số BMIchuẩn nhưng vẫn ăn kiêng, cố ăn ít hoặc nhịn ăn để có vóc người mảnh mai, có thểdẫn đến suy nhược cơ thể, chán ăn, ảnh hưởng xấu đến sức khoẻ Một trong chế độ ăn

giảm cân đang được ưa chuộng nhất hiện nay là chế độ Keto (ăn ít carbohydrate và ăn

nhiều chất béo).

 Hai nguyên nhân chính gây ra tình trạng thừa cân, béo phì là thói quen ăn uống và thói quen vận động

- Một khẩu phần đảm bảo đủ năng lượng và có đủ các chất dinh dưỡng chưa đủ

mà còn phải là khẩu phần cân đối và hợp lý (cung cấp đủ năng lượng cho nhu cầu cơthể; có đủ các chất dinh dưỡng cần thiết; các chất dinh dưỡng ở một tỉ lệ cân đối thíchhợp) Hiện nay, trong xu thế của cuộc sống hiện đại, HS THPT cũng thường sử dụngthức ăn nhanh, đồ ăn vặt nhiều dầu mỡ hay các loại đồ uống có đường, như trà sữa,

nước ngọt có gas, chế độ ăn có hàm lượng canxi thấp và lượng rau xanh thiếu so với nhu cầu khuyến nghị.

- Bên cạnh thực phẩm là tác nhân môi trường chính, thì sự suy giảm mức độhoạt động thể lực là yếu tố tác nhân thứ hai gây TCBP Hoạt động thể lực bao gồm cảcác hoạt động gắng sức ở mức độ vừa là những hoạt động tiêu hao 3,5 – 7 kcal/phút

và hoạt động gắng sức nặng là những hoạt động tiêu hao trên 7 kcal/phút Mức hoạtđộng thể lực của học sinh THPT được xác định dựa trên khuyến nghị của WHO rằngtrẻ từ 5 – 17 tuổi nên tham gia các hoạt động thể lực 60 phút/ngày, trong đó các hoạtđộng gắng sức từ mức độ vừa đến nặng nên thực hiện ít nhất 2 – 3 lần/tuần Tuy nhiên

HS ngày nay lại ít chơi thể thao, thời gian ngồi nhiều hơn thời gian hoạt động thể lực,xem màn hình TV, điện thoại quá nhiều

Mục tiêu dự án là khảo sát, điều tra hiểu biết về chất béo, hàm lượng chất béotrong các đồ ăn phổ biến của học sinh, vai trò và ảnh hưởng của chất béo đến sứckhoẻ Từ đó đề xuất chế độ tập luyện, tính toán và xây dựng một khẩu phần ăn hợp lýcho học sinh THPT

Bảng phân vai và nhiệm vụ cho các nhóm chuyên gia

trưởngNhóm chuyên - Tổng hợp các kiến thức cơ bản của chương Este Huy Minh

gia kiến thức - Lipit

- Thiết kế bộ câu hỏi ôn tập chươngNhóm chuyên - Tìm hiểu về nhận thức chung của học sinh Thu Hoài

gia nghiên trong trường về chất béo, về chế độ ăn kiêng

cứu thực trạng Keto

- Tìm hiểu về các món ăn trong thực đơn ănsáng, trưa, tối của canteen KTX

- Tìm hiểu về các hoạt động tiêu tốn năng lượngcủa học sinh trong trường

Nhóm chuyên - Từ các thông tin thực tế thu thập được, các Hà Linh

gia giải pháp chuyên gia giải pháp đưa ra thực đơn cân bằng

giữa nhu cầu năng lượng của học sinh và thực tếđáp ứng của canteen

gia công nghệ - Thiết kế poster ôn tập chương

thông tin

- Thiết kế game ôn tập kiến thức chương

- Dựng filmNhóm chuyên - Giới thiệu các sản phẩm của dự án Huy Minh

gia thuyết - Tổ chức trò chơi ôn tập chương

- Điều tra thực trạng học tập của lớp thực nghiệm

- Soạn bài giảng dạy theo nội dung của sáng kiến

- Quan sát và đánh giá thái độ của HS trong các giờ học

- Tiến hành bài kiểm tra hoặc ghi nhận kết quả chơi game của học sinh sau khi thực nghiệm

* Ở lớp đối chứng:

- Giáo viên thực hiện quan sát hoạt động học tập của HS ở lớp đối chứng được GV giảng dạy các bài trong chương Este-Lipit nhưng không theo hướng đi của sáng kiến.

