Xây dựng và tổ chức dạy học tích hợp chủ đề “Kim loại” ở bậc THPT

CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA DẠY HỌC TÍCH HỢP

Tổng quan về dạy học tích hợp

Tích hợp là một khái niệm rộng rãi, không chỉ áp dụng trong lý thuyết dạy học Từ "tích hợp" (tiếng Anh: integration, tiếng Đức: Integration) xuất phát từ tiếng Latinh, mang ý nghĩa là thiết lập sự kết nối giữa các bộ phận riêng lẻ để tạo thành một tổng thể thống nhất.

Trong dạy học, tích hợp được hiểu là sự kết hợp các nội dung từ nhiều môn học khác nhau thành một "môn học" mới hoặc lồng ghép các nội dung cần thiết vào môn học hiện có Ví dụ, có thể lồng ghép nội dung giáo dục dân số, giáo dục môi trường, và giáo dục an toàn giao thông vào các môn như Đạo đức, Tiếng Việt, hay Tự nhiên và xã hội, nhằm xây dựng môn học tích hợp từ các môn học truyền thống.

Tích hợp là hoạt động kết hợp và liên hệ các yếu tố, nội dung tương đồng từ nhiều lĩnh vực khác nhau nhằm giải quyết vấn đề và đạt được nhiều mục tiêu cùng lúc.

Tích hợp là một xu thế quan trọng trong giáo dục, ảnh hưởng đến việc xác định nội dung dạy học tại các trường phổ thông và xây dựng chương trình môn học ở nhiều quốc gia Quan điểm này dựa trên những nhận thức tích cực về quá trình học tập và giảng dạy.

Thực tiễn ở nhiều quốc gia cho thấy việc áp dụng quan điểm tích hợp trong giáo dục và dạy học không chỉ giúp phát triển năng lực giải quyết các vấn đề phức tạp mà còn làm cho việc học trở nên ý nghĩa hơn đối với học sinh So với việc giảng dạy các môn học một cách riêng lẻ, tích hợp mang lại hiệu quả cao hơn trong việc giáo dục và phát triển toàn diện cho học sinh.

Giáo dục đại học (GD) đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao năng lực người học, nhằm đào tạo những cá nhân có phẩm chất và năng lực cần thiết để giải quyết các vấn đề trong cuộc sống hiện đại Nhiều quốc gia ở khu vực Châu Á và trên thế giới đã áp dụng quan điểm tích hợp trong đào tạo học thuật, và nhận thấy rằng phương pháp này mang lại hiệu quả tích cực.

Xử lý các nội dung kiến thức một cách liên kết giúp học sinh vận dụng tổng hợp kiến thức để giải quyết vấn đề trong học tập và cuộc sống Điều này cũng giúp tránh việc học sinh phải học lại nhiều lần cùng một nội dung ở các môn học khác nhau.

Tích hợp kiến thức giúp kết nối và đảm bảo tính đồng bộ giữa các nội dung liên quan trong một môn học, đồng thời tạo ra các tình huống yêu cầu học sinh vận dụng kiến thức và kỹ năng của môn học để giải quyết vấn đề.

Tích hợp dạy học không chỉ dừng lại ở việc kết hợp nội dung kiến thức mà còn mở rộng đến các phương pháp và kỹ thuật giảng dạy Khi các phương pháp và kỹ thuật có nội dung tương đồng và liên quan, việc hợp nhất chúng sẽ tạo ra hiệu quả dạy học cao hơn.

1.1.3 Một số quan niệm về tích hợp môn học

Hiện nay, mỗi ngày có khoảng 2000 cuốn sách mới được xuất bản trên toàn thế giới, cho thấy rằng phương pháp học tập và giảng dạy truyền thống không còn phù hợp Sự phát triển nhanh chóng của khoa học đã tạo ra nhiều vấn đề mới cần được đưa vào chương trình học, như bảo vệ môi trường, giáo dục dân số, giáo dục pháp luật, phòng chống ma túy, giáo dục sức khỏe và an toàn giao thông Tuy nhiên, do quỹ thời gian hạn chế, việc tăng số môn học là không khả thi Do đó, tích hợp nội dung một số môn học là giải pháp hiệu quả để thực hiện nhiệm vụ giáo dục toàn diện cho học sinh mà không gây quá tải.

Mặc dù quan điểm tích hợp và phương pháp dạy học theo hướng tích hợp đã được giáo viên tiếp nhận, nhưng mức độ nhận thức vẫn còn hạn chế Nghiên cứu gần đây của giảng viên Trường ĐH Sư phạm Đà Nẵng cho thấy 9% giáo viên chưa hiểu rõ về dạy học tích hợp, chủ yếu là giáo viên mới ra trường Ngoài ra, 40% giáo viên còn nhầm lẫn giữa khái niệm tích hợp liên môn và tích hợp đa môn, trong khi 46% giáo viên cho rằng cần tìm hiểu thêm từ nhiều nguồn thông tin khác nhau để hiểu rõ hơn về tích hợp.

Theo TS Hoàng Thị Tuyết từ Khoa Giáo dục Tiểu học - Đại học Sư phạm TP.HCM, tích hợp là một quá trình tư duy tự nhiên của con người nhằm nâng cao hiệu quả trong mọi lĩnh vực hoạt động Đây là vấn đề liên quan đến nhận thức và tư duy, đóng vai trò như một triết lý định hướng cho các hoạt động thực tiễn Lý thuyết tích hợp đã trở thành quan điểm dạy học phổ biến trên toàn cầu, với xu hướng liên hội đang được áp dụng rộng rãi trong việc phát triển chương trình giáo dục.

Theo ThS Đào Thị Hồng Viện NCSP - Trường ĐHSP Hà Nội, việc dạy học theo hướng tích hợp giúp kết nối nhà trường với thực tiễn cuộc sống và sự phát triển của cộng đồng Nội dung giảng dạy cho học sinh nhỏ tuổi xoay quanh các chủ đề như “Gia đình”, “Nhà trường”, “Cuộc sống quanh ta”, và “Trái đất và hành tinh” sẽ kích thích nhu cầu học tập của các em để giải quyết thắc mắc và phục vụ cho cuộc sống cá nhân cũng như cộng đồng Phương pháp học này không chỉ giúp học sinh quan tâm hơn đến con người và xã hội xung quanh, mà còn tạo ra động lực học tập từ những câu hỏi thực tiễn như “Vì sao có sấm chớp?”, “Vì sao không được chặt cây phá rừng?”, và nhiều câu hỏi khác.

