A. MỞ ĐẦU
I. ĐẶT VẤN ĐỀ
1. Lí do chọn đề tài
Kiến thức về nitơ (Hóa học 11), kiến thức về sấm sét (Vật lý 11) và quá
trình chuyển hóa nitơ trong đất và quá trình cố định nitơ ở thực vật (Sinh học
11), chu trình nitơ (Sinh học 12), ứng dụng công nghệ vi sinh trong sản xuất
phân bón (phân vi sinh vật cố định đạm) (Công nghệ 10) có mối liên hệ với
nhau.
Đặc biệt phân bón với năng suất cây trồng và môi trường là một đơn vị
kiến thức rất quan trọng và được ứng dụng nhiều trong thực tiễn trồng trọt ở
đại đa số gia đình của các em học sinh. Thông qua học chủ đề này học sinh biết
những loại phân bón mà gia đình sử dụng có những đặc điểm, tính chất gì cùng
với cách bảo quản và sử dụng chúng sao cho tốt nhất và hiệu quả nhất. HS
cũng nhận thức được hậu quả của việc bón phân dư thừa, bón phân không đủ
liều lượng từ đó hiểu và vận dụng, tuyên truyền tới gia đình và địa phương về
bón phân hợp lí.
Khi tích hợp các nội dung kiến thức như trên đảm bảo được tính logic
về nội dung và logic nhận thức của HS. Từ đó hình thành năng lực tư duy logic
và tư duy khoa học ở HS.
Tích hợp giúp GV có thời gian để tổ chức các hoạt động phát triển năng
lực cho HS bằng cách sử dụng các kĩ thuật dạy học tích cực.
Chủ đề nitơ với thực vật liên quan đến 8 bài học trong chương trình phổ
thông: môn Hóa học 11 có 3 bài, môn Vật lí 11 có 1 bài, môn Sinh học 11 có 2
bài, môn Sinh học 12 có 1 bài, môn công nghệ 10 có 1 bài.
Bài 7: Nitơ (Hóa 11)
Bài 9: Axit nitric và muối nitrat (Hóa 11).
Bài 12. Phân bón hóa học (Hóa học 11)
Bài 13. Bản chất dòng điện trong chất khí (Vật lý 11)
Bài 5: Dinh dưỡng nitơ ở thực vật (Sinh học 11).
- Nghiên cứu kiến thức về nitơ và những ứng dụng của nó ở các môn Vật lí,
Hoá học, Sinh học, Công nghệ cùng với các kĩ thuật dạy học tích cực.
5. Nhiệm vụ nghiên cứu
- Nghiên cứu chủ đề nitơ với thực vật.
- Nghiên cứu các kĩ thuật dạy học tích cực.
- Nghiên cứu trình độ, năng lực của học sinh.
6. Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp nghiên cứu lí thuyết: Nghiên cứu về dạy học tích hợp, liên môn;
nghiên cứu các kĩ thuật dạy học tích cực,…
- Phương pháp nghiên các tài liệu liên quan đến nội dung của đề tài: Sách giáo
khoa các môn Vật lí, Hoá học, Sinh học, Công nghệ, sách bài tập, sách tham
khảo, báo chí, internet.
- Phương pháp điều tra: điều tra nhu cầu của học sinh được học các chủ đề
(chuyên đề) tích hợp, liên môn.
- Phương pháp thu thập thông tin: Lấy thông tin từ các giáo viên bộ môn trong
trường về các nội dung liên quan đến chủ đề.
- Phương pháp thực nghiệm: dạy minh họa chủ đề ở lớp 11.
- Phương pháp phỏng vấn: phỏng vấn học sinh sau khi được học chủ đề này.
7. Thời gian nghiên cứu
Từ 3/8/2015 đến 2/4/2016
II. PHƯƠNG PHÁP TIẾN HÀNH
1. Cơ sở lí luận
Công văn 5341/BGDĐT-VP Tập huấn cán bộ quản lý, giáo viên trung
học phổ thông về tổ chức dạy học các chủ đề tích hợp, liên môn ngày
16/10/2015 và công văn 3790/BGDĐT-GDTrH Về tổ chức cuộc thi 'Vận dụng
kiến thức liên môn để giải quyết các tình huống thực tiễn' và cuộc thi 'Dạy học
theo chủ đề tích hợp ngày 07/08/2015, tác giả đã thực hiện chủ trương đổi mới
đồng bộ mục tiêu, nội dung, phương pháp, hình thức tổ chức dạy học và kiểm
thích cho nhau thắc mắc (nếu có), thống nhất với nhau ý chính của bài/phần
đọc đọc. HS nêu câu hỏi để GV giải đáp (nếu có).
