Thiết kế chủ đề STEM: “Pin điện thực vật” để tổ chức dạy học nội dung ôn tập chương I “chuyển hóa vật chất và năng lượng ở thực vật” - Sinh học 11 THPT

Nghiên cứu tạo pin điện thực vật (lấy điện từ cây) có kết quả rõ ràng: Đồng hồ điện tử (điện áp tiêu chuẩn 1,5V) có thể chạy hàng ngày từ điện sinh ra từ cây, dễ thực hiện và có tính ứng dụng thực tiễn.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Thiết kế chủ đề STEM: “Pin điện thực vật” để tổ chức dạy học nội dung ôn tập chương I “chuyển hóa vật chất và năng lượng ở thực vật” - Sinh học 11 THPTBÁO CÁO KHOA HỌC VỀ NGHIÊN CỨU VÀ GIẢNG DẠY SINH HỌC Ở VIỆT NAM - HỘI NGHỊ KHOA HỌC QUỐC GIA LẦN THỨ 4DOI: 10.15625/vap.2020.000128 THIẾT KẾ CHỦ ĐỀ STEM: “PIN ĐIỆN THỰC VẬT” ĐỂ TỔ CHỨC DẠY HỌC NỘI DUNG ÔN TẬP CHƯƠNG I “CHUYỂN HÓA VẬT CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG Ở THỰC VẬT” - SINH HỌC 11 THPT La Việt Hồng1,*, Võ Trí Anh Thư2, Thái Thị Thanh Thương2 Tóm tắt: Nghiên cứu tạo pin điện thực vật (lấy điện từ cây) có kết quả rõ ràng: đồng hồ điện tử (điện áp tiêu chuẩn 1,5V) có thể chạy hàng ngày từ điện sinh ra từ cây, dễ thực hiện và có tính ứng dụng thực tiễn. Chúng tôi đã vận dụng giáo dục STEM để xây dựng được chủ đề “Pin điện thực vật”, đồng thời vận dụng trong dạy học. Đối với chủ đề STEM này, học sinh (HS) vận dụng các kiến thức liên môn đã học và kỹ năng, tư duy sáng tạo để tạo “Pin điện thực vật”, đồng thời giải quyết các câu hỏi xoay quanh việc tại sao pin hoạt động được thông qua kiến thức chương I “Chuyển hóa vật chất và năng lượng ở thực vật” - Sinh học 11. Từ khóa: Chủ đề, dạy học, pin điện thực vật, sinh học, STEM.1. MỞ ĐẦU Chủ đề dạy học STEM trong trường trung học (gọi tắt là chủ đề STEM) là chủ đềdạy học được thiết kế dựa trên vấn đề thực tiễn kết hợp với chuẩn kiến thức, kỹ năng củacác môn học khoa học trong chương trình phổ thông. Trong quá trình dạy học, giáo viên tổchức cho học sinh làm việc nhóm, sử dụng công nghệ truyền thống và hiện đại, công cụtoán học để tạo ra sản phẩm có tính ứng dụng thực tế, phát triển kỹ năng và tư duy của họcsinh (Lê Xuân Quang, 2015; Nguyễn Thanh Nga, 2017). Trong các chủ đề STEM, chủ đề STEM dạy học vận dụng được xây dựng trên cơ sởnhững kiến thức học sinh đã được học là một loại chủ đề STEM bồi dưỡng cho học sinhnăng lực vận dụng lí thuyết vào thực tiễn. Các chủ đề STEM này luôn vận dụng nhiềumôn học kết hợp với nhau và do đó nó có thể giúp các HS hiểu được, vận dụng được kiếnthức đã học đồng thời giải quyết được các vấn đề thực tiễn. Ở chủ đề STEM Pin điện thựcvật này, HS sẽ được vận dụng các kiến thức của môn Vật lí 11 (bài “Dòng điện trong chấtđiện phân”), Vật lí 11 nâng cao (bài “Pin điện hóa”) và môn Sinh học 11, Sinh học 11nâng cao (Chương I: “Chuyển hóa vật chất và năng lượng” phần A: Thực vật”) vào giảiquyết vấn đề tạo Pin điện thực vật và tại sao có dòng điện từ cây. Trước đây, đã có các chủđề STEM Pin điện hóa làm từ chanh, chuối... nhưng tính thực tế chưa cao và gây lãng phí.Chủ đề STEM tạo “Pin điện thực vật” sẽ giúp HS có những trải nghiệm thú vị và bổ ích từviệc liên hệ kiến thức đã học, giúp HS có thái độ và hướng tới việc bảo vệ môi trường,đồng thời tạo ra các sản phẩm có tính ứng dụng đời sống hàng ngày.2. VẬT LIỆU, DỤNG CỤ VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU1Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 22Trường THPT Chuyên Nguyễn Chí Thanh, Đăk Nông*Email: laviethong.sp2@gmail.comPHẦN III. NGHIÊN CỨU KHOA HỌC GIÁO DỤC VÀ GIẢNG DẠY SINH HỌC Ở VIỆT NAM 10412.1. Vật liệu, dụng cụ nghiên cứu - Vật liệu: cỏ Lan Chi (Chlorophytum Comosum), cây Lúa (Oryza sativa); đất trồng. - Dụng cụ: lọ trồng cây (cốc thủy tinh 500 ml), đồng hồ điện tử (điện áp tiêu chuẩn 1,5V),các dây nối, thanh đồng (Cu), thanh nhôm (Al) cùng kích thước, máy VOM (đo điện áp).2.2. Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp nghiên cứu lí thuyết: Nghiên cứu những tài liệu về chế tạo pin thựcvật, những tài liệu về phương pháp dạy học tích cực, đồng thời nghiên cứu, vận dụng giáodục STEM trong dạy học Sinh học. - Phương pháp thực nghiệm: Thiết kế thực nghiệm chủ đề Pin thực vật trong dạy nộidung ôn tập chương chuyển hóa vật chất và năng lượng để đánh giá hiệu quả của chủ đề.2.3. Nội dung nghiên cứu Giới thiệu pin điện thực vật (lấy điện từ cây): pin điện thực vật có ưu điểm là pinnày tự sạc, nguyên liệu là đất và cây xanh, không gây lãng phí nguyên liệu như pin điệnhóa từ chanh, chuối, giấm... Tồn tại: chưa có được mức năng lượng như pin điện hóathông thường. Các lợi ích từ pin điện thực vật: + Thân thiện môi trường; + Từ nguồn năng lượng có thể tái tạo: năng lượng mặt trời; + Năng lượng sinh học sản xuất tại chỗ: sản xuất điện trực tiếp, không cần thu hoạchcây, không cần vận chuyển, chi phí vật liệu thấp. + Bền vững. - Cách tạo pin điện thực vật: + Thiết kế thí nghiệm tạo điện từ cây trên ba đối tượng: Mẫu 1: lọ đất trồng cỏ LanChi (Chlorophytum Comosum); Mẫu 2: lọ đất trồng cây Lúa (Oryza sativa); Mẫu 3: lọ đất.Bố trí thí nghiệm như sơ đồ và lấy kết quả của trung bình từ 3 lần đo điện áp (đo ở 3 thờiđiểm trong ngày: Sáng: 7h; Trưa: 11h; Chiều: 17h). Tiến hành theo dõi 3 mẫu trong thờigian 7 ngày và ghi nhận số liệu, từ đó đưa ra quy trình tạo pin điện thực vật (Hình 1). ...