Theo GS Đinh Quang Báo, Ủy viên Hội đồng Quốc gia Giáo dục và Phát triển nhân lực, dạy học tích hợp đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển năng lực cho học sinh Phương pháp này không chỉ giúp kết nối các nội dung liên quan trong một môn học mà còn tạo ra những tình huống thực tiễn, yêu cầu học sinh áp dụng kiến thức và kỹ năng đã học để giải quyết vấn đề.

Tích hợp môn học (DHTH) được hiểu là một phương pháp sư phạm, trong đó người học sử dụng nhiều nguồn lực để giải quyết các tình huống phức tạp và có vấn đề Quan niệm đúng đắn về DHTH nhấn mạnh tầm quan trọng của việc kết hợp kiến thức từ nhiều lĩnh vực để nâng cao khả năng giải quyết vấn đề của người học.

1.1.4 Khái niệm về dạy học tích hợp

Một số phương pháp dạy học tích cực trong dạy học chủ đề tích hợp nhằm phát triển năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn của học sinh

1.2.1 Dạy học theo góc (trạm) a Khái niệm

Dạy học theo góc là phương pháp giáo dục cho phép học sinh thực hiện các nhiệm vụ đa dạng tại các vị trí cụ thể trong lớp học, đồng thời tập trung vào việc chiếm lĩnh nội dung học tập thông qua các phong cách học khác nhau Phương pháp này không chỉ khuyến khích sự sáng tạo mà còn giúp học sinh phát triển kỹ năng làm việc nhóm và tư duy độc lập.

- Học sinh đƣợc lựa chọn hoạt động

- Các góc khác nhau - cơ hội khác nhau:

+ Mở rộng, phát triển, sáng tạo (thí nghiệm mới, bài viết mới,…)

+ Đọc hiểu các nhiệm vụ và các hướng dẫn của GV

+ Cá nhân tự áp dụng

- Đáp ứng nhiều phong cách học khác nhau Ý nghĩa:

- Kích thích học sinh tích cực học tập thông qua hoạt động

- Tương tác mang tính cá nhân cao giữa thầy và trò

- Nhiều không gian hơn cho những thời điểm học tập mang tính tích cực

- Tạo điều kiện cho HS tham gia hợp tác cùng học tập c Các loại hình dạy học theo góc

- Tổ chức hoạt động học tập tại các góc theo cách luân chuyển

- Tổ chức hoạt động học tập tại các góc vƣợt khỏi phạm vi lớp

- Tổ chức hoạt động học tập theo góc dưới hình thức “hội thảo học tập”

- Tổ chức hoạt động học tập tại các góc là các góc tự do… d Các bước dạy học theo góc

- Lựa chọn nội dung bài học phù hợp

- Xác định nhiệm vụ cụ thể cho từng góc

Thiết kế các hoạt động cho từng góc học tập cần bao gồm phương tiện và tài liệu phù hợp, như tư liệu nguồn, văn bản hướng dẫn làm việc, bản hướng dẫn theo mức độ hỗ trợ, và bản hướng dẫn tự đánh giá.

Bước 2 : Tổ chức hoạt động học tập theo góc

- Giới thiệu bài học và các góc học tập

- HS đƣợc lựa chọn góc theo sở thích

- HS đƣợc học luân phiên tại các góc theo thời gian quy định (VD 10 - 15’ tại mỗi góc) để đảm bảo học sâu

- Tổ chức trao đổi/chia sẻ (thực hiện linh hoạt) e Ƣu điểm và hạn chế của dạy học theo góc Ưu điểm:

- HS học đƣợc sâu và hiệu quả bền vững

- Mở rộng sự tham gia, nâng cao hứng thú và cảm giác thoải mái của HS

- Tăng cường sự tương tác cá nhân giữa GV và HS, HS và HS

- Đáp ứng đƣợc sự khác biệt của HS về sở thích, phong cách trình độ và nhịp độ

- Trách nhiệm của HS trong quá trình học tập đƣợc tăng lên

- Có thêm cơ hội để rèn luyện kỹ năng thái độ

- Đối với GV có nhiều cơ hộc để quan sát học sinh hỗ trợ trực tiếp từng em và đánh giá 1 cách tổng thể hơn

- Dạy học theo góc sẽ tạo ra môi trường học tập lành mạnh tích cực hơn

- Không gian lớp học là 1 khó khăn để áp dụng học theo góc

- Cần nhiều thời gian cho hoạt động học tập

- GV cần nhiều thời gian và trí tuệ năng lực cho việc chuẩn bị và sắp xếp

1.2.2 Dạy học theo dự án a Khái niệm

Dự án là một kế hoạch cụ thể cần được thực hiện trong các điều kiện xác định về thời gian, tài chính, nhân lực và vật lực để đạt được mục tiêu đã đề ra Nó có tính phức hợp và tổng thể, thường được thực hiện thông qua các tổ chức dự án chuyên biệt.

Dạy học theo dự án (DHDA) là phương pháp giáo dục kết hợp lý thuyết và thực hành, giúp người học thực hiện nhiệm vụ học tập phức hợp và tạo ra sản phẩm có thể giới thiệu Phương pháp này khuyến khích tính tự lực cao trong toàn bộ quá trình học tập, đồng thời nhấn mạnh vai trò của làm việc nhóm như một hình thức cơ bản trong DHDA.

DHDA là một phương pháp dạy học quan trọng, tập trung vào việc lấy học sinh làm trung tâm, nhằm khắc phục những hạn chế của phương pháp dạy học truyền thống, nơi thầy giáo thường là trung tâm Phương pháp này giúp nâng cao sự chủ động và sáng tạo của học sinh trong quá trình học tập.

Ba đặc điểm cốt lõi của DHDA bao gồm: định hướng học sinh, định hướng thực tiễn và định hướng sản phẩm Ngoài ra, trong các tài liệu liên quan đến DHDA còn có nhiều đặc điểm khác được nêu rõ.