Lưu ý: Một số câu hỏi GV thường dùng để giúp HS tóm tắt ý chính:
Em có chú ý gì khi đọc ............ ?
Em nghĩ gì về ................... ?
Em so sánh A và B như thế nào?
A và B giống và khác nhau như thế nào?
* Kĩ thuật viết tích cực
Trong quá trình thuyết trình, GV đặt câu hỏi và dành thời gian cho HS tự do
viết câu trả lời.
GV cũng có thể yêu cầu HS liệt kê ngắn gọn những gì các em biết về chủ đề
đang học trong khoảng thời gian nhất định.
GV yêu cầu một vài HS chia sẻ nội dung mà các em đã viết trước lớp.
Kĩ thuật này cũng có thể sử dụng sau tiết học để tóm tắt nội dung đã học, để
phản hồi cho GV về việc nắm kiến thức của HS và những chỗ các em còn hiểu
sai.
* Kĩ thuật hỏi và trả lời câu hỏi
Đây là kĩ thuật dạy học giúp cho HS có thể củng cố, khắc sâu các kiến thức đã
học thông qua việc hỏi và trả lời các câu hỏi. Kĩ thuật này có thể tiến hành như
sau:
GV nêu chủ đề. GV (hoặc 1 HS) sẽ bắt đầu đặt một câu hỏi về chủ đề và yêu
cầu một HS khác trả lời câu hỏi đó.
HS vừa trả lời xong câu hỏi đầu tiên lại được đặt tiếp một câu hỏi nữa và yêu
cầu một HS khác trả lời.
HS này sẽ tiếp tục quá trình trả lời và đặt câu hỏi cho các bạn cùng lớp,... Cứ
như vậy cho đến khi GV quyết định dừng hoạt động này lại.
* Kĩ thuật đặt câu hỏi
Trong dạy học theo phương pháp cùng tham gia, GV thường phải sử dụng câu
- Phương tiện thực hiện nhiệm vụ là gì?
- Sản phẩm cuối cùng cần có là gì?
- Cách thức trình bày/ đánh giá sản phẩm như thế nào?
Nhiệm vụ phải phù hợp với: mục tiêu hoạt động, trình độ HS, thời gian, không
gian hoạt động và cơ sở vật chất, trang thiết bị
* Kĩ thuật chia nhóm
Khi tổ chức cho HS hoạt động theo nhóm, GV nên sử dụng nhiều cách chia
nhóm khác nhau để gây hứng thú cho HS, đồng thời tạo cơ hội cho các em
được học hỏi, giao lưu với nhiều bạn khác nhau trong lớp. Dưới đây là một số
cách chia nhóm:
Chia nhóm theo số điểm danh, theo các màu sắc, theo các loài hoa, các mùa
trong năm,...:
- GV yêu cầu HS điểm danh từ 1 đến 4/5/6...(tùy theo số nhóm GV muốn có là
4,5 hay 6 nhóm,...); hoặc điểm danh theo các màu (xanh, đỏ, tím, vàng,...);
hoặc điểm danh theo các loài hoa (hồng, lan, huệ, cúc,...); hay điểm danh theo
các mùa (xuân, hạ, thu, đông,...)
- Yêu cầu các HS có cùng một số điểm danh hoặc cùng một mầu/cùng một loài
hoa/cùng một mùa sẽ vào cùng một nhóm.
Chia nhóm theo hình ghép
- GV cắt một số bức hình ra thành 3/4/5... mảnh khác nhau, tùy theo số HS
muốn có là 3/4/5... HS trong mỗi nhóm. Lưu ý là số bức hình cần tương ứng
với số nhóm mà GV muốn có.
- HS bốc ngẫu nhiên mỗi em một mảnh cắt.
