STEM Education

Bài học STEM: Tinh thể hoa tuyết

Môn học chủ đạo: Khoa học

Thời lượng: 3 tiết

Thời điểm tổ chức

Khi dạy nội dung Hỗn hợp và dung dịch trong môn Khoa học.

Mô tả hoạt động trải nghiệm:

Nội dung Hỗn hợp và dung dịch của môn Khoa học có một số yêu cầu cần đạt như sau:

Phân biệt được hỗn hợp và dung dịch từ các ví dụ đã cho.
Thực hành tách muối hoặc đường ra khỏi dung dịch muối hoặc đường.

Để đạt được các yêu cầu này, trong bài học STEM Tinh thể sáng tạo , học sinh sẽ sử dụng muối ăn và một số vật liệu đơn giản để tạo ra tinh thể với một số hình dạng nhất định.

Nội dung chủ đạo và tích hợp trong bài học:

Môn học chủ đạo

Môn học tích hợp

Khoa học

Phân biệt được hỗn hợp và dung dịch từ các ví dụ đã cho.
Thực hành tách muối hoặc đường ra khỏi dung dịch muối hoặc đường.

Mĩ thuật (Vận dụng)

Vận dụng được một số nguyên lí tạo hình: cân bằng, lặp lại ở mức độ đơn giản trong thực hành, sáng tạo.

I. Yêu cầu cần đạt (của bài học)

- Phân biệt được hỗn hợp và dung dịch.

- Nêu được một số ví dụ về hỗn hợp và dung dịch.

- Thực hiện được thí nghiệm tạo ra tinh thể theo yêu cầu của giáo viên.

- Vận dụng được một số nguyên lí tạo hình: cân bằng, lặp lại ở mức độ đơn giản trong thực hành sáng tạo khung tinh thể.

- Hợp tác được với các thành viên trong nhóm trong việc thiết kế, tạo hình khung tinh thể và nuôi tinh thể.

- Tích cực, chủ động nêu ý kiến cá nhân, lắng nghe, góp ý và đưa ra các kết luận hay điều chỉnh trong quá trình làm việc nhóm.

- Chăm chỉ trong việc hoàn thành các nhiệm vụ học tập như thực hiện thí nghiệm, quan sát và ghi chép.

II. Đồ dùng dạy học

1. Chuẩn bị của giáo viên

- Các phiếu học tập và phiếu đánh giá.

- Dụng cụ/vật liệu giáo viên cung cấp cho các nhóm học sinh:

STT	Dụng cụ/vật liệu	Số lượng
Hoạt động nghiên cứu kiến thức nền
1	Muỗng nhỏ	1 cái/nhóm
2	Chén nhỏ	1 cái/nhóm
3	Cốc thuỷ tinh 100ml	1 cái/nhóm
4	Muối ăn	1 lọ/nhóm
5	Tiêu	1 lọ/nhóm
6	Bột ngọt	1 lọ/nhóm
7	Đường	1 lọ/nhóm
8	Nước lọc	50ml/nhóm
Hoạt động thiết kế và chế tạo tinh thể
1	Kẽm nhung	2 que/nhóm
2	Cốc thuỷ tinh chịu nhiệt 500 ml	1 cốc/nhóm
3	Dây chỉ 20 cm	1 sợi/nhóm
4	Thìa	1 chiếc/nhóm
5	Màu thực phẩm	2 bộ/nhóm
6	Kính lúp mini	1 chiếc/nhóm
7	Nước sôi	500ml/nhóm
8	Muối ăn	500g/nhóm

III. Các hoạt động dạy học chủ yếu

1. Hoạt động 1. Mở đầu (Xác định vấn đề)

a) Khởi động

- Học sinh quan sát hình ảnh của một số loại tinh thể và lắng nghe giáo viên giới thiệu về tinh thể và ứng dụng của tinh thể:

+ Tinh thể là chất rắn, các thành phần bên trong tinh thể được sắp xếp theo một trật tự nhất định.
+ Tinh thể có nhiều màu sắc và hình dạng khác nhau.
+ Tinh thể có nhiều ứng dụng trong cuộc sống của con người: Tinh thể thạch anh dùng làm đồng hồ, trang sức; tinh thể muối ăn dùng để bảo quản thực phẩm,…

- Học sinh tiếp nhận nhiệm vụ mới cho bài học là cùng tạo ra tinh thể với một số hình dạng nhất định.

b) Giao nhiệm vụ

- Học sinh ghi nhận nhiệm vụ tạo ra tinh thể với các yêu cầu cụ thể vào vở:

+ Hình dạng khung tinh thể cân bằng, sáng tạo, có ý nghĩa.
+ Tinh thể phủ hết khung mà học sinh đã tạo hình.
+ Sản phẩm tinh thể trong, không bị vướng bụi bẩn.

2. Hoạt động 2: Hình thành kiến thức mới (Nghiên cứu kiến thức nền)

* Ôn tập về sự chuyển thể của chất

- Học sinh được chia thành nhóm 4 – 5 học sinh theo vị trí chỗ ngồi. Các nhóm học sinh bầu vị trí nhóm trưởng và thư kí.

- Đại diện 2 nhóm học sinh được mời ngẫu nhiên để kể tên các chất ở thể rắn, thể lỏng, thể khí.

- Học sinh tham gia trò chơi “Ai nhanh, ai đúng?”

+ Luật chơi: Học sinh thảo luận nhóm và hoàn thành phiếu học tập số 1.
+ Thời gian: 2 phút

- Các nhóm học sinh trao đổi phiếu học tập số 1 với nhau và chấm điểm cho bài làm của nhóm bạn. Mỗi đáp án đúng, nhóm học sinh sẽ được cộng 1 điểm.

- Giáo viên sửa bài trong phiếu học tập số 1 và công bố số điểm của từng nhóm.

* Tìm hiểu về hỗn hợp và dung dịch

- Học sinh thực hiện thí nghiệm và trả lời các câu hỏi trong phiếu học tập số 2 trong vòng 10 phút.

- Đại diện 1 – 2 nhóm được mời để trình bày kết quả thí nghiệm của nhóm mình. Các nhóm học sinh khác so sánh kết quả thí nghiệm với nhóm bạn và đặt câu hỏi để trao đổi với nhóm bạn.

- Giáo viên sửa phiếu học tập số 2 và chỉ ra những đặc điểm nổi bật của hỗn hợp và dung dịch.

- Học sinh được giáo viên chốt các kiến thức trọng tâm về hỗn hợp và dung dịch như sau:

+ Hỗn hợp: Hai hay nhiều chất trộn lẫn với nhau.
+ Dung dịch: Hỗn hợp chất lỏng với chất rắn bị hoà tan và phân bố đều hoặc hỗn hợp chất lỏng với chất lỏng hoà tan vào nhau.

- Học sinh quan sát một số hình ảnh, suy nghĩ và viết đáp án vào nháp trong vòng 1 phút để trả lời câu hỏi: Trong các hình dưới đây, hình nào là hỗn hợp, hình nào là dung dịch?

- 1-2 học sinh được mời ngẫu nhiên để đưa ra đáp án. Giáo viên nhận xét và sửa bài: Hỗn hợp – 1, 3, 4, 6; dung dịch – 2, 5.

- 3 - 4 học sinh được mời ngẫu nhiên kể tên một số hỗn hợp và dung dịch khác trong cuộc sống.

* Tách chất ra khỏi dung dịch

- Học sinh nhận Phiếu học tập số 3, thảo luận nhóm và trả lời các câu hỏi trong phiếu học tập.

- 1-2 nhóm học sinh được mời ngẫu nhiên để trình bày kết quả thảo luận. Các nhóm học sinh nhận xét, góp ý cho nhóm báo cáo.

- Học sinh được giáo viên chốt các kiến thức về tách chất ra khỏi dung dịch như sau:

+ Có thể tách các chất trong dung dịch bằng phương pháp chưng cất hoặc phương pháp bay hơi.

+ Phương pháp chưng cất: đun nóng dung dịch để nước bốc hơi. Hơi nước được dẫn qua ống làm lạnh. Gặp lạnh, hơi nước đọng lại thành nước còn muối thì ở lại nồi đun.

+ Phương pháp bay hơi: ví dụ khi tách muối ra khỏi dung dịch muối, đun hoặc dùng ánh sáng mặt trời để làm nóng dung dịch; nước bay hơi sẽ để lại muối kết tinh.

* Tinh thể và nhiệm vụ “nuôi’’ tinh thể

- Học sinh xem hướng dẫn làm kẹo đường (https://bit.ly/3r6wNpw) và trả lời một số câu hỏi sau:

+ Mô tả ngắn gọn cách làm kẹo đường vừa quan sát được từ video
+ Chất lỏng trong cốc thuỷ tinh là hỗn hợp hay dung dịch? Tại sao?
+ Trong video trên, sự chuyển thể nào đã xảy ra bên trong cốc thuỷ tinh khi cho que đường vào dung dịch trong cốc?

- Giáo viên nhắc lại nhiệm vụ tạo tinh thể với hình dạng nhất định và gợi ý học sinh sẽ làm việc theo nhóm đã chia, thực hiện các nhiệm vụ cụ thể như sau:

(1) Sử dụng dây kẽm nhung tạo khung hình.
(2) Sử dụng khung kẽm nhung đã làm để nuôi tinh thể từ dung dịch muối ăn theo hướng dẫn của giáo viên.

3. Hoạt động 3: Luyện tập và vận dụng (Tìm giải pháp, chế tạo và chia sẻ)

a) Khởi động

- Học sinh theo dõi video về cách làm tinh thể từ muối ăn (https://youtu.be/77Ojukf6z_8) và thảo luận với các bạn trong nhóm, ghi lại cách làm vào phiếu học tập số 4.

- Học sinh thảo luận nhóm, thống nhất hình dạng khung tinh thể mong muốn và điền vào bảng phân công (theo mẫu).

- 1-2 nhóm học sinh được mời ngẫu nhiên để trình bày kết quả phiếu học tập số 4.

- Học sinh được giáo viên chốt lại từng bước làm tinh thể và giải đáp thắc mắc.

b) Chế tạo mẫu, thử nghiệm và đánh giá

- Học sinh nhận nguyên vật liệu và thực hiện “nuôi” tinh thể theo nhóm.

- Học sinh đặt tinh thể tại lớp, thực hiện “nuôi” và quan sát sự phát triển của tinh thể sau 24h.

- Giáo viên theo dõi quá trình học sinh thực hiện để nhắc nhở và hỗ trợ khi cần thiết.

- Học sinh dựa trên các tiêu chí trong phiếu đánh giá sản phẩm (do giáo viên cung cấp) để tự đánh giá chất lượng tinh thể do nhóm tạo ra.

c) Chia sẻ, thảo luận và điều chỉnh

- Các nhóm học sinh trưng bày kết quả tạo tinh thể theo từng khu vực trong lớp.

- Học sinh được hướng dẫn tham quan và đánh giá sản phẩm tinh thể trong 10 phút, mỗi nhóm cử thành viên luân phiên trình bày cho nhóm khác.

- Học sinh khi tham quan phải so sánh hình dạng, màu sắc tinh thể của nhóm bạn với nhóm mình; đánh giá tinh thể của nhóm bạn bằng cách bình chọn theo hướng dẫn trong phiếu đánh giá.

- Giáo viên đánh giá sản phẩm tinh thể của nhóm học sinh bằng cách đi tham quan, đặt câu hỏi và theo dõi các nhóm thực hiện nhiệm vụ thuyết trình.

- Một nhóm học sinh đã làm tốt và một nhóm chưa hoàn chỉnh được chọn để trình bày kết quả. Các nhóm còn lại có thể đặt câu hỏi, bổ sung nếu cần thiết.

- Học sinh thảo luận chung về các sản phẩm thông qua việc trả lời các câu hỏi:

+ Nước muối để tạo tinh thể là hỗn hợp hay dung dịch? Vì sao?
+ Vì sao sau 24 giờ ta lại thấy các tinh thể muối xuất hiện bám trên khung tinh thể?
+ Em có nhận xét gì về mực nước trong cốc nước muối sau 24 giờ?
+ Quá trình chuyển thể nào đã xảy ra với nước trong 24 giờ đó?
+ Có thể áp dụng quá trình bay hơi của nước để tách các chất trong trường hợp nào?

- Giáo viên cùng cả lớp tóm lược vấn đề, nhấn mạnh các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hình thành và lớn lên của tinh thể.

- Giáo viên thông báo kết quả đánh giá cho các nhóm và trao thưởng (nếu có), tổng kết hoạt động.

IV. Phụ lục

1. Phiếu học tập

PHIẾU HỌC TẬP SỐ 1
AI NHANH, AI ĐÚNG?

Nối cột A với cột B ứng với sự chuyển thể của chất phù hợp.

Cột A

Cột B

Sáp chảy ra xuống mặt bàn khi thắp nến

Chất rắn chuyển thành chất lỏng

Đặt vỉ nước vào ngăn đông của tủ lạnh, một thời gian sau đá được tạo thành

Chất lỏng chuyển thành chất rắn

Phơi quần áo dưới ánh nắng mặt trời, một thời gian sau quần áo phơi khô ráo

Chất lỏng chuyển thành chất khí

Những giọt nước đọng lên trên mặt kính cửa sổ vào buổi sáng sớm

Chất lỏng chuyển thành chất khí

Khi tắm xong, dùng máy sấy tóc để sấy khô tóc

Chất khí chuyển thành chất lỏng

PHIẾU HỌC TẬP SỐ 2
GIA VỊ NHIỆM MÀU

Thí nghiệm 1. Tạo một hỗn hợp gia vị

- Vật liệu: muối tinh, mì chính (bột ngọt), hạt tiêu (đã xay nhỏ)

- Dụng cụ: 1 muỗng nhỏ, 1 chén nhỏ.

- Cách tiến hành:

+ Quan sát và nếm riêng từng chất. Nêu nhận xét, ghi kết quả vào bảng 1.
+ Lấy 1 muỗng muối tinh, 1 muỗng bột ngọt, 1 muỗng hạt tiêu cho vào chén nhỏ rồi trộn đều.
+ Quan sát và nếm hỗn hợp gia vị đã được tạo thành. Nêu nhận xét và ghi kết quả báo cáo.

Tên và đặc điểm của từng chất tạo ra hỗn hợp

Đặc điểm của hỗn hợp

1. Muối tinh:

2. Mì chính (bột ngọt):

3. Hạt tiêu:

Thí nghiệm 2: Tạo một dung dịch đường

- Vật liệu: đường và 1 cốc nước sôi để nguội.

- Dụng cụ: 1 muỗng nhỏ, 1 cốc sạch.

- Cách tiến hành:

+ Quan sát và nếm riêng từng chất. Nêu nhận xét, ghi vào bảng 2.
+ Cho 2 thìa đường vào cốc nước và khuấy đều. Quan sát dung dịch đường vừa pha và nêu nhận xét.
+ Dùng muỗng nếm dung dịch đường vừa pha. Ghi kết quả vào bảng 2.

Tên và đặc điểm của từng chất tạo ra dung dịch

Đặc điểm của dung dịch

1. Đường:

2. Nước sôi để nguội:

PHIẾU HỌC TẬP SỐ 3
TÁCH CHẤT RA KHỎI DUNG DỊCH

Thảo luận nhóm và trả lời các câu hỏi sau:

Câu 1. Để sản xuất ra nước cất dùng trong y tế người ta sử dụng phương pháp tách chất nào?

.......................................................................................................................................................................................................................................

Câu 2. Để sản xuất muối từ nước biển người ta đã làm như thế nào?

Câu 3. Khi úp đĩa lên một cốc nước muối nóng khoảng 1 phút rồi nhấc đĩa ra, những giọt nước đọng trên đĩa có mặn như nước muối trong cốc không? Vì sao?

Câu 4. Nếu tiếp tục để cốc nước muối ở ngoài nắng qua nhiều ngày thì cốc nước muối sẽ thay đổi như thế nào? Vì sao?

PHIẾU HỌC TẬP SỐ 4
HƯỚNG DẪN NUÔI TINH THỂ

Câu hỏi 1: Hãy xem đoạn phim hướng dẫn làm tinh thể từ dung dịch muối ăn, ghi lại các bước ứng với các hình dưới đây.

Bước 1:

...............................................................................................................................

Bước 2:

...............................................................................................................................

Bước 3:

...............................................................................................................................

Bước 4:

...............................................................................................................................

Bước 5:

...............................................................................................................................

Bước 6:

...............................................................................................................................

2. Phiếu đánh giá

PHIẾU ĐÁNH GIÁ SẢN PHẨM TINH THỂ

Vẽ 1 sao cho mỗi tiêu chí dưới đây nếu nhóm bạn thực hiện đúng.

Nội dung	Đạt
Hình dạng khung tinh thể thiết kế cân bằng và sáng tạo
Hình dạng khung tinh thể của nhóm bạn có ý nghĩa.
Tinh thể phủ hết khung mà học sinh đã tạo hình.
Sản phẩm tinh thể trong, không bị vướng bụi bẩn.
Bài thuyết trình rõ ràng, dễ hiểu.

Mục lục

Tiến trình dạy học

Đánh giá

Thời điểm tổ chức

Mô tả hoạt động trải nghiệm: