BẢN THUYẾT TRÌNH SẢN PHẨM STEM MÔN SINH HỌC
MÔ HÌNH THỦY CANH HỒI LƯU
I. Tính sư phạm và giáo dục học:
- Sản phẩm gắn với kiến thức về các nguyên tố dinh dưỡng khoáng thiết yếu.
- Các năng lực cần hướng tới: (1) Năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn, (2) Năng lực nghiên cứu khoa học, (3) Năng lực hợp tác làm việc nhóm và phát huy tính sáng tạo.
- Thông qua mô hình sản phẩm HS nắm được:
+ Vai trò các nguyên tố dinh dưỡng khoáng thiết yếu.
+ Mô tả được một số dấu hiệu điển hình khi thiếu các nguyên tố dinh dưỡng khoáng thiết yếu
+ Liệt kê được các nguồn cung cấp dinh dưỡng khoáng cho cây, dạng phân bón (muối khoáng) mà cây hấp thụ được.
+ Trình bày được ý nghĩa của liều lượng phân bón hợp lí đối với cây trồng, môi trường và sức khỏe con người.
II. Tính sáng tạo và khoa học:
Để làm mô hình thủy canh hồi lưu học sinh phải:
- Xây dựng được nguyên lý hoạt động của dạng mô hình thủy canh hồi lưu.
- Chế tạo và lắp ráp các sản phẩm theo phương án thiết kế từ các nguyên liệu dễ tìm, dễ làm như ống nhựa PVC
- Vận hành, thử nghiệm, cải tiến các mô hình.
- Qua đó giúp học sinh củng cố thêm niềm tin vào khoa học, Say mê nghiên cứu khoa học và có ý thức bảo vệ môi trường, yêu thiên nhiên.
- Nhiệt tình, năng động trong quá trình gia công, lắp ráp sản phẩm.
- Có tinh thần xây dựng nhóm, trách nhiệm đối với các nhiệm vụ chung của nhóm.
- Nghiêm túc trong việc phát hiện năng lực, sở trường của mình để có thể định hướng được nghề nghiệp cho bản thân.
III. Tính thực tiễn và ứng dụng:
+ Thủy canh hồi lưu (Dynamic Root Floating Technique - DRF) là một hệ thống tuần hoàn dinh dưỡng của thủy canh được phát triển để sử dụng trong khí hậu nhiệt đới để trồng rau vệ sinh, chất lượng, không có thuốc trừ sâu. Kỹ thuật DRF khắc phục tình trạng thiếu oxy hòa tan trong dung dịch dinh dưỡng trong khí hậu nhiệt đới.
+ Thủy canh hồi lưu mang đến nhiều ưu điểm như:
- Tiết kiệm được một khoản chi phí đầu tư: người trồng có thể làm mô hình từ các nguyên liệu sẵn có và thân thiện với môi trường như ống nhựa PVC, ống kẽm….
- Giúp giảm thời gian chăm sóc cây: với phương thức này, bạn không cần mất thời gian để đầu tư cho việc chăm sóc cây. Do đó, rất thích hợp với những người không có nhiều thời gian nhưng vẫn muốn tự tạo một vườn rau cho gia đình.
- Cho năng suất cây trồng cao: Nhờ kiểm soát được yếu tố dinh dưỡng nên cây trồng có thể dễ dàng hấp thụ các chất dinh dưỡng từ đó cho năng suất và chất lượng cao
- Có thể áp dụng được ở nhiều khu vực, nơi: Với phương pháp này, bạn có thể dễ dàng trồng và phát triển chúng ở quy mô khác nhau có thể từ hộ gia đình cho đến các trang trại lớn.
IV. Chất lượng sản phẩm:
- Với việc sử dụng ống nhựa PVC đường kính từ 74 – 90mm làm máng trồng và các ống kẽm làm giá đỡ nên sản phẩm mô hình thủy canh hồi lưu có độ bền cao, thân thiện với môi trường có thể tái sử dụng lâu dài.
- Đồng thời giúp người trồng giảm thời gian chăm sóc cây, tiết kiệm được nhiều chi phí khi hệ thống có khả năng hoàn lại dung dinh dinh dưỡng dư thừa về thùng chứa ban đầu.
- Với chi phí vừa phải từ việc sử dụng các nguyên liệu sẵn có, học sinh có thể tiến hành làm tại gia đình để trồng rau sạch không bị nhiễm thuốc trừ sâu, đảm bảo an toàn thực phẩm, sức khỏe cho mọi người.
Tiết 7, 8, 9. Chủ đề STEM: TRỒNG CÂY TRONG DUNG DỊCH THỦY CANH
I. Mục tiêu
1. Kiến thức:
- Nêu được khái niệm: Nguyên tố dinh dưỡng khoáng thiết yếu, các nguyên tố dinh dưỡng đại lượng và vi lượng.
- Mô tả được một số dấu hiệu điển hình khi thiếu một số nguyên tố dinh dưỡng khoáng thiết yếu và nêu được vai trò đặc trưng nhất của các nguyên tố dinh dưỡng khoáng thiết yếu.
- Liệt kê được các nguồn cung cấp dinh dưỡng khoáng cho cây, dạng phân bón (muối khoáng) mà cây hấp thụ được.
- Trình bày được ý nghĩa của liều lượng phân bón hợp lí đối với cây trồng môi trường và sức khỏe con người.
2. Kỹ năng:
- Thiết kế các bản vẽ, mô hình trồng rau thủy canh.
- Xây dựng được nguyên lý hoạt động của dạng mô hình thủy canh hồi lưu.
- Chế tạo và lắp ráp các sản phẩm theo phương án thiết kế.
- Bố trí được các thí nghiệm nghiên cứu sự ảnh hưởng của việc thiếu một vài nguyên tố khoáng thiết yếu đến sinh trưởng phát triển của cây => Quan sát và giải thích => Kết luận.
- Vận hành, thử nghiệm, cải tiến các mô hình.
- Làm việc nhóm, thuyết trình, lắng nghe, phản biện.
3. Thái độ:
- Củng cố thêm niềm tin vào khoa học.
- Ý thức bảo vệ môi trường, yêu thiên nhiên.
- Say mê nghiên cứu khoa học.
- Nhiệt tình, năng động trong quá trình gia công, lắp ráp sản phẩm.
- Có tinh thần xây dựng nhóm, trách nhiệm đối với các nhiệm vụ chung của nhóm.
- Nghiêm túc trong việc phát hiện năng lực, sở trường của mình để có thể định hướng được nghề nghiệp cho bản thân.
4. Các năng lực cần hướng tới: Năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn, năng lực tự học, năng lực nghiên cứu khoa học, năng lực hợp tác, năng lực sáng tạo.
II. Đối tượng dạy học :
- HS khối 11 trường THPT Hồng Bàng
- HS lớp 11 đã hiểu rõ về cấu tạo và chức năng của các cơ quan trong cơ thể thực vật ; các nguyên tố hóa học cần thiết đối với thực vật ở chương trình Sinh học 11
III. Ý nghĩa của bài học
- Với thực tiễn dạy học : HS có cơ hội tham gia giải quyết 1 vấn đề đã đặt ra bằng những hoạt động trải nghiệm. Qua đó, HS có thêm tự tin, hứng thú vào việc học tập và biết vận dụng kiến thức vào thực tế.
- Thực tế đời sống xã hội :
+ Nhu cầu có rau sạch là nhu cầu cấp thiết của mọi gia đình trước tình trạng rau bẩn (rau nhiễm thuốc trừ sâu, rau bị phun chất kích thích) như hiện nay.
+ Trồng cây không cần đất là hướng đi mới cho các gia đình giải quyết nhu cầu rau sạch, đặc biệt là các gia đình ở thành phố.