- HS phải tìm các bạn có các mảnh cắt phù hợp để ghép lại thành một tấm hình
hoàn chỉnh.
- Những HS có mảnh cắt của cùng một bức hình sẽ tạo thành một nhóm.
Chia nhóm theo sở thích
+ Muối khoáng hòa tan: NO3- và NH4+ cây hấp thụ được.
+ Muối khoáng không hòa tan (xác sinh vật): cây không hấp thụ được.
Chú ý: dạng nitơ mà cây hấp thụ được là NO3- và NH4+
2. Công thức cấu tạo của phân tử nitơ
- N2 có liên kết ba bền vững
3. Tính chất hóa học của niơ
+ Tính oxi hóa: Tác dụng với H2
+ Tính khử: Tác dụng với O2
Phần II. Nitơ với thực vật
1. Vai trò của nitơ với thực vật
- Vai trò cấu trúc: N là thành phần cấu tạo của axit nucleic, protein.
- Vai trò điều tiết: N là thành phần của protein – enzim
Chú ý: dấu hiệu cây thiếu nitơ là lá màu vàng, cây còi cọc, chậm lớn.
2. Chu trình nitơ trong tự nhiên
- Quá trình cố định nitơ phân tử: N2 NO3- và NH4+
+ Con đường vật lí, hóa học
Chú ý: Sấm, Sét: hậu quả và ý nghĩa của sấm, sét trong thực tiễn.
+ Con đường sinh học
Chú ý: vi sinh vật cố định đạm có enzim nitrogenaza
- Quá trình chuyển hóa nitơ trong đất: Nitơ hữu cơ trong xác sinh vật nhờ các
vi sinh vật trong đất phân giải thành NO3- và NH4+
Chú ý: hiện tượng phản nitrat hóa làm cho đất mất đạm.
3. Nguồn cung cấp nitơ cho cây
- Đất: nguồn cung cấp nitơ chủ yếu cho cây.
- Phân bón: gồm 3 loại chủ yếu
+ Phân hóa học: gồm phân đạm, phân lân, phân kali, phân hỗn hợp NPK
+ Phân hữu cơ
+ Phân vi sinh vật cố định đạm: có ý nghĩa sinh học quan trọng.
cây trồng.
1.3. Đặc điểm:
Loại phân bón dễ thất thoát, đặc biệt qua con đường bay hơi khiến lượng đạm
cây trồng hấp thụ được chỉ từ 30 – 40 % lượng cung cấp.
1.4. Phân loại
1.4.1. Phân đạm Amoni
- Là các muối: NH4Cl, (NH4)2SO4, NH4NO3, ...
- Điều chế: NH3 + axit tương ứng muối amoni.
VD: NH3 + HCl NH4Cl (amoni clourua)
1.4.2. Phân đạm Urê
- Là chất rắn màu trắng (NH)2CO, tan tốt trong nước.
%N = 2.14 / 60 = 46%
- Điều chế: CO2 + 2NH3 (NH2)2CO + H2O ( ở 200atm)
1.4.3. Phân Nitrat
- Là các muối nitrat NaNO3 , Ca(NO3)2,...
- Điều chế: Axit HNO3 + muối cacbonat muối nitrat
1.5. Hậu quả của việc bón phân đạm dư thừa
a) Bón phân đạm nhiều làm giảm sản lượng nông sản
Cây lớn nhanh, đẻ nhánh nhiều, phân cành nhiều, lá phát triển quá mức, hệ rễ
kém phát triển, thân non mềm. Đó là hiện tượng thường gọi là “bốc lốp”, cây
dễ bị đổ non, chậm ra hoa, hoa ít và khó đậu quả, quả không chắc hạt. Củ khó
hình thành vì tinh bột tích lũy về củ chậm, nhiều rễ đực ít rễ củ.
b) Bón phân đạm nhiều làm tăng sâu bệnh
- Màu xanh đậm của lá hấp dẫn bướm.
- Màng bảo vệ phát triển kém, sâu dễ đục vào thân, nấm bệnh, vi khuẩn dễ xâm
nhập.
- Nhiều “chất bổ” tạo điều kiện cho vi khuẩn hoạt động.
