Giáo án STEM hợp chất của cacbon

Giáo án STEM hợp chất của cacbon

GIÁO ÁN MINH HỌA BÀI HỌC STEM

  1. THÔNG TIN CHUNG

Thực hiện trong dạy môn Hóa học 11 – Nội dung bài Hợp chất của Cacbon

Thời gian 2 tiết trên lớp

Thời gian chuẩn bị ở nhà: 1 tuần.

Yêu cầu cần đạt

– Trình bày được tính chất hóa học của các hợp chất của cacbon

– Thực hiện phản ứng về tính chất hóa học của các hợp chất của Cacbon

Giới thiệu chủ đề

Tên lửa và việc khám phá tên lửa luôn là vấn đề được quan tâm của con người trong hành trình chinh phục thiên nhiên.

Tên lửa hoạt động nhờ nguyên tắc phản lực, khi nhiên liệu cháy trong buồng đốt, tạo ra áp suất lên thành buồng đốt cân bằng về mọi hướng, ở vị trí ống thụt, áp suất bị thụt giảm, áp suất ở phía đối diện sẽ đẩy tên lửa về phía trước. Để mô phỏng hoạt động phóng tên lửa của tên lửa một cách đơn giản thì có thể sử dụng các phản ứng hóa học có tạo ra chất khí.

Sản phẩm: Tên lửa bắn xa (có bệ phóng nghiêng) với năng lượng để phóng tên lửa được cung cấp từ phản ứng hóa học của muối cacbonat

Các tiêu chí cụ thể:

– Tên lửa hoạt động nhờ nguyên tắc phản lực, sử dụng phản ứng hóa học của muối cacbonat với axit để sinh khí tạo áp lực.

– Tên lửa bay xa tối thiểu 4m tính từ điểm xuất phát (cứ xa thêm 0,5m được cộng 1 điểm)

– Hình dáng cơ bản của tên lửa giống hình dáng cơ bản của tên lửa trong thực tế, giảm tối thiểu lực cản trong không khí

– Tên lửa được trang trí đẹp độc dáo, các bộ phận gắn kết chắc chắn, dùng lại được nhiều lần.

Nội dung tích hợp

– Khoa học: Định luật bảo toàn động lượng và chuyển động ném xiên, phản lực (Môn Vật lí), phương pháp NCKH khảo sát tỉ lệ và lượng chất tối ưu.

– Công nghệ: Lập bảng thiết kế, sử dụng các công cụ tạo mô hình tên lửa, tìm ra các bước và kĩ thuật phóng tên lửa.

– Kĩ thuật: Qui trình thiết kế kĩ thuật, các kĩ thuật cho hóa chất và lắc thực hiện phản ứng và nút chai để phóng tên lửa

– Toán học: Tính toán thống kế, thu thập và xử lí dữ liệu.

  1. KẾ HOẠCH DẠY HỌC
  2. Mục tiêu

* Kiến thức

–  Trình bày được tính chất hóa học của các hợp chất của C, axit cacbonic và muối cacbonat: phản ứng của muối cacbonat với axit.

– Mô tả được nguyên tắc hoạt động phóng lên cao của tên lửa.

– Mô hình của tên lửa.

* Kĩ năng

– Chế tạo được mô hình tên lửa mini từ chai nhựa, bệ phóng xiên.

– Làm thí nghiệm hóa học.

* Phát triển năng lực

– Năng lực chung: năng lực giao tiếp và hợp tác, giải quyết vấn đề và sáng tạo, tự học và tự chủ.

– Năng lực chuyên biệt: năng lực nhận biết hóa học và vật lí, năng lực tính toán.

* Thái độ

– Làm việc khoa học

– Tự giác học tập

– Hứng thú với việc học tập

  1. Phương pháp

– Dạy học theo phương pháp giáo dục STEM

– Dạy học theo nhóm.

  1. Chuẩn bị.

– Hóa chất: muối xô đa, hoặc baking soda, axit axetic (giấm ăn)

– Nguyên vật liệu: chai nhựa, ống nhựa, keo dán, bút màu, giấy màu, kéo.