+ Việc trồng cây sau giờ học ở nhà cũng là một thú vui lành mạnh giúp các em giải trí sau các giờ học căng thẳng.
- Như vậy qua bài học này, học sinh đã đưa các kiến thức từ sách vở đến gần hơn với thực tế. Học sinh đã được tìm hiểu từ lí thuyết đến thực hành. Học sinh được hướng dẫn để làm sao để có thể giải quyết được các vấn đề gặp trong cuộc sống.
- Việc tích hợp kiến thức liên môn càng giúp học sinh hiểu rõ hơn mối liên hệ giữa các môn học trong nhà trường từ đó học sinh càng có ý thức học đều các môn. Như vậy khi tích hợp kiến thức liên môn trong bài học đã giúp cho các em HS tránh tình trạng học lệch, đồng thời đem lại niềm vui cho các em khi đến trường.
IV. Thiết bị dạy học
1. Giáo viên : Hình 2- trồng cây trong môi trường dung dịch thủy canh, máy tính, máy chiếu projector, máy chiếu đa vật thể, 1 bộ trồng thủy canh, hạt giống, cây giống nhỏ, bình xịt, dung dịch dinh dưỡng thủy canh.
2. Học sinh :
- HS tìm hiểu, thu thập các thông tin về thủy canh từ Internet
- Bộ trồng cây thủy canh : thùng xốp bọc nilong đen, nắp thùng đã khoan lỗ, cốc nhựa đục lỗ, giá thể, cây giống.
V. Hoạt động dạy học và tiến trình dạy học
. Bước 1: Lựa chọn chủ đề
- Nội dung: Rễ cây hấp thụ nước và các ion khoáng. Trong các nguyên tố dinh dưỡng khoáng cây cần 17 nguyên tố dinh dưỡng khoáng thiết yếu. Việc thiếu một số nguyên tố dinh dưỡng khoáng thiết yếu sẽ ảnh hưởng đến sinh trưởng phát triển của cây, cây không hoàn thành được chu trình sống. Việc cung cấp liệu lượng phân bón cao quá mức cần thiết sẽ không chỉ gây độc hại đối với cây mà còn gây ô nhiễm nông phẩm và môi trường.
- Vấn đề thực tiễn: Trồng rau sạch
- Sản phẩm ứng dụng: Mô hình trồng rau thủy canh
- Chủ đề STEM: Trồng cây thủy canh
* Bước 2: Xác định mục tiêu của chủ đề STEM “Trồng cây thủy canh”
1. Kiến thức:
2. Kỹ năng:
3. Thái độ:
4. Các năng lực cần hướng tới:
* Bước 3: Xác định các vấn đề cần giải quyết trong chủ đề STEM
Bộ câu hỏi định hướng:
|
1. Vì sao cần phải trồng rau sạch?
2. Hiện nay có những phương pháp trồng rau sạch nào? Ưu và nhược điểm của mỗi phương pháp?
3. Có những loại mô hình thủy canh nào? Loại mô hình nào tạo điều kiện thuận lợi nhất để cây hấp thụ chất dinh dưỡng tốt hơn?
4. Hệ thống thủy canh hồi lưu có cấu tạo và nguyên tắc hoạt động như thế nào?
5. Từ các những nguyên liệu gần gũi, vật liệu phế thải, làm thế nào để có được mô hình trồng rau thủy canh hồi lưu.
6. Để cây trồng phát triển khỏe mạnh thì trồng rau thủy canh phải đảm bảo những nhu cầu nào của cây trồng?
7. Vì sao cần phải cung cấp đầy đủ các nguyên tố dinh dưỡng khoáng thiết yếu cho cây trồng?
8. Bố trí thí nghiệm như thế nào để có thể nghiên cứu được ảnh hưởng của việc thiếu một số nguyên tố dinh dưỡng khoáng thiết yếu đối với cây trồng? Mô tả một số dấu hiệu điển hình khi cây thiếu một vài nguyên tố khoáng thiết yếu.
|
* Bước 4: Xây dựng tiêu chí của thiết bị/giải pháp giải quyết vấn đề
|
Tiêu chí
|
Tốt (5 điểm)
|
Đạt (3 điểm)
|
Chưa đạt (1 điểm)
|
Điểm đạt được
|
|
Quy trình
|
- Xây dựng quy trình hợp lí, logic, khoa học.
- Giải thích được quy trình
|
- Xây dựng quy trình hợp lí, logic, khoa học.
- Không giải thích được quy trình
|
- Không xây dựng quy trình.
|
|
|
Dung dịch pha chế
|
- Pha chế được dung dịch dinh dưỡng từ các loại phân bón theo quy trình đề xuất.
- Xác định được thành phần dinh dưỡng, các chỉ số của dung dịch
|
- Pha chế được dung dịch dinh dưỡng từ các loại phân bón theo quy trình đề xuất.
- Không xác định được thành phần dinh dưỡng, các chỉ số của dung dịch
|
- Không pha chế được dung dịch dinh dưỡng từ các loại phân bón.
|
|
|
Dụng cụ trồng cây
|
- Hình thức đẹp
- Tận dụng các loại rác thải sinh hoạt
- Bố trí khoảng cách hợp lí
|
-Hình thức tương đối đẹp.
-Chưa tận dụng được tối đa rác thải sinh hoạt.
-Bố trí còn có chỗ chưa hợp lí
|
- Hình thức xấu
- Không tận dụng rác thải
-Bố trí không hợp lí
|
|
|
Trồng cây
|
- Cây trồng sinh trưởng phát triển tốt.
- Có thí nghiệm đối chứng
|
- Cây trồng sinh trưởng phát triển tốt.
-Không Có thí nghiệm đối chứng
|
-Cây trồng không sinh trưởng phát triển được
- Không có thí nghiệm đối chứng
|
|
|
Tính sáng tạo
|
Sản phẩm có sáng tạo, có tư duy vận dụng thực tế cao, ứng dụng linh hoạt.
|
Sản phẩm thể hiện được sự sáng tạo nhưng chưa linh hoạt.
|
Sản phẩm còn khuôn mẫu, chưa linh hoạt.
|
|
|
Thuyết trình sản phẩm
|
- Bài thuyết trình cô đọng, logic.
- Tác phong tự tin
|
- Bài thuyết trình cô đọng, logic.
- Tác phong chưa tự tin
|
- Bài thuyết trình còn sai sót, chưa đầy đủ
- Tác phong chưa tự tin
|
|
|
Trả lời câu hỏi
|
Trả lời đúng, đầy đủ các ý
|
Trả lời còn chưa đầy đủ
|
Không trả lời được
|
|
|
Tổng điểm
|
|
* Bước 5: Xác định nội dung cụ thể cần sử dụng để giải quyết vấn đề trong chủ đề STEM
|
Tên sản phẩm
|
Khoa học (S)
|
Công nghệ (T)
|
Kĩ thuật (E)
|
Toán học (M)
|
|
Trồng cây thủy canh
|
- Sinh học: Cơ chế hấp thu nước và muối khoáng ở rễ, vai trò của các nguyên tố khoáng, ảnh hưởng của các tác nhân môi trường đối với quá trình hấp thụ nước và ion khoáng ở rễ cây.
- Vật lý: Hoạt động của máy bơm, Timer.
- Hóa học: Pha chế dung dịch dinh dưỡng phù hợp với từng loại rau, xác định được độ pH, ppm trong dung dịch.
|
Thiết kế thùng chứa dung dịch thủy canh, rọ đựng giá thể trồng rau, giá thể, mô hình thủy canh, bút đo pH, bút đo ppm
|
Bản vẽ và môhình chế tạo thủy canh hồi lưu, mô hình thủy canh tĩnh.
|
Đo khoảng cách giữa các rọ giá thể, tính toán tỉ lệ pha dung dịch thủy canh. Đo chiều cao cây trong các loại môi trường dinh dưỡng thủy canh khác nhau.
|
* Bước 6: Thiết kế và tổ chức hoạt động học tập
|
Bước
|
Hoạt động của giáo viên
|
Hoạt động của học sinh
|
|
Bước 1: Nêu vấn đề thực tiễn
Bước 2: Xác định hướng giải quyết vấn đề thực tiễn
|
Thời gian: Bước 1 và bước 2 thực hiện 1 tiết trên lớp
|
|
Hoạt động 1: Nêu tên dự án và lựa chọn giải pháp
|
|
Đưa ra tình huống có vấn đề về thực trạng rau nhiễm hóa chất độc hại, nhu cầu rau sạch hiện nay bằng 1 câu chuyện hoặc 1 đoạn video.
|
Tìm hiểu, phân tích được tình huống từ đó xác định được vấn đề cần giải quyết.
|
|
Tổ chức cho HS đề xuất các giải pháp bằng câu hỏi định hướng:
+ Vì sao cần phải trồng rau sạch?
+ Hiện nay có những phương pháp trồng rau sạch nào? Ưu và nhược điểm của mỗi phương pháp.
|
- HS thảo luận, trả lời các câu hỏi định hướng của GV để đề xuất các giải pháp khắc phục
- Phân tích các giải pháp và lựa chọn giải pháp tối ưu.
|
|
Thống nhất giải pháp.
|
Đặt tên cho giải pháp:Thiết kế mô hình trồng rau thủy canh.
|
|
Hoạt động 2: Lập kế hoạch thực hiện dự án
|
|
- Phân chia nhóm:
- Phátbộ câu hỏi định hướnggiải quyết vấn đề cho HS.
- Giáo viên phát các phiếu đánh giá: Đánh giá sản phẩm, đánh giá hoạt động cho HS.
|
+ Thiết kế và chế tạo mô hình trồng rau thủy canh
+ Bố trí được thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của việc thiếu một vài nguyên tố khoáng thiết yếu đến sinh trưởng phát triển của cây.
+ Trồng và chăm sóc rau thủy canh.
+ Thiết kế powerPoint và trình bày.
|
|
- Thống nhất kế hoạch triển khai tiếp theo.
|
Hoạt động chính
|
Thời gian
|
|
1. Nêu tên dự án và giao nhiệm vụ của dự án.
|
Tiết 1
|
|
2. Nghiên cứu kiến thức nền, tham quan mô hình vườn rau thủy canh, xác định kế hoạch thực hiện dự án.
|
- Ngoài giờ lên lớp.
|
|
3. Nghiệm thu kiến thức nền
|
Tiết 2
|
|
4.Xây dựng sản phẩm STEM.
|
Khoảng 2 tuần, ngoài giờ lên lớp.
|
|
5. Báo cáo giới thiệu sản phẩm.
|
Tiết 3
|
|
|
Bước 3: Tìm hiểu kiến thức nền
|
Hoạt động ngoài giờ lên lớp
|
|
Hướng dẫn HS tìm hiểu các tài liệu đã cung cấp.
|
HS tìm hiểu tài liệu từ sách giáo khoa Sinh học, Công nghệ, tài liệu GV cung cấp, internet, tạp chí khoa học… về mô hình trồng rau thủy canh.
|
|
Bước 4: Báo cáo kiến thức nên
|
-Tổ chức cho các nhóm báo cáo kết quả và phản hồi.
- Gợi ý các nhóm nhận xét, bổ sung cho các nhóm khác.
|
- Các nhóm báo cáo kết quả
-Trìnhchiếu PowerPoint
- Các nhóm tham gia phản hồi về phần trình bày của nhóm bạn
|
|
Bước 5: Giải quyết vấn đề
|
Thời gian: khoảng 2 tuần, hoạt động vào thời gian ngoài giờ lên lớp
|
|
- Nhiệm vụ của HS:
* Xây dựng mô hình trồng cây thủy canh
(1) Thiết kế mô hình
(2) Chế tạo mô hình thủy canh
(3) Pha chế dung dịch thủy canh
(4) Bố trí thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của việc thiếu một vài nguyên tố dinh dưỡng khoáng thiết yếu đến sinh trưởng phát triển của cây
TN1: Trồng rau thủy canh bằng dung dịch phân bón NPK
TN2: Trồng rau thủy canh bằng dung dịch thiếu N
TN3: Trồng rau thủy canh bằng dung dịch thiếu P
TN4: Trồng rau bằng nước sạch.
* Hoàn thành báo cáo để chuẩn bị trình bày sản phẩm
- HS hoàn thiện sản phẩm.
- Viết báo cáo trình bày về sản phẩm: Vật liệu, cách làm, cách vận hành sản phẩm, tính ứng dụng của sản phẩm.
- Sử dụng PowerPoint để xây dựng bản thuyết minh cho nhóm.
|
|
Bước 6: báo cáo sản phẩm
|
Thời gian:1 tiết ; Địa điểm : Tại lớp học
Hoạt động 1: Báo cáo kết quả và hình thành kiến thức mới
GV: -Tổ chức cho các nhóm báo cáo kết quả và phản hồi.
- Gợi ý các nhóm nhận xét, bổ sung cho các nhóm khác.
HS: - Các nhóm báo cáo kết quả
-Trìnhchiếu PowerPoint
- Các nhóm tham gia phản hồi về phần trình bày của nhóm bạn
|
|
Hoạt động 2: Đánh giá và rút kinh nghiệm
- GV hướng dẫn HS tự đánh giá, đánh giá đồng đẳng. Sau đó GV sẽ đánh giá HS và công bố kết quả chấm dựa trên bảng tiêu chí .
- Mở rộng kiến thức: Giới thiệu về mô hình thủy canh nuôi cá.
HS sử dụng các phiếu để tự đánh giá và đánh giá lẫn nhau
|
VI. Kiểm tra đánh giá kết qủa học tập
1. Cách thức kiểm tra đánh giá kết quả học tập của học sinh
* GV đánh giá kết quả học tập qua:
- Phỏng vấn trực tiếp học sinh.
- Tài liệu thu thập được của học sinh
- Sản phẩm HS thực hành.
- Qua phiếu thu hoạch của HS
* Tiêu chí đánh giá
- HS không vận dụng được kiến thức môn Sinh học: dưới 5
- HS vận dụng được kiến thức môn Sinh học:5, 6.
- HS vận dụng được kiến thức môn Sinh học + 1 môn học khác: 7 – 8.
- HS vận dụng được kiến thức môn Sinh học + 2 – 3 môn khác: 9 – 10 điểm.
* Các sản phẩm của học sinh
- HS nêu được các vật liệu cần dùng để trồng cây bằng phương pháp thủy canh.
- HS biết tính toán và pha dung dịch dinh dưỡng theo đúng tỉ lệ.
- HS trồng được cây theo phương pháp thủy canh với đầy đủ các bước tại lớp.
*Kết quả kiểm tra đánh giá khi dạy sử dụng kiến thức liên môn
* Kết quả phỏng vấn trực tiếp
Câu hỏi phỏng vẫn: Em có thích trồng cây bằng phương pháp thủy canh không?
|
Rất thích
|
Thích
|
Bình thường
|
Không thích
|
|
|
|
|
|
* Tài liệu thu thập của HS
Dựa vào sự chuẩn bị các tài tiệu đã tìm hiểu ở nhà
|
Chuẩn bị 1 nội dung
|
Chuẩn bị từ 2 nội dung trở lên
|
Không chuẩn bị
|
|
|
|
|
* Sản phẩm HS thực hành : 100% HS biết trồng cây vào rọ.
* Kết quả phiếu thu hoạch của học sinh