- Tiến hành cùng một đề kiểm tra có nội dung như lớp thực nghiệm

3 Nội dung thực nghiệm

Thực nghiệm theo nội dung của sáng kiến kinh nghiệm

4 Địa điểm, thời gian và đối tượng thực nghiệm

Thực nghiệm sư phạm được tiến hành tại trường THPT chuyên Phan Bội Châu

Chúng tôi đã tìm hiểu và nhận thấy trình độ chung về môn Hóa học tương ứng của lớpthực nghiệm:

- Khoá 46: Lớp 12A4 và các lớp đối chứng 12A1, 12A6 là tương đương nhau

- Khoá 47: Lớp 12C2 và lớp đối chứng 12C5 là tương đương nhau

Thực nghiệm được tiến hành từ ngày 5/8/2019 đến 26/9/2019 (dự án 1), từ 7/9/2020 đến 26/9/2020 (dự án 2)

5 Kết quả thực nghiệm sư phạm

5.1 Điều chế xà phòng organic từ chất béo

a Chọn đề tài và xác định mục tiêu của dự án

giải quyết các vấn đề nảy sinh trong quá (4) 4E (For Environment) Soap – Xà

Hướng 2: Xà phòng thảo dược Bên cạnh

thành phần giặt rửa là muối natri của axit

béo, học sinh có thể kết hợp với các thảo

dược thiên nhiên giúp thư giãn, giảm

stress như sả, chanh…

Hướng 3: Xà phòng diệt khuẩn Thay vì

hoá chất độc hại, một số loại cây như trầu

không cũng có thành phần giúp diệt khuẩn

một cách an toàn

Hướng 4: Xà phòng dưỡng da Không chỉ

có tác dụng làm sạch, xà phòng có thể kết

hợp với một số loại tinh dầu dưỡng da

chiết xuất từ cánh hoa hồng hay cây lô

hội

Ngoài ra, học sinh cũng có thể tự tìm hiểu

và sáng tạo ra loại xà phòng độc đáo của

– GV theo dõi, góp ý và tư vấn cho các + Kinh phí thực hiện và nguồn cung cấp.

+ Phân công công việc cho các thành

nhóm HS xây dựng được kế hoạch thực

hiện dự án đã chọn, chú ý đến tính khả thi viên, xác định thời gian hoàn thành và

và tính hiệu quả của các nội dung và các sản phẩm cần thu được.

và sự kiện

Nguyên liệu của tổ 1.

Có 3 phương pháp điều chế xà phòng: điều chế xà phòng ở nhiệt độ thường,điều chế xà phòng ở nhiệt độ cao, điều chế xà phòng có thu hồi glixerol Nếu thu hồiglixerol (chất tạo ẩm), xà phòng tạo ra dễ làm khô da.

Bảng so sánh Xà phòng hữu cơ – Xà phòng công nghiệp (tổ 4)

Tất cả các loại dầu, mỡ động thực vật đều có thể dùng làm nguyên liệu sản xuất

xà phòng như mỡ bò, cừu, heo, dầu dừa, dầu cọ, dầu lạc… Các dầu mỡ giàu thànhphần axit béo no (mỡ heo, bò, dầu dừa…) cho xà phòng cứng hơn các dầu mỡ giàuaxit béo không no Dầu dừa là loại dầu thực vật rẻ tiền, dễ làm hơn cả, trong dầu dừa

có tới 94% là axit béo bão hoà Dầu dừa được ép từ cùi dừa (chiếm 65% trong cùi dừakhô), có tỉ trọng 0,86-0,9 ở 15oC Nhiệt độ nóng chảy của dầu dừa là 23-26oC, chỉ sốiot là 8-9 Xà phòng điều chế từ dầu dừa có tính giặt rửa và tính tạo bọt tốt nhất vì cóhàm lượng axit lauric (45-52%) và myristic (16-21%) cao (những axit béo có khảnăng giặt rửa và tạo bọt cao nhất)

Bảng liệt kê các ưu điểm vượt trội của xà phòng dầu dừa (tổ 1)

c Thực hiện dự án

GV thường xuyên theo dõi tiến

HS hoạt động cá nhân, nhóm theo kế hoạch

độ công việc của nhóm và điều

chỉnh nếu cần và báo cáo định kì với GV kết quả từng giai

đoạn

Trong quá trình theo dõi thực

- Bước đầu, các em triển khai điều chế thửhiện dự án, GV cần kiểm tra và

đánh giá tính khả thi của các nghiệm một lượng nhỏ theo quy trình bài

phương án đề xuất trước khi HS thực hành Điều chế xà phòng từ dầu thực vậtthực hiện nhiệm vụ, giải thích của trường ĐH Dược Hà Nội: Cho 5ml dầunguyên nhân và hướng dẫn học dừa, 8ml etanol, 5ml dung dịch NaOH 20%sinh cách khắc phục một số vào bình cầu hoặc cốc thuỷ tinh, khuấy đềunhược điểm của sản phẩm: và đun cách thuỷ Tách sản phẩm bằng cách

ứng để quá trình phân li của xà phòng chuyểnphòng làm ra ngay ngày hôm sau dịch về phía trái, làm xà phòng ít tan trong

có mùi lạ Do vậy các em phải nước, phân lớp và nổi lên trên

tính toán lại, giảm bớt lượng RCOONa 

RCOO- + Na+

kiểm đã dùng cho đến khi xà

phòng làm ra không làm đổi màu Khuấy đều, để nguội từ từ đến nhiệt độgiấy chỉ thị pH phòng, xà phòng tách ra dưới dạng kết tủa

- Tổ 2 cho dư dầu so với lượng Lọc hút trên phễu lọc và rửa lại bằng nước.hướng dẫn, với mong muốn xà

phòng làm ra không những có

khả năng làm sạch mà còn có

chức năng dưỡng da Tuy nhiên,

sản phẩm ban đầu của tổ 2 ít bọt,

hơi dính tay Tổ 2 phải điều chỉnh - Trong quá trình làm sản phẩm, HS điềulại tỉ lệ NaOH tương ứng với chỉnh nguyên liệu, tỉ lệ phản ứng và tìm ralượng dầu sử dụng phụ gia thích hợp để tạo ra sản phẩm mong

- Tổ 3 sau khi tìm hiểu thành muốn, chẳng hạn, tổ 1 thêm đường vào đểphần chất béo trong các loại dầu tạo ra xà phòng trong suốt

18

- Tổ 4: các em thu gom dầu mỡ

phế thải, đã chiên đi chiên lại

cứng như mong muốn Hướng

khắc phục: thêm phụ gia glixerol

hoặc làm lạnh sâu ngay sau khi

điều chế

Trên cơ sở các tài liệu được GV cung cấp, với định hướng sản phẩm riêng của từng nhóm, các tổ đã tiến hành điều chế xà phòng theo các quy trình khác nhau:

Tổ 1 điều chế xà phòng quy trình nóng

(Hot Process); có thêm bước chuyển

hóa xà phòng thành trong suốt (Germ

Soap):

1 Đo lường: tính theo chỉ số xà phòng

hóa và dư 10% dầu: Dầu dừa 300g;

NaOH 48g; Nước cất 115g

2 Đun hỗn hợp tầm 2 tiếng để phản ứng

xà phòng hóa xảy ra

3 Cho cồn, đường và glycerine vào để

tạo dung môi trong suốt (Glycerine 58g;

Cồn 90: 115g; Đường kính trắng 71g

*Chú ý khuấy điều độ vì sẽ tạo bọt Sau

khi xong thì hớt hết bọt

4 Ủ từ 2-4 tuần, ở nơi tối để phản ứng

xà phòng hóa xảy ra hoàn toàn và lượng

nước dư thừa bay hơi hết khỏi xà

phòng

Tổ 3:

1 Chuẩn bị dụng cụ, hoá chất: NaOH(khan); Nước; Dầu, chất béo thực vật(quy trình sử dụng dầu dừa, dầu olive);Cốc (1L); Màu thực phẩm; Tinh dầu;Khuôn

2 Cân dầu, pha kiềm - Cân lượng dầulàm xà phòng - Sử dụng trang web

soupcalc.net để tính lượng NaOH cần

sử dụng (Cần tính chính xác để tránh dưkiềm) - Cho nước vào cốc, cho từ từlượng NaOH vào, khuấy đều

3 Tiến hành phản ứng - Đun dầu nónglên, đồng thời để nguội NaOH đến khi

cả hai dung dịch đạt 50°C - Đổ NaOHvào dầu, dùng dụng cụ khuấy đến khihỗn hợp đồng nhất - Cho phẩm màu vàhương liệu vào, đổ hỗn hợp vào khuôn

và đợi đến lúc hỗn hợp cứng lại - Lấykhuôn ra và cắt xà phòng thành từngmiếng

Tổ 2 điều chế xà phòng theo quy trình

cơ bản (giáo trình thực hành Phản ứng

xà phòng hoá, Điều chế xà phòng từ dầu

thực vật – Trường ĐH Dược Hà Nội):

1 Chuẩn bị: Pha dung dịch NaOH 20%;

Pha dung dịch NaCl bão hòa

2 Trộn hỗn hợp dầu dừa và dầu oliu,

NaOH, etanol vào bình chứa theo thứ tự

thì tỉ lệ là 5:5:8, khuấy đều

3 Đun nóng hỗn hợp bằng phương pháp

cách thủy dưới nhiệt độ 80-90 độ C ,

trong khi đun có thêm vài giọt nước để

tăng hiệu suất phản ứng xà phòng hóa

4 Sau khoảng 30 phút đưa hỗn hợp ra

để nguội rồi cho dung dịch NaCl bão

hòa vào khuấy nhẹ

- Đặt bình vào bát cách thủy, đun sôicách thủy trong thời gian 30p (với 50

ml dầu dừa), tiếp tục khuấy hỗn hợptrong quá trình phản ứng

- Đổ hỗn hợp đang nóng vào cốc thủytinh chứa sẵn dung dịch NaCl bão hòa.Khuấy đều và để nguội Thu được muốinatri của acid béo ở dạng kết tủa

- Kiểm tra pH và trung hòa bằng acidyếu nếu có kiềm dư (ví dụ như acidcitric)

- Thêm tinh dầu và phẩm màu

- Lọc bằng phễu lọc  Thu được sản phẩm