  1. Tiến trình dạy học.

– Thực hiện 2 tiết trên lớp, 1 tuần ở nhà.

  Thời gian Không gian thực biện
Hoạt động 1: Xác định vấn đề Tiết 1 ở lớp
Hoạt động 2: Nghiên cứu kiến thức nền và đề xuất giải pháp Tiết 1 ở lớp
Hoạt động 3: Lựa chọn giải pháp 1 tuần ở nhà
Hoạt động 4: Chế tạo mẫu thử nghiệm và đánh giá ở nhà
Hoạt động 5: Chia sẻ, thảo luận, điều chỉnh. Tiết 2 ở lớp

 

Hoạt động Nội dung Học liệu Sản phẩm học tập dự kiến
1. Xác định vấn đề

(Trên lớp)

– GV đặt câu hỏi tìm hiểu về cấu tạo và nguyên lí hoạt động của tên lửa,

– GV dẫn dắt giới thiệu chủ đề

– Các tiêu chí đánh giá sản phẩm

– H                                                                                                                                             S tiếp nhận vấn đề cần giải quyêt

Hình ảnh tên lửa – Câu trả lời các câu hỏi về tên lửa của GV.

– Tiêu chí đánh tên lửa.

2. Nghiên cứu kiến thức nền và đề xuất giải pháp

(Trên lớp)

– GV tổ chức cho HS tiến hành TN kiểm chứng, để nghiên cứu tính chất nền, chọn phản ứng hóa học phóng tên lửa

– Đề xuất giải pháp chọn phản ứng hóa học để phóng tên lửa

Dụng cụ, hóa chất thực hiện thí nghiệm. Kết luận về tính chất của muối cacbonat

– Chọn phản ứng hóa học phóng tên lửa theo tiêu chí sản phẩm

3. Lựa chọn giải pháp – HS làm việc theo nhóm: thảo luận theo hướng dẫn trong PHT

– HS đề xuất giải pháp.

– Làm mô hình tên.

– Tiến hành thí nghiệm khảo sát.

– Thử nghiệm phóng tên lửa, kết luận phương án tốt nhất.

PĐG số 1

Phiếu học tập số 1 (HD đề xuất giải pháp và chế tạo)

PHT số 2 (Mẫu 2 huận

– Mô hình tên lửa

– Phương án phóng tên lửa.

– Nhật kí chế tạo tên lửa

4. Chế tạo, thử nghiệm và đánh giá.

(Ở nhà)

5. Chia sẻ, thảo luận, điều chỉnh

(Trên lớp)

GV tổ chức cho các nhóm thi phóng tên lửa, thảo luận phân tích nguyên nhân thành công thất bại dựa vào kiến thức liên quan PĐG số 1 và số 2

Móc treo, băng dính, trưng bày thiết kế của các nhóm.

Phóng tên lửa thành công.

Đánh giá tên lửa theo tiêu chí

Phương án cải tiến

GV cho HS quan sát video thí nghiệm, đặt câu hỏi.

– HS trả lời câu hỏi.

– Tổng kết chủ đề

Video thí nghiệm về phản ứng nhiệt muối cacbonat Kết luận về phản ứng nhiệt phân

 

Nguyên vật liêu chuẩn bị thử nghiệm và chế tạo tên lửa

 

STT Nguyên, vật liệu GV chuẩn bị HS chuẩn bị
1 Dung dịch giấm ăn/ axit axetic 5% (600ml)    
2 Bột baking soda (10 thìa nhỏ)    
3 Nút cao su (2 cái)    
4 Cốc chia độ (1 cái)    
5 Chai nhựa, giấy màu, bìa cứng, băng dính, giấy ăn, thìa nhựa, kéo, màu, que tre…(HS chuẩn bị theo thiết kế)    
Lưu ý: GV có thể thống nhất loại chai nhựa

 

CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

Hoạt động 1: Xác định vấn đề

  1. Mục đích:

– Nêu được nguyên tắc phóng tên lửa, có hứng thú tìm hiểu các phản ứng thể hiện tính chất hóa học của muối cacbonat, chọn phản ứng và nguyên liệu sử dụng để phóng tên lửa mini.

– HS nhận và hiểu rõ các nhiệm vụ, các tiêu chí sản phẩm cần hoàn thành.

  1. Tổ chức hoạt động
Hoạt động Hoạt động của GV Hoạt động của HS
Tìm hiểu cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của tên lửa – Giới thiệu sự ra đời của tên lửa

– Đặt câu hỏi:

Cho biết cấu tạo thân tên lửa gồm mấy phần ?

Nguyên tắc hoạt động của tên lửa là gì ?

– GV chiếu lại hình ảnh tên lửa, tổng kết lại cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của tên lửa

Cấu tạo: gồm 3 phần chính là mũi, thân, ống thụt.

Hoạt động: nhờ nguyên tắc phản lực, khi nhiên liệu cháy trong buồng đốt, tạo ra áp suất lên thành buồng đốt cân bằng về mọi hướng, ở vị trí ống thụt, áp suất bị thụt giảm, áp suất ở phía đối diện sẽ đẩy tên lửa về phí trước (đối diện với ống thụt)

– Trả lời câu hỏi

 

 

 

Nghe, ghi, chép

Xác định nhiệm vụ và yêu cầu của sản phẩm GV đặt câu hỏi: Có thể phóng tên lửa bằng cách thực hiện các phản ứng hóa học khác phản ứng đốt cháy nhiên liệu được không ? Nếu có thì sử dụng phản ứng như thế nào ?

GV chốt và đặt vấn đề, giới thiệu chủ đề:

Theo nguyên tắc hoạt động của tên lửa có thể dùng các phản ứng hóa học hay quá trình sinh ra chất khí đều phóng được tên lửa.

Để mô phỏng hiện tượng phóng tên lửa, GV mở một cuộc thi phóng tên lửa mini tầm xa. HS làm việc nhóm nghiên cứu chế tạo mô hình tên lửa, tính chất hóa học của muối cacbonat để chọn phản ứng hóa học phù hợp, kĩ thuật thực hiện phóng tên lửa tham dự cuộc thi.

GV nêu nhiệm vụ: Chế tạo tên lửa mini từ chai nhựa và phản ứng hóa học của muối cacbonat.

– Chế tạo mô hình tên lửa mini từ chai nhựa và bệ phóng

– Nghiên cứu để tính lượng nguyên liệu, hóa chất và các kĩ thuật phóng tên lửa để tên lửa bay xa.

GV nêu hoặc tổ chức cho HS thảo luận thống nhất các tiêu chí đánh giá tên lửa về hình dáng, thẩm mĩ, độ xa, kinh phí.

(phiếu đánh giá số 1)

HS trả lời câu hỏi

 

– Phiếu học tập

 

-Mô hình tên lửa

 

 

 

 

 

 

 

– Lắng nghe hoặc tham gia thảo luận đề xuất và thống nhất các tiêu chí đánh giá tên lửa.

 

 

  1. Kiểm tra, đánh giá

Đánh giá thông qua câu trả lời, câu hỏi, thảo luận của HS

 

Hoạt động 2: Nghiên cứu kiến thức nền và đề xuất giải pháp

  1. Mục đích:

– HS tiến hành thí nghiệm để lĩnh hội các phản ứng hóa học thể hiện tính chất của muối cacbonat, từ đó có cơ sở để chọn phản ứng phóng tên lửa.

– HS được hướng dẫn cách làm việc nhóm và các lưu ý về chuẩn bị cho việc đề xuất giải pháp và thử nghiệm.

  1. Tổ chức hoạt động
Hoạt động Hoạt động của GV Hoạt động của HS
Nghiên cứu tính chất của muối cacbonat và chọn phản ứng hóa học phóng tên lửa – Chia nhóm, phát phiếu học tập số 1, nêu nhiệm vụ, hướng dẫn HS thực hiện.

– Tổ chức cho HS báo cáo kết quả làm việc nhóm (dự đoán, thí nghiệm và kết luận về tính chất của muối cacbonat).

1 nhóm đại diện báo cáo, các nhóm khác nhận xét, so sánh và trình bày những điểm khác so với nhóm mình.

– GV nhận xét, tổng kết.

– GV hỏi: Dựa trên nguyên tắc hoạt động của tên lửa, có thể chọn những phản ứng nào để tạo phản lực phóng tên lửa ? nguyên liệu lựa chọn là gì ? Vì sao ?

– GV phân tích sự an toàn của các phản ứng, nguyên liệu sử dụng từ đó tổng kết thống nhất chọn giấm ăn và bột baking soda.

Đọc phiếu học tập số 1.

Thảo luận nhóm

Tiến hành thí nghiệm, chọn phản ứng hóa học và nguyên liệu.

Đại diện 1 nhóm báo cáo, các nhóm khác bổ sung, nhận xét.

Các nhóm nêu phản ứng hóa học và nguyên liệu chọn để phóng tên lửa, giải thích.

Nghe, nhận nhiệm vụ.

Hướng dẫn chế tạo và thử nghiệm GV hướng dẫn HS chế tạo ở nhà theo phiếu học tập số 2, 3, các yêu cầu chuẩn bị để dự thi phóng tên lửa và sản phẩm cần trưng bày (bản vẽ kĩ thuật, nhật kí chế tạo, mô hình tên lửa).

– Lưu ý các nhiệm vụ chính:

+ Các nhóm cần tiến hành thí nghiệm khảo sát để xác định lượng hóa chất và kĩ thuật phóng tên lửa.

+ Thiết kế và chế tạo mô hình tên lửa, bệ phóng từ từ chai nhựa và các nguyên liệu khác sao cho đảm bảo tiêu chí về hình dáng và khả năng bay xa.

+ Thử nghiệm phóng với mô hình tên lửa hoàn chỉnh

– Lưu ý đảm bảo an toàn:

+ HS đeo gang tay khi tiến hành thử nghiệm, nên thử nghiệm ở không gian thoáng, rộng (đảm bảo độ rộng và chiều cao 4x4m), không có đường dây điện hay các vật dễ vỡ xung quanh.

Đây là thí nghiệm đơn gian, an toàn tuy nhiên khi làm thí nghiệm nên đeo găng tay vì một số người có thể dị ứng với giấm.

 
  1. Kiểm tra đánh giá

– Đánh giá thông qua bài trình bày phiếu học tập số 1 tren giấy A0; nhận xét của học sinh.

 

Hoạt động 3,4: Lựa chọn giải pháp, chế tạo, thử nghiệm và đánh giá

  1. Mục đích:

– Vận dụng kiến thức vật lí để thiết kế hình dạng tên lửa, bệ phóng tối ưu để tên lửa bay xa và chế tạo tên lửa theo mô hình thiết kế.

– Vẽ được bản thiết kế mô hình và hoạt động của tên lửa

– Thực hiện kĩ năng nghiên cứu khoa học tiến hành thí nghiệm khảo sát và thử nghiệm để xác định được chất phù hợp và kĩ thuật quan trọng thực hiện phóng tên lửa bay xa và giải thích bằng cách vận dụng kiến thức vật lí, hóa học phù hợp.

  1. Tổ chức hoạt động.

– Hoạt động này HS thực hiện ở nhà

– Phần hướng dẫn HS thực hiện hoạt động này thực hiện cuối hoạt động nghiên cứu kiến thức nền.

Hoạt động Hoạt động của GV Hoạt động của HS
Đề xuất giải pháp – GV phát phiếu hướng dẫn các nhóm, đôn đốc nhắc nhở và hỗ trợ nếu cần, cung cấp phiếu hỗ trợ chi tiết nếu gặp khó khăn (phiếu số 4)

– Thảo luận lập bản vẽ kĩ thuật vào giấy A1 (hình dáng, kích thước tên lửa và bệ phóng, lượng hóa chất và kĩ thuật phóng tên lửa), ghi nhật kí, phân công chuẩn bị, thử nghiệm.

 
Chế tạo và thử nghiệm   Chế tạo mô hình tên lửa, bệ phóng.

Thử nghiệm phóng tên lửa và điều chỉnh.

  1. Kiểm tra đánh giá.

Đánh giá dựa trên bản vẽ kĩ thuật, nhật kí chế tạo tên lửa, mô hình tên lửa và bệ phóng của các nhóm.

 

Hoạt động 5: Chia sẻ, thảo luận và điều chỉnh.

  1. Mục đích

– Phóng được tên lửa đã chế tạo, giải thích được cơ chế hoạt động của nó, nguyên nhân và các yếu tố ảnh hưởng đến kết quả phóng tên lửa của nhóm mình và các nhóm bạn

– Đề xuất được các phương án cải tiến để phóng tên lửa xa hơn

  1. Tổ chức hoạt động
Hoạt động Hoạt động của GV Hoạt động của HS
Tổ chức thi phóng tên lửa GV tổ chức cho các nhóm đồng loạt phóng tên lửa và ghi lại hiện tượng và độ xa của từng nhóm. Phóng 2-3 lần, lấy kết quả trung bình

GV yêu cầu các nhóm dọn vệ sinh

Phóng tên lửa, ghi lại hiện tượng và độ xa tên lửa của nhóm mình, dọn vệ sinh thí nghiệm.
Thảo luận – Yêu cầu các nhóm mô tả trưng bày mô hình tên lửa. Tổng kết kết quả phóng tên lửa của các nhóm

Đề nghị nhóm phóng tên lửa không thành công giải thích nguyên nhân, nhóm phóng tên lửa xa nhất chia sẻ kinh nghiệm và kĩ thuật thực hiện.

GV đặt câu hỏi làm rõ mối liên hệ kiến thức, kĩ thuật thực hiện và kết quả phóng tên lửa như:

– Chỉ ra các bộ phận của tên lửa chế tạo tương ứng với tên lửa thật

– Giải thích cơ chế của tên lửa chế tạo

– Những yếu tố nào ảnh hưởng đến độ xa của tên lửa? Với từng yếu tố đó, điều kiện thực hiện như thế nào thì tên lửa bay xa nhất ?

– Tại sao lại gói bột baking soda vào giấy ?

– Làm thế nào tạo được áp xuất lớn nhất trong chai trước khi nút bị bật ra ?

– Tại sao có trường hợp nút bị bật ra trước khi tên lửa được đặt vào bệ phóng ?

– Có phải lấy lượng axit và baking soda càng nhiều thì tên lửa bay càng xa không ?

– Có thể thay phản ứng của axit với NaHCO3 bằng phản ứng hóa học hay quá trình khác được không ?

– Có thể cải tiến tên lửa như thế nào để bay xa hơn nữa.

 
  1. Kiểm tra đánh giá

Dựa trên kết quả phóng tên lửa, phần giải thích nguyên nhân, chia sẻ kinh nghiệm phóng tên lửa và trả lời các câu hỏi, đề xuất phương án cải tiến.

 

 Hoạt động 6: Tìm hiểu phản ứng nhiệt phân muối cacbonat và tổng kết.

  1. Mục đích

– Nêu và viết được phương trình hóa học phản ứng nhiệt phân

– Hệ thống hóa các tính chất hóa học của muối cacbonat và chỉ ra mối liên hệ giữa cấu tạo và tính chất.

  1. Tổ chức hoạt động

 

O2 Education gửi các thầy cô link download giáo án

GIÁO ÁN MINH HỌA BÀI HỌC STEM

 

Mời các thầy cô xem thêm giáo án STEM tại

Tổng hợp giáo án chủ đề STEM trong môn hóa học

 

Hoặc xem thêm các tài liệu khác của môn hóa

Leave a Comment