Ở ruộng lúa bón nhiều đạm thường làm tăng các loại sâu đục thân, sâu cuốn lá,
1.6. Hậu quả của bón thiếu phân đạm
- Cây sẽ sinh trường còi cọc, lá già toàn thân biến vàng, toàn bộ quá trình sinh
trưởng của cây sẽ bị trì trệ do thiếu chất hình thành tế bào, các quá trình sinh
hóa cũng bị ngưng trệ.
1.7. Bảo quản phân đạm
- Bảo quản phân phải tốt, không được phơi ra nắng hay để nơi có ánh nắng
chiếu vào, nếu để phân tiếp xúc với ánh nắng và không khí, phân bón ure sẽ bị
phân hủy và bay hơi.
- Những túi phân đã mở ra nên sử dụng hết trong thời gian ngắn.
1.8.Thất thoát đạm và cách hạn chế
a) Thất thoát đạm
- Đạm urê dùng để bón cho cây (NH 2)2CO thường là chất rắn màu trắng, dễ tan
trong nước, chứa khoảng 46% N. Khi gặp nước, urê sẽ bị thủy phân tạo thành
đạm amôn (NH4), là loại đạm cây dễ hấp thu. Tuy nhiên, khi cây không hấp thụ
kịp, amôn nhanh chóng bị enzym phân giải thành amôniac (NH 3) và bốc hơi có
mùi khai. Bên cạnh đó, đạm urê còn bị phản nitrat hóa, tạo thành oxit nitơ và
bay hơi. Đây là 2 con đường bay hơi gây thất thoát chủ yếu khi sử dụng đạm.
- Ngoài ra, còn có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến việc thất thoát như nhiệt độ, độ
ẩm, độ pH của đất… Vào lúc thời tiết nắng nóng, lượng đạm bị thất thoát trong
một ngày có thể lên tới 50%.
b) Biện pháp khắc phục mất đạm
- Để tránh thất thoát khi bón urê cho tiêu, nên áp dụng cách bón lấp. Tuy nhiên,
cách này rất mất thời gian, công sức và trong thực tế cách này rất ít được áp
dụng. Các biện pháp như bọc phân đạm trong các chất khác cũng có một số
hiệu quả nhưng chưa cao.
- Chia lượng phân đạm cần bón ra làm nhiều lần để bón và bón vào lúc cây
hoạt động mạnh là cách sử dụng hiệu quả nhất.
2. Phân vi sinh vật cố định đạm
năng suất cây trồng với hiệu quả kinh tế cao nhất, không để lại các hậu quả tiêu
cực lên nông sản và môi trường sinh thái. Nói một cách ngắn gọn, bón phân
hợp lý là thực hiện 5 đúng và một cân đối:
a) Đúng loại phân
- Dựa vào nhu cầu của cây:
+ Cây lấy lá, quả, củ: bón phân đạm
+ Cây lấy gỗ: bón phân lân.
+ Cây cần tăng cường sức chống bệnh, chống rét, chịu hạn: bón kali
- Dựa vào đặc điểm và tính chất của đất.
+ Đất chua không bón các loại phân có tính axit: không bón phân chứa NO3+ Đất kiềm không nên bón các loại phân có tính kiềm.
b) Bón đúng lúc
- Với cây lấy bột, lấy đường phần lớn (khoảng 70%): bón vào giai đoạn sinh
trưởng.
- Giai đoạn làm củ, làm hạt, tích lũy đường: nên hạn chế bón đạm.
- Với rau, dâu tằm, hành, tỏi: không nên bón trước lúc thu hoạch 10 ngày.
- Với cây ăn quả lâu năm: không nên bón vào mùa đông, cây dễ chết rét.
Chú ý: Không bón phân tập trung một lúc với nồng độ và liều lượng quá cao vì
cây vừa không sử dụng hết, lượng phân hao hụt nhiều, gây hậu quả xấu.
c)Bón đúng đối tượng
- Đối tượng là cây trồng.
- Đối tượng là vi sinh vật đất
+ Vi sinh vật phân giải chất hữu cơ
+ Vi sinh vật cố định nitơ phân tử từ không khí
Tăng cường bón lân, bón đạm vừa phải cho ruộng để giống. Mặt khác, không
được sao nhãng việc bón thêm phân chuồng, phân xanh.
d) Đúng thời tiết, mùa vụ
- Bón phân trời mưa: làm rửa trôi phân bón, gây lãng phí lớn.
- Bón phân trời nắng: có thể cháy lá, hỏng hoa, quả.
từng lớp (mục II.1)
- Xây dựng kế hoạch dạy học.
- Đề xuất Hiệu trưởng được dạy minh hoạ và toàn bộ giáo viên trong trường
tham gia dự giờ.
- Dạy minh hoạ ở lớp 11A6.
- Thu thập và xử lí kết quả thu được.
- Dạy ở các lớp khác trong khối.
B. NỘI DUNG
I. Mục tiêu của chủ đề
1. Về kiến thức
- HS trình bày trạng thái tự nhiên và công thức cấu tạo của phân tử nitơ. Giải
thích được tại sao thực vật tắm mình trong biển nitơ mà vẫn đói đạm.
- HS trình bày được tính chất hóa học của nitơ.
- HS vẽ được chu trình nitơ trong tự nhiên.
- Nhận thức được con đường cố định nitơ phân tử và quá trình chuyển hóa nitơ
trong đất và những ứng dụng của nó.
- Giải thích được hiện tượng sấm sét trong tự nhiên. Chỉ ra được ý nghĩa và hậu
quả của hiện tượng sấm sét từ đó đề xuất được những giải pháp ngăn ngừa hậu
quả của hiện tượng sét đánh.
- HS liệt kê được các vai trò của nitơ với cơ thể thực vật.
- Chỉ ra dấu hiệu nhận biết cơ thể thực vật thiếu nitơ.
- Học sinh chỉ ra được các nguồn nitơ cung cấp cho cây.
- Kể tên được các loại phân bón mà người dân đang sử dụng. Phân biệt được
phân bón hóa học và phân vi sinh vật cố định đạm.
- Chỉ ra được hậu quả của việc bón phân dư thừa và bón phân không đủ liều
lượng với cây trồng và môi trường.
- Đề xuất được các giải pháp trong việc bón phân hợp lí để vừa nâng cao năng
Mức độ nhận thức
Nhận biết
Thông hiểu
Các
Vận
Vận
dụng
dụng cao
năng
lực cần
hướng
Tìm
- HS trình Giải thích được
hiểu về bày
nitơ
tới
-NL
trạng tại sao thực vật
giải
tính chất hóa
thức
học của nitơ.
vào
thực
Nitơ với
tiễn.
- HS vẽ được - Chỉ ra dấu hiệu - NL
thực vật
chu trình nitơ nhận biết thực vật quan
trong tự nhiên.
thiếu nitơ.
sát,
- HS liệt kê - Giải thích được câu phân
được các vai trò tục ngữ:
của
nitơ
bón với phân đạm và thành phần, tính hậu quả của việc bón duy
năng
phân vi sinh chất, cách bảo phân thừa và thiếu logic,
suất cây vật cố định quản và sử dụng cho cây trồng. Từ đó NL tính
trồng và đạm
môi
được
trường
dụng
đang của phân đạm đề xuất được thế nào toán,
sử và phân vi sinh là bón phân hợp lí
phổ vật
biến.
cố
định
NL so
sánh.
đạm.
Câu 8. Phân vi sinh vật cố định đạm là gì? Nêu thành phần của phân vi sinh
vật cố định đạm? Phân biệt phân vi sinh vật cố định đạm và phân hóa học?
Câu 9. Vì sao cần phải bón phân hợp lý tùy thuộc vào loại đất, loại phân bón,
loại cây trồng, thời kì sinh trưởng?
Câu 10. Bón phân dư thừa gây hậu quả gì?
Câu 11. Khi cây bị thiếu nitơ có thể bổ sung nitơ làm đất thêm màu mỡ bằng
cách nào?
Câu 12. Vì sao trong thực tế người ta thường trồng xen cây họ đậu với cây
ngũ cốc và kết hợp thả bèo hoa dâu với trồng lúa?
Câu 13. Nhà bạn Nam có một mảnh vườn nhỏ để trồng rau. Mẹ bạn Nam đã
ngăn mảnh vườn thành 2 luống, một luống trồng rau để gia đình ăn, một luống
trồng rau để bán và được đánh dấu rõ ràng. Trên cả 2 luống, mẹ bạn Nam đều
trồng cùng một loại rau, đều sử dụng phân đạm để bón.
a) Theo em, mẹ bạn Nam đã làm gì trên 2 luống trồng rau đó và nhằm mục
đích gì?
b) Việc làm của mẹ bạn Nam như vậy có hậu quả và ý nghĩa gì? Từ đó em
có thái độ như thế nào trong vấn đề sử dụng phân bón cho cây trồng?
Câu 14. Em hãy kể tên các loại phân bón mà em biết? Với mỗi loại phân bón
này em hãy chỉ rõ cách sử dụng và bảo quản chúng sao cho đạt hiệu quả cao
nhất?
II. XÂY DỰNG KẾ HOẠCH DẠY HỌC
1. Hoạt động khởi động: (tiết 1)
a. Nội dung: Như tài liệu
b. Tổ chức hoạt động
- GV chia lớp thành 6 nhóm, mỗi nhóm cử 1 nhóm trưởng. Mỗi nhóm có 6 HS.
Mỗi HS trong nhóm được đánh số thứ tự từ 1 6 và được cấp 1 thẻ đánh số
đó.
- GV: cho HS quan sát hình ảnh
(Learn)
……………………
……………………
……………………
……………………
c. Sản phẩm:
- Báo cáo về hiện tượng đã quan sát được, vấn đề cần giải quyết, phương
hướng giải quyết vấn đề và sơ đồ KWL.
2. Hoạt động hình thành kiến thức
a. Nội dung: Như tài liệu phần I.2. Cấu trúc logic của chủ đề
b. Tổ chức hoạt động
- GV chuyển giao nhiệm vụ, quan sát, đánh giá việc tiếp nhận nhiệm vụ,
thực hiện nhiệm vụ và kết quả hoạt động học tập của HS.
* Tiết 2: Tìm hiểu về nitơ:
GV chuẩn bị bảng hợp đồng, phiếu học tập, phiếu hỗ trợ.
Nội dung
Hoạt động của Hoạt
thầy
của trò
HĐ 1:Hoạt động nghiên cứu, kí kết hợp đồng
động Phương tiện
-Giới
nghe, quan
hợp đồng.
nội
hợp
học
với GV và
- Nêu các yêu cầu thống nhất
về nhiệm vụ trong nhiệm vụ
hợp đồng học tập
Kí kết hợp đồng với Kí
học sinh
HĐ2: Thực hiện hợp đồng
ph
đồng
I. Các phương
Thực hiện nhiệm -Phiếu
châm hội thoại
vụ
các thành viên
trong
nhóm,
phiếu hỗ trợ)
HĐ3: Thanh lí hợp đồng
10
Yêu cầu trao đổi Chấm chéo
ph
hợp đồng để chấm Trình bày sản trên phiếu
chéo
Sản phẩm
phẩm
học tập
Thu lại bản hợp
đồng
Cho học sinh trình
bày sản phẩm
Khai thác các sản Ghi
1. Kể tên các trạng thái tự nhiên
của nitơ?
2. Viết công thức cấu tạo của
phân tử nitơ?
3. Nêu tính chất hóa học chủ yếu
của nitơ? Viết 2 phương trình phản
ứng đặc trưng?
4. Giải thích tại sao thực vật tắm
mình trong biển nitơ mà vẫn đói
đạm?
Hình
thức
thực
hiện
(Cá
nhân
hoặc
nhóm)
Đáp án
Bài tập
1. Kể tên các trạng thái tự nhiên của nitơ?
Đáp án
2. Viết công thức cấu tạo của phân tử nitơ?
.
3. Nêu tính chất hóa học chủ yếu của nitơ?
Viết 2 phương trình phản ứng đặc trưng?
4. Giải thích tại sao thực vật tắm mình trong
biển nitơ mà vẫn đói đạm?
5. Từ N2, em hãy viết các phương trình phản
ứng hình thành NO3- và NH4+?
ĐÁP ÁN PHIẾU HỌC TẬP THEO HỢP ĐỒNG
Bài tập
1. Kể tên các trạng thái tự nhiên của - Dạng tự do: N2 chiếm 80%
nitơ?
thể tích không khí
- Dạng hợp chất: