SKKN 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 Chính phủ ngày 04/05/2017 đã đưa ra giải pháp về mặt giáo dục: “Thay đổi mạnh mẽ các chính sách, nội dung, phương pháp giáo dục và dạy nghề nhằm t

M ỤC LỤC

B N ỘI DUNG NGHIÊN CỨU

Chương 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN

1 Cơ sở lí luận

2 Cơ sở thực tiễn

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

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

2.1 Giáo án d ạy học STEM: Điều chế xà phòng organic từ chất béo

2.2 Giáo án d ạy học STEM: Thiết kế chế độ ăn lành mạnh dành cho học

sinh trường THPT chuyên Phan Bội Châu

Chương 3 THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM

1 Mục đích thực nghiệm

2 Tổ chức thực nghiệm

3 Nội dung thực nghiệm

4 Địa điểm, thời gian và đối tượng thực nghiệm

5 Kết quả thực nghiệm sư phạm

5.1 Điều chế xà phòng organic từ chất béo

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

chuyên Phan B ội Châu

A ĐẶT VẤN ĐỀ

1 Lí do ch ọn đề tài

Trước sự bùng nổ của cuộc cách mạng 4.0, giáo dục có vai trò ngày càng quan

trọng trong sự phát triển của xã hội Theo Chỉ thị số 16/CT-TTg của Thủ tướng Chính

phủ ngày 04/05/2017 đã đưa ra giải pháp về mặt giáo dục: “Thay đổi mạnh mẽ các chính 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 vào thúc đẩy đào tạo về khoa học, công nghệ, kĩ thuật và toán học (STEM), ngoại ngữ, tin

học trong chương trình giáo dục phổ thông”, đồng thời đưa ra nhiệm vụ: “Thúc đẩy triển khai giáo dục về khoa học, công nghệ, kĩ thuật và toán học (STEM) trong chương 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 của học sinh (HS); đồng thời giúp HS chủ động, tích cực và sáng tạo vận dụng được kiến

thức 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 khi khung chương trình dạy học lại có giới hạn Do vậy, vận dụng phương thức dạy học này trong bộ môn Hoá học như thế nào, trong thời điểm nào là băn khoăn, trăn trở của

rất nhiều giáo viên hiện nay Mặc dù đã có một số nghiên cứu, các bài viết, tài liệu về giáo dục STEM ở Việt Nam tuy nhiên các công trình nghiên cứu bàn về cơ sở lí luận

của giáo dục STEM và vận dụng nó vào dạy học bộ môn, đặc biệt là các chủ đề dạy

học STEM trong môn Hóa học còn hạn chế

Bên cạnh đó, theo thống kê một vài năm trở lại đây, trong kỳ thi THPT quốc gia, số học sinh đăng ký bài thi khoa học xã hội (KHXH) luôn áp đảo số học sinh đăng ký bài thi khoa học tự nhiên (KHTN) Vậy phải dạy học STEM cho lượng học sinh đông đảo ấy như thế nào? Phải chăng các học sinh trội về khoa học xã hội đứng ngoài cuộc trong xu thế phát triển giáo dục STEM? Tôi nhận thấy rằng, khi triển khai

dạy học STEM cho các đối tượng học sinh hoàn toàn khác nhau, đặc biệt là khi HS đã bước 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 bị

kiến thức về cấu tạo, tính chất của este cùng một vài ứng dụng của este trong cuộc

sống Nhưng bài tập chương này chủ yếu là các bài tập tính toán liên quan đến phản ứng đốt cháy este, phản ứng thuỷ phân este Trong vài năm trở lại đây, kì thi THPT

quốc 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, các nhóm HS tự quyết định cách tiếp cận vấn đề và các hoạt động cần phải tiến hành để giải 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 đang giải quyết là vấn đề có thật trong đời sống Cuối cùng, chính HS trình bày kiến thức mới 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 tượng

học sinh khác nhau, nhằm góp phần nâng cao chất lượng dạy học theo định hướng STEM trong thời đại công nghệ 4.0

2 M ục đích nghiên cứu

- Mục đích của sáng kiến là đề xuất nội dung và xây dựng chủ đề dạy học theo

nội 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 học tập và định hướng cách khai thác thông tin từ tài liệu thu thập được một cách có hiệu

quả

3 Nhi ệm 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 th ể 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 Ph ạm 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 Gi ả thuyết khoa học

Trong quá trình dạy học, nếu giáo viên xây dựng được các bài học STEM, xây

dựng được các dự án học tập và sử dụng chúng một cách đúng đắn sẽ gây hứng thú

học tập, giúp học sinh phát huy tính tích cực, chủ động trong nhận thức, tinh thần làm

việc 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

7 Nh ững đóng góp của đề tài

- Về mặt lý luận: Góp phần làm sáng tỏ cơ sở lí luận về thiết kế và tổ chức các

hoạt động dạy học STEM trong dạy học hóa học ở trường THPT

- Về mặt thực tiễn: Cung cấp những giá trị cụ thể về mức độ thành công của việc đưa giáo án dạy học theo định hướng STEM vào thực tiễn giảng dạy hóa học 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 N ỘI DUNG NGHIÊN CỨU

C hương 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN

1 Cơ sở lí luận

1.1 Giáo d ục STEM

1.1.1 Tìm hi ểu 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 khoa

học, 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 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

1.1.2 M ột 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 tâm nghiên cứu, các cơ sở sản xuất để khai thác nguồn lực về con người, cơ sở vật chất hỗ

trợ hoạt động giáo dục STEM

1.2 Bài h ọc STEM

1.2.1 Tiêu chí xây d ựng 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 bại như là một phần cần thiết trong học tập

1.2.2 Quy trình xây d ựng 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 phẩm

học tập mà học sinh phải hoàn thành Các hoạt động học đó có thể được tổ chức cả ở trong và ngoài lớp học (ở trường, ở nhà và cộng đồng) Đồng thời cần thiết kế bài học điện tử trên mạng để hướng dẫn, hỗ trợ hoạt động học của học sinh bên ngoài lớp học

1.2.3 Ti ến 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

V ề sách giáo khoa

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

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

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

V ề tài liệu tham khảo

Hiện nay do yêu cầu đổi mới thi cử nên những tài liệu về các bài tập hóa học ứng dụng thực tế, thực hành thí nghiệm khá nhiều, tuy nhiên những tài liệu đó còn rời rạc 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 các bài giảng cụ thể, gây khó khăn cho giáo viên khi tham khảo và vận dụng

C hương 2 THIẾT KẾ MỘT SỐ HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM

1 N ội dung tiến hành trong dạy học STEM

1.1 K ế hoạch bài dạy

Lên kế hoạch bài dạy do GV thực hiện, ý tưởng có thể xuất phát từ thực tiễn

giảng dạy, từ các vấn đề thời sự hoặc có thể nảy sinh trong quá trình đề xuất, phát

biểu của HS

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 thực

hiện gồm:

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

Bước 2: Triển khai, thực hiện nhiệm vụ:

Bao gồm thứ tự các bước tiến hành:

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

1.3 Công c ụ 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

Đánh giá Kết quả

1

Công việc

Thời gian hoàn thành Thành viên thực hiện

Chủ đề được hoàn thành theo qui định sẽ tổ chức báo cáo sản phẩm GV hướng

dẫn 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 pháp

2 M ột 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'OH

Nếu 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'OH

Nếu este là chất béo, thì phản ứng thuận xảy ra trong cơ thể người, dưới tác

dụng của enzim tạo ra glixerol và axit béo Glixerol được hấp thụ trực tiếp, còn axit béo 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 chất đạm, chất đường 2-3 lần

Với chương 1 Este - Lipit, sách giáo khoa hóa học 12, ứng với hai đối tượng

học sinh khác nhau, tôi đã tiến hành các hoạt động trải nghiệm theo dạy học STEM như sau:

Dự án 1: Điều chế xà phòng organic từ chất béo (dành cho đối tượng học sinh

mạnh về các môn KHTN)

Dự án 2: Thiết kế chế độ ăn lành mạnh dành cho học sinh THPT chuyên Phan

Bội 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

L ớp 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 phòng công 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, không tách glixerol, tuy có giá thành cao nhưng khả năng dưỡng ẩm tốt

2.1.2 Mục tiêu dự án

a M ục 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 M ục 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 M ục 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 M ục 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

- 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 thảo

luận để bầu chọn Trưởng nhóm, thư kí, đặt tên nhóm Tên nhóm có thể có sự gắn kết

với 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 trên

thị 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

đề xuất

2.1.4 Lịch trình đánh giá

Sản phẩm được hoàn thành trong thời gian 6 tuần kể từ khi nhận chủ đề Mỗi nhóm tiến hành làm thí nghiệm tại phòng thực hành và báo cáo kết quả tại phòng học 12A4 Nếu gặp vấn đề gì có thể liên lạc với giáo viên hướng dẫn (Phụ lục 2 Tiêu chí đánh giá dự án)

2.1.5 Kế hoạch thực hiện dự án

 Tìm kiếm thông tin, tài liệu phục vụ dự án

- SGK Hoá học lớp 12

- 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

là 5:5:8, khuấy đều

- 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

- Sau khoảng 30 phút đưa hỗn hợp ra để nguội rồi cho dung dịch NaCl bão hòa vào khuấy nhẹ

- 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 d ạy học STEM: Thiết kế chế độ ăn lành mạnh dành cho học sinh trường THPT chuyên Phan Bội Châu

L ớp 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 có nguồn gốc động vật được gọi là mỡ, chất béo ở thể lỏng, thường có nguồn gốc thực

vật 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 chấn động, và có vai trò trong một số các chức năng khác Chất béo là dung môi hòa tan các vitamin tan trong chất béo, tham gia cấu trúc cơ thể Khi không được cung cấp đầy đủ chất béo, HS có nguy cơ thiếu hụt năng lượng Học sinh THPT đang trong quá trình 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, là những 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 có vai trò quan trọng đối với sự phát triển của hệ thần kinh trung ương, chức năng nhìn của 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, vẫn cần năng lượng và các chất dinh dưỡng để xây đắp cơ thể, nên ăn uống như thế nào là hợp lý? Chúng ta cần tính toán lượng calories, đặc biệt là hàm lượng chất béo trong các loại thực phẩm phổ biến, từ đó xây dựng chế độ ăn lành mạnh dành cho đối tượng

học 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 M ục 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 M ục tiêu thái độ, năng lực

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

- 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 phần

ăn

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

dẫn 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 cơ thể; có đủ các chất dinh dưỡng cần thiết; các chất dinh dưỡng ở một tỉ lệ cân đối thích hợp) Hiện nay, trong xu thế của cuộc sống hiện đại, HS THPT cũng thường sử dụng

thức 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 độ hoạt động thể lực là yếu tố tác nhân thứ hai gây TCBP Hoạt động thể lực bao gồm cả các 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 hoạt động thể lực của học sinh THPT được xác định dựa trên khuyến nghị của WHO rằng trẻ từ 5 – 17 tuổi nên tham gia các hoạt động thể lực 60 phút/ngày, trong đó các hoạt động 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 béo trong các đồ ăn phổ biến của học sinh, vai trò và ảnh hưởng của chất béo đến sức khoẻ Từ đó đề xuất chế độ tập luyện, tính toán và xây dựng một khẩu phần ăn hợp lý cho học sinh THPT

Bảng phân vai và nhiệm vụ cho các nhóm chuyên gia

trưởng Nhóm chuyên

gia kiến thức - T- Lipit ổng hợp các kiến thức cơ bản của chương Este

- Thiết kế bộ câu hỏi ôn tập chương

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

Thu Hoài

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

Nhóm chuyên

gia giải pháp - Tchuyên gia giừ các thông tin thực tế thu thập được, các ải pháp đưa ra thực đơn cân bằng

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

Hà Linh

Nhóm chuyên

gia công nghệ

thông tin

- Thiết kế bài báo cáo PowerPoint

- Thiết kế poster ôn tập chương

- Thiết kế game ôn tập kiến thức chương

- Giới thiệu các sản phẩm của dự án

- 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

2.2.T ổ chức thực hiện

* Ở lớp dạy thực nghiệm:

- Dạy theo nội dung sáng kiến trong các giờ học lý thuyết, luyện tập, tự chọn, thực hành và cả kiến thức HS thực hiện ngoài giờ học

- Quan sát hoạt động học tập của HS xem các em có phát huy được tính tích cực, tự

giác và có phát triển được các năng lực cần thiết hay không

- 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 N ội 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 lớp

thực 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 K ết quả thực nghiệm sư phạm

5.1 Điều chế xà phòng organic từ chất béo

a Ch ọn đề tài và xác định mục tiêu của dự án

GV gợi ý: Có nhiều hướng để lựa chọn

sản xuất xà phòng hữu cơ

Hướng 1: Tận dụng dầu mỡ phế thải để

sản xuất xà phòng Ưu điểm: tiết kiệm,

bảo vệ môi trường nhưng vấn đề tinh chế

dầu mỡ phế thải sẽ là một rào cản khó

Hướng này cần có học sinh giỏi Hoá để

giải quyết các vấn đề nảy sinh trong quá

trình thực nghiệm

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

4 nhóm học sinh đặt tên nhóm và mục tiêu sản phẩm như sau:

(1) Gems Soap – Xà phòng trong suốt như đá quý

(2) High Soap – Xà phòng nước hoa (3) Eco Soap – Xà phòng kháng khuẩn (4) 4E (For Environment) Soap – Xà phòng hữu cơ tốt cho môi trường

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

riêng nhóm mình

b Xây d ựng đề cương và kế hoạch thực hiện dự án

– GV theo dõi, góp ý và tư vấn cho các

nhóm HS xây dựng được kế hoạch thực

+ Phương pháp tiến hành các hoạt động

và sự kiện

Nguyên li ệu 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 hồi glixerol (chất tạo ẩm), xà phòng tạo ra dễ làm khô da

B ảng 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 thành

phần axit béo no (mỡ heo, bò, dầu dừa…) cho xà phòng cứng hơn các dầu mỡ giàu axit 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 dừa khô), có tỉ trọng 0,86-0,9 ở 15oC Nhiệt độ nóng chảy của dầu dừa là 23-26oC, chỉ số iot là 8-9 Xà phòng điều chế từ dầu dừa có tính giặt rửa và tính tạo bọt tốt nhất vì có hàm lượng axit lauric (45-52%) và myristic (16-21%) cao (những axit béo có khả năng giặt rửa và tạo bọt cao nhất)

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

c Th ực hiện dự án

GV thường xuyên theo dõi tiến

độ công việc của nhóm và điều

chỉnh nếu cần

Trong quá trình theo dõi thực

hiện dự án, GV cần kiểm tra và

đánh giá tính khả thi của các

phương án đề xuất trước khi HS

thực hiện nhiệm vụ, giải thích

nguyên nhân và hướng dẫn học

sinh cách khắc phục một số

nhược điểm của sản phẩm:

- Tổ 1 đã đo độ pH của dung dịch

xà phòng được giá trị xấp xỉ 10

Các em vắt thêm nước cốt chanh

tươi để giảm pH, tuy nhiên xà

phòng làm ra ngay ngày hôm sau

có mùi lạ Do vậy các em phải

tính toán lại, giảm bớt lượng

kiểm đã dùng cho đến khi xà

phòng làm ra không làm đổi màu

giấy chỉ thị pH

- Tổ 2 cho dư dầu so với lượng

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

lại tỉ lệ NaOH tương ứng với

lượng dầu sử dụng

- Tổ 3 sau khi tìm hiểu thành

phần chất béo trong các loại dầu

thực vật đã sử dụng thêm dầu

olive cùng dầu dừa

HS hoạt động cá nhân, nhóm theo kế hoạch

và báo cáo định kì với GV kết quả từng giai đoạn

- Bước đầu, các em triển khai điều chế thử nghiệm một lượng nhỏ theo quy trình bài

thực hành Điều chế xà phòng từ dầu thực vật

của trường ĐH Dược Hà Nội: Cho 5ml dầu

dừa, 8ml etanol, 5ml dung dịch NaOH 20% vào bình cầu hoặc cốc thuỷ tinh, khuấy đều

và đun cách thuỷ Tách sản phẩm bằng cách

đổ hỗn hợp sản phẩm đang nóng vào cốc thuỷ tinh chứa sẵn 30ml dung dịch NaCl bão hoà Trong quá trình xà phòng hoá nên cho dung dịch muối ăn bão hoà vào hỗn hợp phản ứng để quá trình phân li của xà phòng chuyển dịch về phía trái, làm xà phòng ít tan trong nước, phân lớp và nổi lên trên

RCOONa  RCOO- + Na+ Khuấy đều, để nguội từ từ đến nhiệt độ phòng, xà phòng tách ra dưới dạng kết tủa

Lọc hút trên phễu lọc và rửa lại bằng nước

- Trong quá trình làm sản phẩm, HS điều

chỉnh nguyên liệu, tỉ lệ phản ứng và tìm ra

phụ gia thích hợp để tạo ra sản phẩm mong

muốn, chẳng hạn, tổ 1 thêm đường vào để

tạo ra xà phòng trong suốt

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 dầu làm xà phòng - Sử dụng trang web

soupcalc.net để tính lượng NaOH cần

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

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

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

và đợi đến lúc hỗn hợp cứng lại - Lấy khuôn ra và cắt xà phòng thành từng miếng

- Tổ 4: các em thu gom dầu mỡ

phế thải, đã chiên đi chiên lại

nhiều lần trong các nhà hàng,

quán ăn để điều chế xà phòng,

cứng như mong muốn Hướng

khắc phục: thêm phụ gia glixerol

hoặc làm lạnh sâu ngay sau khi

điều chế

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

một lượng nhỏ ethanol rồi khuấy đều

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

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

- Đổ hỗn hợp đang nóng vào cốc thủy tinh chứa sẵn dung dịch NaCl bão hòa Khuấy đều và để nguội Thu được

muối natri của acid béo ở dạng kết tủa

- Kiểm tra pH và trung hòa bằng acid

yếu nếu có kiềm dư (ví dụ như acid citric)

- Thêm tinh dầu và phẩm màu

- Lọc bằng phễu lọc  Thu được sản

phẩm

d Thu th ập kết quả và công bố sản phẩm

Việc công bố sản phẩm có thể kết hợp cả online (trên mạng xã hội) và offline (tổ chức dưới dạng triển lãm, trưng bày sản phẩm hoặc báo cáo khoa học, poster, tranh ảnh

hoặc các tiểu phẩm) GV góp ý về cách trình bày sản phẩm, tổ chức cho HS công bố

sản phẩm dự án

- Các em lập page riêng cho dòng sản phẩm của mình, hoặc quay video, đăng bài quảng cáo Mỗi lượt like, share đều được tính điểm cho giải Truyền thông 100 lượt like = 2 điểm, 100 lượt yêu thích = 5 điểm, 100 lượt share = 10 điểm

- Các nhóm HS trình bày offline sản phẩm dự án của mình Sản phẩm dự án của 4 nhóm đều trình chiếu trên bản PowerPoint, có tích hợp video, âm thanh, hình ảnh động cho phần giới thiệu nhóm và nội dung GV và các nhóm khác dùng thử sản

phẩm, theo dõi bài trình chiếu, đặt câu hỏi để làm rõ các vấn đề quan tâm về ý tưởng, phương pháp tiến hành, cách giải quyết các khó khăn gặp phải, những bài học rút ra,

dự định phát triển…