Định hướng thực tiễn là chủ đề xuất phát từ các tình huống trong xã hội, nghề nghiệp và đời sống, nhằm giải quyết những vấn đề phù hợp với trình độ và khả năng của người học.

- Có ý nghĩa thực tiễn xã hội: Gắn việc học tập trong nhà trường với thực tiễn đời sống, xã hội

Định hướng hứng thú người học là phương pháp giúp học sinh tham gia vào việc chọn đề tài và nội dung học tập phù hợp với khả năng và sở thích cá nhân Điều này không chỉ kích thích sự hứng thú mà còn tạo điều kiện cho học sinh phát triển thêm trong suốt quá trình thực hiện.

- Tính phức hợp: Nội dung có sự kết hợp tri thức của nhiều lĩnh vực, môn học khác nhau nhằm giải quyết một vấn đề mang tính phức hợp

Định hướng hành động là sự kết hợp giữa nghiên cứu và ứng dụng lý thuyết vào thực tiễn Qua đó, nó không chỉ củng cố và mở rộng hiểu biết lý thuyết mà còn giúp người học rèn luyện kỹ năng thực hành hiệu quả.

Người học cần có tính tự lực cao trong quá trình dạy học, tham gia tích cực và độc lập ở từng giai đoạn Tuy nhiên, mức độ tự lực này cần được điều chỉnh phù hợp với kinh nghiệm, khả năng của học sinh và độ khó của nhiệm vụ.

Cộng tác làm việc trong học tập mang tính xã hội diễn ra thông qua việc tổ chức thành các nhóm, nơi các thành viên cùng hợp tác và phân chia công việc một cách hiệu quả.

Sản phẩm được phát triển không chỉ dựa trên lý thuyết mà còn chú trọng vào hoạt động thực tiễn và thực hành, cho phép người dùng có thể sử dụng, công bố và giới thiệu Điều này giúp phân loại các dự án học tập một cách rõ ràng và hiệu quả.

Phân loại theo chuyên môn:

- Dự án trong một môn học: trọng tâm nội dung nằm trong một môn học

- Dự án liên môn: trọng tâm nội dung nằm ở nhiều môn khác nhau

Dự án ngoài chuyên môn là những hoạt động không liên quan trực tiếp đến các môn học, chẳng hạn như việc tổ chức và chuẩn bị cho các lễ hội trong trường Những dự án này giúp học sinh phát triển kỹ năng mềm và khả năng làm việc nhóm, đồng thời tạo ra môi trường học tập năng động và sáng tạo.

Phân loại theo sự tham gia của người học:

- Dự án cho nhóm HS, dự án cá nhân

- Dự án dành cho nhóm HS là hình thức dự án dạy học chủ yếu

- Trong trường phổ thông còn có dự án toàn trường, dự án dành cho một khối lớp, dự án cho một lớp học

Phân loại theo sự tham gia của GV:

- Dự án dưới sự hướng dẫn của một GV

- Dự án với sự cộng tác hướng dẫn của nhiều GV

Phân loại theo quỹ thời gian:

- Dự án nhỏ: thực hiện trong một số giờ học, có thể từ 2 - 6 giờ học

- Dự án trung bình: dự án trong một hoặc một số ngày (“Ngày dự án”), nhƣng giới hạn là một tuần hoặc 40 giờ học

- Dự án lớn: dự án thực hiện với quỹ thời gian lớn, tối thiểu là một tuần (hay

40 giờ học), có thể kéo dài nhiều tuần (“Tuần dự án”)

Cách phân chia theo thời gian này thường áp dụng ở trường phổ thông Trong đào tạo đại học, có thể quy định quỹ thời gian lớn hơn

Phân loại theo nhiệm vụ:

Dựa theo nhiệm vụ trọng tâm của dự án, có thể phân loại các dự án theo các dạng sau:

- Dự án tìm hiểu: là dự án khảo sát thực trạng đối tƣợng

- Dự án nghiên cứu: nhằm giải quyết các vấn đề, giải thích các hiện tƣợng, quá trình

Dự án thực hành, hay còn gọi là dự án kiến tạo sản phẩm, tập trung vào việc tạo ra các sản phẩm vật chất hoặc thực hiện các kế hoạch hành động thực tiễn Mục tiêu của dự án này là thực hiện những nhiệm vụ như trang trí, trưng bày, biểu diễn và sáng tác, góp phần nâng cao giá trị nghệ thuật và ứng dụng trong thực tế.

- Dự án hỗn hợp: là các dự án có nội dung kết hợp các dạng nêu trên

Các hình thức tổ chức dự án không hoàn toàn tách biệt mà có thể phân loại theo đặc thù riêng trong từng lĩnh vực chuyên môn Quy trình tổ chức dạy học dự án cần được xác định rõ ràng để đảm bảo tính hiệu quả và sự liên kết giữa các hình thức này.

- Xác định chủ đề và mục đích của dự án: Gồm hai giai đoạn là đề xuất sáng kiến và thảo luận về sáng kiến

TỔ CHỨC DẠY HỌC CHỦ ĐỀ TÍCH HỢP “KIM LOẠI”

Lý do lựa chọn chủ đề “Kim loại”

Hiện nay, đất nước ta đang trong giai đoạn công nghiệp hóa, hiện đại hóa và tiến lên chủ nghĩa xã hội, với những bước tiến vượt bậc trong khoa học kỹ thuật Việc ứng dụng các kim loại và hợp chất kim loại đã đóng góp quan trọng vào việc sản xuất phương tiện, máy móc và cải thiện đời sống thực tiễn Chủ đề kim loại xuất hiện nhiều trong các môn học như hóa học, vật lý, sinh học, tuy nhiên, để tránh tình trạng học sinh học lặp lại nội dung kiến thức, chúng tôi đã tích hợp các nội dung của ba môn học này thành một chủ đề chung là “Kim loại”.

Xác định các vấn đề (câu hỏi) cần giải quyết

Hình 2.1: Các vấn đề cần giải quyết

Xác định các kiến thức cần thiết để giải quyết vấn đề

Kim loại đƣợc khai thác nhƣ thế nào?

Kim loại là gì và phân bố ở đâu ?

Các hình thức khai thác loại? kim

Tác động của việc KTKL đến môi trường?

Nguyên nhân dẫn đến sự phá hủy kim loại?

Thế nào là ăn mòn loại? kim mấy Có dạng ăn mòn loại? kim

Tác hại của ăn mòn loại? kim

Cách chống ăn mòn kim loại?

Kim loại đƣợc sử dụng nhƣ thế nào?

2.3.1 Thiết kế sơ bộ nội dung chủ đề

Bảng 2.1: Thiết kế sơ bộ nội dung chủ đề

Nội dung chính Đóng góp của các môn học vào bài học

- Tài liệu internet: https://vi.wikipedia.org/wiki/Kim_lo

- Sách Hóa học vô cơ (Tập 2) - Các kim loại điển hình

- Tài liệu internet: https://vi.wikipedia.org/wiki/Kim_lo

Các hình thức khai thác kim loại

Khai thác kim loại có sẵn

- Bài 40: IV (Hóa học 12 NC)

- Tài liệu internet: http://tailieuhoctap.vn/chi-tiet- sach/204-nganh-khoa-hoc-ky- thuat/khoa-hoc-vat-lieu/770895-ke- chuyen-ve-kim-loai-tap-1

- Tài liệu internet: https://vi.wikipedia.org/wiki/Kim_lo

%E1%BA%A1i Điều chế kim loại

- Bài 22: II (Hóa học 12 NC)

- Bài 24: II (Hóa học 12 NC)

- Tài liệu internet: http://www.hochoaonline.net/chuong- 5-dai-cuong-ve-kim-loai.html

- Tài liệu internet: http://www.kythuatchetao.com/ta-i- che-kim-loai/

- Tài liệu internet: http://thoibaokinhdoanh.vn/Kinh-

21 doanh-xanh-16/Tai-che-sat-thep-He- luy-den-moi-truong-14663.html

- Tài liệu internet: http://quangcaobaoson.com/tin- tuc/tai-che-sat-thep-phe-lieu-28.html Tác động của việc khai thác kim loại đến môi trường

- Tài liệu internet: http://thoibaokinhdoanh.vn/Kinh- doanh-xanh-16/Tai-che-sat-thep-He- luy-den-moi-truong-14663.html

Sự ăn mòn kim loại

Khái niệm ăn mòn kim loại - Bài 23: I (Hóa học 12 NC)

Các dạng ăn mòn kim loại Ăn mòn hóa học

- Bài 23: II (Hóa học 12 NC)

- Tài liệu internet: http://www.hochoaonline.net/chuong- 5-dai-cuong-ve-kim-loai.html

- Tài liệu internet: http://thuvien.ued.udn.vn:8080/dspace /handle/TVDHSPDN_123456789/770

5 Ăn mòn điện hóa học

Tác hại của ăn mòn kim loại

- Tài liệu internet: http://www.vjol.info/index.php/jst/arti cle/view/18241/16140

- Tài liệu internet: https://vi.wikipedia.org/wiki/%C4%8 2n_m%C3%B2n

Phương pháp chống ăn mòn kim loại

- Bài 23: III (Hóa học 12 NC)

- Tài liệu internet: http://thuvien.ued.udn.vn:8080/dspace /handle/TVDHSPDN_123456789/770

22 loại - Bài 56: 2 (Vật lý 12 NC)

- Bài 28: IV (Hóa học 12 NC)

- Bài 30: IV (Hóa học 12 NC)

- Bài 33: IV (Hóa học 12 NC)

- Tài liệu internet: http://thuvien.ued.vn/View/default.as px?loc=1&id17235565422479707

- Tài liệu internet: http://thuvien.ued.vn/View/default.as px?loc=1&id17235565422479707

- http://news.zing.vn/Nhung-ung- dung-doc-dao-cua-vang-trong-cuoc- song-post315012.html

- Tài liệu internet: http://quanghoa3009.violet.vn/present /show/entry_id/6657079

- Bài 33: IV (Hóa học 12 NC)

- Bài 40: IV (Hóa học 12 NC)

- Tài liệu internet: http://news.zing.vn/Nhung-ung-dung- doc-dao-cua-vang-trong-cuoc-song- post315012.html

- Tài liệu internet: http://quanghoa3009.violet.vn/present /show/entry_id/6657079

- Bài 16: I, II, III (Hóa học 11 NC)

- Bài 28: IV (Hóa học 12 NC)

- Bài 30: IV (Hóa học 12 NC)

- Bài 44: IV (Hóa học 12 NC)

- Tài liệu internet: http://quanghoa3009.violet.vn/present /show/entry_id/6657079 Ảnh hưởng của việc sử dụng kim loại đến con người và môi trường

- Tài liệu sinh lý thực vật

- Tài liệu internet: http://thaydungdayhoa.com/news/kim -loai/kim-loai-nang-anh-huong-den- suc-khoe-nhu-the-nao-196.html

2.3.2 Thông tin trợ giúp giáo viên

Kim loại là nguyên tố có khả năng tạo ra ion dương và có liên kết kim loại, tương tự như cation trong đám mây điện tử Chúng là một trong ba nhóm nguyên tố chính, được phân biệt bởi độ ion hóa và các thuộc tính liên kết, bên cạnh á kim và phi kim.

Kim loại là vật thể sáng, dẻo có thể rèn đƣợc, hầu hết ở thể rắn, có tính dẫn nhiệt và dẫn điện cao

Trong nền kinh tế hiện đại, nhu cầu về kim loại như nhôm, sắt, đồng, chì và kẽm đang gia tăng mạnh mẽ, dẫn đến việc khai thác triệt để các nguồn tài nguyên này Tuy nhiên, việc khai thác chỉ khả thi khi các kim loại tập trung thành quặng hoặc mỏ Ngược lại, các kim loại hiếm như thiếc, bạc và bạch kim có trữ lượng rất ít và phân tán, gây khó khăn trong việc xác định chính xác nguồn gốc và số lượng của chúng.

3 Khai thác kim loại a Khai thác kim loại có sẵn

Những kim loại tồn tại chủ yếu ở dạng tự do và đƣợc tinh chế: Au, Ag

Vàng được chiết xuất chủ yếu từ vàng tự do trong quặng gốc hoặc sa khoáng Quá trình tách vàng khỏi quặng đã nghiền có thể được thực hiện thông qua một hoặc kết hợp hai đến ba phương pháp khác nhau.

Tuyển trọng lực là phương pháp tách vàng dựa vào tỉ khối của đất, đá và cát nhỏ hơn so với vàng Người ta sử dụng dòng nước để rửa trôi các vật liệu này trên các máng đãi được đặt dốc, qua đó thu hồi vàng thô Việc đãi nhiều lần bằng nước giúp nâng cao hiệu quả thu được vàng.

Hỗn hống hóa là quá trình tách vàng từ quặng hoặc tinh quặng đã qua đãi bằng nước, sử dụng máng dốc và rung với đáy có lá đồng bôi thủy ngân Vàng sẽ tan vào thủy ngân, tạo thành hỗn hống vàng, giữ lại trên máng Sau đó, hỗn hống vàng được đun nóng trong thiết bị chuyên dụng để chưng cất thủy ngân và thu hồi vàng Phương pháp này hiệu quả trong việc tách các hạt vàng nhỏ có trong quặng.

Xianua hóa là quá trình chế biến quặng hoặc tinh quặng bằng cách sử dụng dung dịch NaCN (hoặc KCN) và liên tục xục khí nén vào dung dịch trong vài ngày, dẫn đến việc vàng hòa tan dần thông qua phản ứng hóa học.

Sau đó dùng bụi kẽm để kết tủa vàng:

Hoặc tách vàng bằng phương pháp trao đổi ion b Điều chế kim loại

- Nguyên tắc chung: Khử ion kim loại về kim về kim loại

- Phương pháp điều chế kim loại: Có 3 phương pháp phổ biến sau

Phương pháp này được dùng để điều chế những kim loại có độ hoạt động hóa học thấp nhƣ Au, Ag, Hg, Cu,…

Phương pháp này sử dụng dung dịch như NaCN và NaOH để hòa tan kim loại hoặc hợp chất của kim loại, giúp tách chúng ra khỏi quặng một cách hiệu quả.

25 những kim loại có tính khử mạnh hơn để đẩy ion kim loại ra khỏi dung dich tạo thành kim loại tự do

VD: Điều chế Ag từ quặng Ag 2 S:

Phương pháp này được dùng để điều chế những kim loại có độ hoạt động hóa học trung bình nhƣ Zn, Cr, Fe, Sn, Pb,…

Phương pháp này dựa trên việc khử ion kim loại trong các hợp chất ở nhiệt độ cao bằng các chất khử mạnh như C, CO, H2, Al, cũng như các kim loại kiềm hoặc kiềm thổ.

VD: Điều chế Cu từ quặng CuS:

Bằng phương pháp điện phân người ta có thể điều chế được hầu hết các kim loại

Sự điện phân là quá trình oxi hóa – khử diễn ra trên bề mặt các điện cực khi dòng điện một chiều đi qua chất điện li, có thể là dạng nóng chảy hoặc dung dịch.

Cực âm (Catot): xảy ra sự khử

Cực dương (Anot): xảy ra sự oxi hóa c Tái chế kim loại

- Khái niệm tái chế kim loại:

Tái chế kim loại là quá trình phân loại các loại kim loại như sắt, đồng, thép và nhôm từ rác thải, sau đó sử dụng chúng làm nguyên liệu để sản xuất các sản phẩm mới.

Nguyên liệu tái chế nhôm bao gồm nhiều sản phẩm như máy bay, ô tô, xe đạp, tàu thuyền, máy tính, dụng cụ nhà bếp, máng xối và dây, tất cả đều cần vật liệu nhẹ hoặc có độ dẫn nhiệt cao.

+ Lon nhôm đƣợc phân loại từ rác thải đô thị và đƣợc cắt thành những mảnh nhỏ có kích thước bằng nhau

+ Mảnh nhôm đƣợc làm sạch hóa học/cơ học và đƣợc nén chặt thành khối Khối nhôm đƣợc nung trong lò đến 750°C ± 100°C để tạo nhôm nóng chảy

Tùy thuộc vào yêu cầu của sản phẩm cuối cùng, các nguyên tố như nhôm tinh khiết cao, đồng, kẽm, mangan, silic và magiê có thể được bổ sung để điều chỉnh thành phần và cải thiện các đặc điểm kỹ thuật của hợp kim.

Nguyên liệu: sắt, thép phế liệu

+ Sắt, thép phế liệu có kích thước lớn được cắt thành những mảnh có kích thước nhỏ hơn

Sắt và thép phế liệu có kích thước phù hợp có thể được gia công nhiệt trong lò nung với các mục đích khác nhau, bao gồm việc ủ chín 100% để rút sắt buộc hoặc nung chín 30% để sản xuất thép xây dựng.

+ Giảm thiểu nhu cầu khai thác và chế biến các nguyên vật liệu

+ Tạo thêm hàng hóa sử dụng

+ Tiết kiệm tài nguyên khoáng sản, công khai thác

+ Hạn chế sự suy thoái môi trường

+ Tạo công việc làm cho những người thu nhập và phân loại rác

+ Giảm lượng rác thải của môi trường, tiết kiệm nước d Tác động của việc khai thác kim loại đến môi trường

Việc sử dụng các hóa chất và các chất thải ra trong quá trình khai thác:

+ Làm thay đổi cảnh quan môi trường

+ Ảnh hưởng đến khí hậu của khu vực

+ Gây ô nhiễm môi trường nước

+ Làm cạn kiệt nguồn khoáng sản

+ Ảnh hưởng đến kinh tế - xã hội

Nguyên nhân của thực trạng môi trường hiện nay, một phần là do các yếu tố sau:

+ Các thiết bị, hệ thống cũ kỹ, các công ty có lợi nhuận thấp nên không đủ kinh phí để cải thiện môi trường

+ Xuất hiện các hoạt động khai thác thủ công, bất hợp pháp

+ Nhà chức trách môi trường kém năng lực và công tác kiểm tra chưa hiệu quả

II Sự ăn mòn kim loại

1 Khái niệm ăn mòn kim loại Ăn mòn kim loại là sự phá hủy kim loại hoặc hợp kim do tác dụng của các chất trong môi trường

2 Các dạng ăn mòn kim loại a Ăn mòn hóa học

- Khái niệm: Ăn mòn hóa học là quá trình oxi hóa - khử, trong đó các electron của kim loại được chuyển trực tiếp đến môi trường

- Ăn mòn hóa học thường xuyên xảy ra ở những thiết bị thường xuyên phải tiếp xúc với hơi nước và khí oxi,… b Ăn mòn điện hóa học

Ăn mòn điện hóa học là quá trình oxi hóa – khử, trong đó kim loại bị ăn mòn do tác động của dung dịch chất điện li Quá trình này tạo ra dòng electron di chuyển từ cực âm đến cực dương, dẫn đến sự suy giảm chất lượng và độ bền của kim loại.

- Điều kiện xảy ra ăn mòn điện hóa học: phải có đầy đủ 3 điều kiện sau:

Vật liệu Cực âm (A) Cực dương (C)

Kim loại – Kim loại Kim loại mạnh hơn Kim loại yếu hơn

Kim loại – Phi kim Kim loại Phi kim

Kim loại – Hợp chất Kim loại Hợp chất

 Cặp điện cực cùng tiếp xúc, hay nối với nhau bằng dây dẫn

 Cặp điện cực cùng môi trường chất điện li ( )

- Cơ chế ăn mòn điện hóa học: Thỏa mãn 3 điều kiện trên

+ A(-): Xảy ra sự oxi hóa:

- Ăn mòn điện hóa học hợp kim của gang thép trong không khí ẩm:

Gang thép là hợp chất của sắt với cacbon và một số tạp chất khác (Si, S, P) Trong đó gang chứa 2-5%C, thép chứa 0.1-2%C

Gỉ sắt có công thức là: Fe 2 O 3 nH 2 O

+ Điều kiện 1: có cặp điện cực: Fe(-), C hoặc Fe 3 C(-)

+ Điều kiện 2: cặp điện cực cùng tiếp xúc

+ Điện cực 3: cặp điện cực cùng môi trường không khí ẩm

3 Tác hại của ăn mòn kim loại

Ăn mòn kim loại gây ra tổn thất lớn cho nền kinh tế toàn cầu, ước tính khoảng 15% tổng lượng thép sử dụng bị phá hủy do ăn mòn Hơn 80% kim loại và thiết bị được sử dụng trong môi trường không khí, dẫn đến thiệt hại kinh tế khổng lồ, ước tính hàng trăm tỉ USD mỗi năm Cụ thể, tổn thất do ăn mòn hàng năm ở Mỹ lên tới 300 tỉ USD (1994), ở Đức là 117 tỉ DM (1994), Canada 10 tỉ USD (1979), và ở Úc là 470 triệu AUD.

Thiết kế hoạt động dạy học

2.5.1 Thiết kế nội dung dạy học

2.5.1.1 Nội dung 1: Xây dựng phiếu học tập

Sử dụng phiếu học tập cho học sinh làm việc theo nhóm hoặc cá nhân, có thể thực hiện tại lớp hoặc tại nhà Đồng thời, kết hợp các phương pháp và kỹ thuật dạy học đa dạng để tiến hành quá trình dạy học một cách hiệu quả.

KIM LOẠI KHÔNG CÓ SẴN TRONG TỰ NHIÊN ĐƢỢC KHAI THÁC NHƢ

Mục tiêu: Giúp HS thống kê kiến thức

Em hãy hoàn thành bảng sau:

Tên phương pháp Kim loại được điều chế

Các hóa chất đƣợc sử dụng

Các kim loại kiềm và kiềm thổ như Ba và Ca chỉ có thể được điều chế bằng phương pháp điện phân Nguyên nhân là do chúng có độ phản ứng cao, dễ dàng kết hợp với các nguyên tố khác, nên không thể tách ra bằng phương pháp nhiệt hoặc hóa học thông thường Việc sử dụng điện phân giúp đảm bảo sự tinh khiết và hiệu quả trong quá trình khai thác các kim loại này.

CÓ PHẢI NHÔM ĐÃ TỪNG ĐẮT HƠN CẢ VÀNG?

Mục tiêu: Giúp HS hiểu sâu hơn về kiến thức, mở rộng thông tin

Vào thời kỳ của Hoàng Đế Napoleon III, nhôm là một kim loại quý hiếm và đắt đỏ, thậm chí còn giá trị hơn cả vàng Trong một bữa tiệc lớn, chỉ có bộ đồ ăn của Napoleon III được làm bằng nhôm, trong khi các quý tộc khác sử dụng đồ ăn bằng vàng Chỉ sau hơn 100 năm, nhôm đã trở thành một kim loại phổ biến, xuất hiện rộng rãi trong đời sống hàng ngày, từ đồ dùng gia đình đến các sản phẩm kim loại, và thậm chí được dùng làm giấy gói kẹo mà người ta thường vứt đi sau khi sử dụng.

Câu hỏi: Vì sao nhôm từ một kim loại rất đắt đỏ lại trở nên phổ biến nhƣ hiện nay? Nhôm được khai thác bằng phương pháp nào?

Hình thức thực hiện: Cá nhân tự về tìm hiểu và trình bày ở tiết học tiếp theo

TÁI CHẾ NHÔM VÀ SẮT, THÉP Nhóm:

Mục tiêu: Giúp HS vận dụng kiến thức

Câu hỏi 1: Cho nguyên liệu: lon bia , lon nước ngọt…

Yêu cầu: Em hãy đề xuất quy trình làm thành một sản phẩm từ từ nguyên liệu trên? Câu hỏi 2: Cho nguyên liệu: sắt thép phế liệu…

Yêu cầu: Em hãy đề xuất quy trình làm thành một sản phẩm từ từ sắt thép bỏ đi đó?

PHIẾU HỌC TẬP SỐ 4 Câu hỏi 1:

- Nêu đặc điểm chung của 2 phương trình trên?

- 2 PTHH này xảy ra khi kim loại bị ăn mòn hóa học, từ đó hãy rút ra kết luận về ăn mòn hóa học?

Câu hỏi 2: Hoàn thành bảng sau:

Vật liệu Cực âm (A) Cực dương (C)

Câu hỏi 3: Viết PTHH xảy ra ở cực âm và cực dương:

A(-): Xảy ra sự oxi hóa:

Câu hỏi 4: Các điều kiện xảy ra và PTHH của ăn mòn điện hóa học hợp kim của gang thép trong không khí ẩm:

Mỗi một nhóm chọn một trong 4 gói câu hỏi sau thảo luận và trả lời các câu hỏi:

GÓI CÂU HỎI SỐ 1 Kim loại trong ngành công nghiệp

Kim loại đóng vai trò quan trọng trong ngành công nghiệp, với nhiều ứng dụng khác nhau Nhôm được sử dụng rộng rãi trong xây dựng và sản xuất ô tô nhờ vào tính nhẹ và chống ăn mòn Sắt là nguyên liệu chính trong sản xuất thép, phục vụ cho nhiều lĩnh vực như xây dựng và chế tạo máy Liti được ứng dụng trong pin lithium-ion, cung cấp năng lượng cho thiết bị điện tử Kali và canxi thường được sử dụng trong nông nghiệp và sản xuất phân bón, giúp cải thiện độ phì nhiêu của đất Magiê có tính nhẹ và bền, được áp dụng trong ngành hàng không và ô tô Bạc được biết đến với khả năng dẫn điện và kháng khuẩn, thường được dùng trong điện tử và y tế Cuối cùng, vàng không chỉ là kim loại quý mà còn được sử dụng trong điện tử và trang sức, nhờ vào tính dẫn điện tốt và khả năng chống ăn mòn.

GÓI CÂU HỎI SỐ 2 Kim loại trong đời sống

Kim loại đóng vai trò quan trọng trong đời sống hàng ngày, với các ứng dụng đa dạng từ công nghiệp đến y tế Liti được sử dụng trong pin lithium-ion, giúp cung cấp năng lượng cho nhiều thiết bị điện tử Kali là một thành phần thiết yếu trong phân bón, hỗ trợ sự phát triển của cây trồng Canxi không chỉ cần thiết cho sức khỏe xương mà còn tham gia vào nhiều quá trình sinh hóa trong cơ thể Magiê thường được ứng dụng trong chế tạo hợp kim nhẹ, cải thiện hiệu suất của các sản phẩm công nghệ Bạc có tính kháng khuẩn và được sử dụng trong trang sức cũng như các thiết bị y tế Cuối cùng, vàng không chỉ là biểu tượng của sự giàu có mà còn được ứng dụng trong điện tử và nha khoa nhờ tính dẫn điện tốt và khả năng chống ăn mòn.

GÓI CÂU HỎI SỐ 3 Kim loại trong ngành nông nghiệp

Em hãy tìm hiểu kim loại đƣợc sử dụng nhƣ thế nào trong ngành nông nghiệp?

GÓI CÂU HỎI SỐ 4 Đặc tính và tác hại của kim loại nặng

Việc sử dụng kim loại nặng như Asen, Cadmium, Chì và Kẽm có tác động tiêu cực đến môi trường và sức khỏe con người, chủ yếu do ô nhiễm kim loại nặng Các kim loại này không chỉ gây hại cho hệ sinh thái mà còn ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe con người, dẫn đến nhiều bệnh tật Do đó, việc tìm hiểu đặc tính và tác hại của chúng là rất cần thiết để nâng cao nhận thức và thực hiện các biện pháp bảo vệ môi trường.

2.5.1.2 Nội dung 2: Xây dựng bộ câu hỏi

Câu hỏi 1: Theo em kim loại đƣợc dùng để làm gì trong cuộc sống?

Câu hỏi 2: Vì sao phải khai thác kim loại?

Câu hỏi 3: GV cho HS quan sát 1 vật làm bằng kim loại, gọi HS nhận xét về bên ngoài của vật kim loại này?

Trong "Bảng 1: Thành phần các nguyên tố cấu tạo nên vỏ trái đất", học sinh cần nhận xét về tỷ lệ phần trăm kim loại có trong vỏ trái đất.

Câu hỏi 5: Em hãy cho biết kim loại nào có sẵn trong tự nhiên?

Các kim loại kiềm và kiềm thổ như Bari (Ba) và Canxi (Ca) chỉ có thể được điều chế bằng phương pháp điện phân Nguyên nhân là do chúng có tính chất hóa học rất hoạt động, dễ phản ứng với nước và không khí, nên việc khai thác chúng từ quặng bằng các phương pháp thông thường sẽ không hiệu quả và có thể dẫn đến sự mất mát sản phẩm Phương pháp điện phân giúp tách biệt các kim loại này một cách an toàn và hiệu quả hơn.

Để sản xuất một thanh sắt nguyên chất từ rác thải của các nhà máy sản xuất sắt, thép, bước đầu tiên cô cần thực hiện là thu gom và phân loại rác thải, nhằm tách biệt các kim loại và xác định thành phần sắt có trong đó.

Câu hỏi 8: Nêu những ảnh hưởng của việc khai thác kim loại đến môi trường và đề xuất biện pháp khắc phục?

Khi học sinh nối hai lá kim loại bằng một dây dẫn mắc nối tiếp với điện kế, hiện tượng quan sát được là kim điện kế sẽ bị lệch Nguyên nhân của hiện tượng này là do dòng điện chạy qua dây dẫn, tạo ra một từ trường, làm cho kim điện kế di chuyển.

Câu hỏi 10: Từ thí nghiệm đã làm và các hiện tƣợng quan sát đƣợc, yêu cầu HS kết luận thế nào là ăn mòn điện hóa học?

Câu hỏi 11: Yêu cầu HS tìm hiểu các điều kiện xảy ra ăn mòn điện hóa học?

Câu hỏi 12: Từ thí nghiệm, viết PTHH xảy ra ở cực âm và cực dương?

Câu hỏi 13: Các điều kiện xảy ra và PTHH của ăn mòn điện hóa học hợp kim của gang thép trong không khí ẩm?

Câu hỏi 14: Tác hại của ăn mòn kim loại và phương pháp chống ăn mòn kim loại?

Câu hỏi 15: Em biết gì về ô nhiễm kim loại ở sông, vùng ven biển và biển?

Câu hỏi 16: Vậy theo em kim loại đƣợc sử dụng chủ yếu ở ngành nào và kim loại gây ô nhiễm qua con đường nào?

Câu hỏi 17: Em biết được kim loại nặng nào là gây nguy hiểm lớn cho môi trường và sức khỏe con người?

Câu hỏi 18: Em biết gì về ô nhiễm kim loại ở vùng đất phèn?

2.5.2 Thiết kế nội dung kiểm tra, đánh giá

Bảng 2.3: Nội dung kiểm tra đánh giá bài 1: Khai thác kim loại

NHỮNG NĂNG LỰC CẦN BỒI DƢỠNG ĐỊNH HƯỚNG HOẠT ĐỘNG HỌC TẬP

CÂU HỎI/ BÀI TẬP (CÔNG CỤ ĐÁNH

HÌNH THỨC KIỂM TRA, ĐÁNH GIÁ

Việc thu thập và lựa chọn thông tin về kim loại trong cuộc sống giúp chúng ta hiểu rõ hơn về ứng dụng của chúng Từ đó, chúng ta có thể nhận ra tầm quan trọng của việc khai thác kim loại, nhằm phục vụ cho nhu cầu sản xuất và phát triển kinh tế.

P3: Thu thập, lựa chọn thông tin từ các nguồn khác nhau để nhận xét vật làm bằng kim loại?

P5: Sử dụng các công cụ toán học để tính % kim loại có trong vỏ trái đất?

HĐ1: Dạy học nêu vấn đề và giải quyết vấn đề

GV nêu vấn đề kim loại đƣợc dùng làm gì trong cuộc sống, từ đó yêu cầu

HS tìm ra nguyên nhân vì sao phải khai thác kim loại?

P3, X3: Theo em kim loại đƣợc dùng để làm gì trong cuộc sống?

P3, X3: Vì sao phải khai thác kim loại?

P3: GV cho HS quan sát 1 vật làm bằng kim loại, gọi HS nhận xét về bên ngoài của vật kim loại này?

“Bảng 1: Thành phần các nguyên tố cấu tạo nên vỏ trái đất” và nhận xét trong vỏ trái đất có bao nhiêu % là kim loại?

P3: Thu thập, lựa chọn thông tin từ các nguồn khác nhau để tìm ra các kim loại có sẵn trong tự nhiên?

HĐ2: Dạy học nêu vấn đề và giải quyết vấn đề

GV yêu cầu HS nêu các kim loại có sẵn, từ đó đặt ra vấn đề cần giải quyết là

P3: Em hãy cho biết kim loại nào có sẵn trong tự nhiên?

47 cách khai thác các kim loại đó?

K3: Sử dụng kiến thức đã học để biết đƣợc kim loại kiềm thổ đươc điều chế bằng phương pháp nào và vì sao?

HĐ3: Dạy học thuyết trình dẫn dắt

GV đƣa ra câu hỏi, dẫn dắt HS vào nội dung bài

Kim loại kiềm và kiềm thổ, như Ba và Ca, chỉ có thể được điều chế thông qua phương pháp điện phân hoặc nhiệt phân Nguyên nhân là do chúng có tính chất hóa học rất hoạt động, dễ dàng phản ứng với nước và không khí, nên không thể khai thác bằng các phương pháp thông thường như nhiệt luyện hay hòa tan Phương pháp điện phân giúp tách chúng ra khỏi các hợp chất một cách hiệu quả, đảm bảo tính nguyên chất và ổn định của kim loại thu được.

K4: Vận dụng kiến thức đã học để giải quyết tình huống thực tiễn?

X8, K3, K4: Áp dụng kiến thức đã học để thực hiện nhiệm vụ học tập và giải quyết tình huống thực tiễn thông qua làm việc nhóm Một ví dụ cụ thể là phương pháp tái chế nhôm và sắt thép từ các vật dụng như lon bia và sắt thép phế liệu.

HĐ4: Dạy học theo tình huống

GV đã đưa ra tình huống liên quan đến rác thải từ nhà máy sản xuất sắt và thép, trong đó có chứa kim loại Từ tình huống này, GV yêu cầu học sinh giải quyết vấn đề và hướng dẫn để đưa ra nội dung chính.

Để sản xuất một thanh sắt nguyên chất từ rác thải của các nhà máy sản xuất sắt và thép, cô cần tiến hành bước đầu tiên là thu thập và phân loại rác thải chứa kim loại Việc này sẽ giúp cô xác định các loại kim loại có trong rác thải và lựa chọn nguyên liệu phù hợp cho quá trình sản xuất.

X8, K3, K4: Cho nguyên liệu: lon bia , lon nước ngọt… Yêu cầu: Em hãy đề xuất quy trình làm thành một sản phẩm từ từ nguyên liệu trên?

X8, K3, K4: Cho nguyên liệu: sắt thép phế liệu… Yêu cầu:

Em hãy đề xuất quy trình làm thành một sản phẩm từ từ sắt thép bỏ đi đó?

X3, C6: Lựa chọn thông tin từ nhiều nguồn khác nhau,

HĐ5: Dạy học thuyết trình dẫn dắt

X3, C6: Nêu những ảnh hưởng của việc khai thác kim loại đến

48 khai thác kim loại đến môi trường đồng thời nhận ra ảnh hưởng của việc khai thác kim loại tới môi trường và cách khắc phục?

GV đƣa ra các câu hỏi và thuyết trình dẫn dắt HS, từ đó đƣa ra nội dung chính môi trường và đề xuất biện pháp khắc phục?

Tiến trình hoạt động dạy học cụ thể

2.6.1 Tiến trình hoạt động dạy học cụ thể bài 1: Khai thác kim loại

- Chuẩn KT, KN quy định trong chương trình:

Bảng 2.6: Chuẩn KT, KN quy định trong chương trình bài 1: Khai thác kim loại

KT, KN quy định trong

THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM