Chủ đề Stem môn Hóa học: Dưa tươi ngon từ rau củ quả sạch

1. Tên chủ đề: DƯA TƯƠI NGON TỪ RAU CỦ QUẢ SẠCH

(Số tiết: 03 – Lớp 10-11)

2. Mô tả chủ đề

Dưa chua là món ăn được nhiều người yêu thích và đặc biệt trong dưa chua có chứa rất nhiều lợi khuẩn rất có lợi cho tiêu hóa, tăng cường sức đề kháng. Dưa chua không kị với bất kì loại thực phẩm nào khác nên có thể trộn chung với nhiều loại thực phẩm khác để tạo sự ngon miệng. 

Việc muối dưa chua giúp giải quyết vấn đề thực tế: Lượng rau củ quả thu hoạch theo mùa với số lượng lớn, ăn luôn không hết, giúp bảo quản và dùng lâu dài.

Khuyến cáo sử dụng dưa chua như thế nào có lợi cho sức khỏe. Góp phần hình thành thói quen lựa chọn và sử dụng thực phẩm an toàn.

Bản chất của quá trình làm dưa chua là quá trình lên men phân giải hợp chất hữu cơ như đường thành axit lactic. Các yếu tố về men, nồng độ, nhiệt độ có thể ảnh hưởng đến tốc độ của quá trình lên men. Trong chủ đề này HS thực hiện nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất dưa chua từ rau củ quả sạch, theo đó học được kiến thức chuyển hóa vật chất và năng lượng ở sinh vật trong môn Sinh học 10 (bài 22,23 (mục II), 24 thuộc môn sinh học 10 và vận dụng cả kiến thức liên quan như:

Sinh học: Bài 11: Vận chuyển các chất qua màng sinh chất

Công nghệ: bài 42 – Bảo quản lương thực, thực phẩm lớp 10

Hóa học: bài 45- Axitcacboxylic lớp 11; bài pH và chất chỉ thị axit bazơ lớp 11

Toán học: Tính toán thống kê

3. Mục tiêu

a. Kiến thức:

-  Nêu được khái niệm VSV, các loại môi trường cơ bản và các kiểu dinh dưỡng

- Nêu và phân biệt được hô hấp kị khí với sự hô hấp hiếu khí và lên men

- Nêu được các quá trình phân giải Protein, đường, saccarozơ và ứng dụng của chúng.

b. Kĩ năng:

- Đọc, thu thập thông tin từ tài liệu.

- Tiến hành, mô tả được hiện tượng của thí nghiệm sự lên men lactic

- Lập kế hoạch, tiến hành các thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng cảu một số yếu tố đên quá trình lên men lactic, ghi chép, đánh giá và đề xuất quy trình làm dưa chua theo các tiêu chí cần đạt của sản phẩm

- Hợp tác trong nhóm để cùng thực hiện nhiệm vụ học tập

- Trình bày, bảo vệ được ý kiến của mình, lắng nghe, nhận xét và phản biện được ý kiến của người khác.

- Tự đánh giá được quá trình làm việc cá nhân và các nhóm theo tiêu chí GV đưa ra.

c. Phát triển phẩm chất:

– Nghiêm túc, chủ động, tích cực tham gia các hoạt động học;

– Yêu thích sự khám phá, tìm tòi và vận dụng các kiến thức học được vào giải quyết nhiệm vụ được giao;

–  Có tinh thần trách nhiệm, hòa đồng, giúp đỡ nhau trong nhóm, lớòa

– Có ý thức tuân thủ các tiêu chuẩn kĩ thuật và giữ gìn vệ sinh chung khi thực nghiệm.

-   Có ý thức sử dụng dưa chua an toàn.

d. Định hướng phát triển năng lực:

– Tìm hiểu khoa học, cụ thể về các ứng dụng của quá trình lên men

– Giải quyết được nhiệm vụ thiết kế quy trình làm dưa một cách sáng tạo;

– Hợp tác với các thành viên trong nhóm để thống nhất bản thiết kế và phân công thực hiện; 

– Tự nghiên cứu kiến thức, lên kế hoạch thiết kế, chế tạo, thử nghiệm và đánh giá.

4. Thiết bị

– Nguyên vật liệu và dụng cụ làm dưa chua:

+ Nguyên liệu: rau cải, muối, đường, nước sạch….

+ Dụng cụ: bình đựng, dao thái,…

5. Tiến trình dạy học

Hoạt động 1:

XÁC ĐỊNH YÊU CẦU XÂY DỰNG QUY TRÌNH SẢN XUẤT DƯA CHUA

(tiết 1 – 45 phút)

A. Mục đích 

- HS tiếp nhận nhiệm vụ: nghiên cứu xây dựng quy trình làm dưa chua bằng các nguyên liệu rau củ quả, muối, đường…theo một số tiêu chí về sản phẩm phải dựa trên cơ sở nghiên cứu ảnh hưởng của một số yếu tố đến quá trình lên men.

B. Nội dung

– GV giới thiệu về tác dụng của dưa chua, đặt vấn đề “ Làm thế nào để có thể tự làm dưa chua thành công, đảm bảo vệ sinh”, giao nhiệm vụ xây dựng quy trình làm dưa chua từ việc nghiên cứu ảnh hưởng của một số yếu tố như men, nhiệt độ, đường, muối, nước, nêu các tiêu chí đánh giá sản phẩm.

- GV hướng dẫn HS tự học kiến thức nền về chuyển hóa vật chất và năng lượng ở vi sinh vật và tìm hiểu quy trình làm dưa chua, lập kế hoạch nghiên cứu ảnh hưởng của một số yếu tố đến quá trình lên men, đề xuất quy trình làm dưa chua.

- HS thảo luận nhóm thống nhất kế hoạch thực hiện.

C. Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh

– Kết quả thí nghiệm lên men lactiac.

– Các câu hỏi về quá trình lên men.

– Kế hoạch thực hiện nhiệm vụ nhóm (nghiên cứu kiến thức nền, thảo luận phương án nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố và phân tích, thảo luận đưa ra quy trình làm dưa chua của nhóm), gồm: Nhiệm vụ các cá nhân, thời gian và nội dung thảo luận nhóm, tự học kiến thức nền, đề xuất quy trình. 

D. Cách thức tổ chức hoạt động

– Giáo viên đưa ra một số hình ảnh liên quan đến quá trình lên men: Làm dưa chua, sữa chua; hỏi học sinh điểm chung của các loại đồ ăn trên (HS. Cần chỉ ra chúng đều được tạo ra từ quá trình lên men).

– GV đặt vấn đề: lên men là gì?

– Học sinh ghi lời mô tả và giải thích vào vở cá nhân; trao đổi với bạn (nhóm đôi hoặc 4 học sinh); trình bày và thảo luận chung.

– GV giới thiệu về quá trình lên men và đặt câu hỏi: dưa chua tốt như thế nào đối với sức khỏe con người? Làm dưa chua? 

- HS: Các tác dụng của dưa chua cho sức khỏe, nêu các bước làm dưa chua.

- GV: Dấu hiệu của sản phẩm đạt yêu cầu, giải thích quy trình?

- HS: Trả lời theo vốn kiến thức thực tiễn của mình.

- GV: Giao nhiệm vụ: Bằng cách nào có thể tìm ra các điều kiện tối ưu để làm sữa chua thành công? Làm việc nhóm để xây dựng quy trình làm dưa chua và thi xem sản phẩm làm dưa chua theo quy trình nào là thành công nhất? 

- GV: Nêu chi tiết nhiệm vụ và các tiêu chí đánh giá sản phẩm .

+ Sản phẩm cần thực hiện: Quy trình mô tả các bước làm dưa chua và thành phần theo quy trình đó. 

+ Tiêu chí đánh giá sản phẩm. 

STT	Tiêu chí	Điểm tối đa
	Quy trình
1	Nêu được đầy đủ các bước thực hiện quy trình làm dưa chua	10
2	Mô tả rõ hành động / thao tác thực hiện ở các bước	20
3	Mô tả rõ loại nguyên liệu , tỉ lệ các nguyên liệu	20
	Sản phẩm dưa chua
4	Dưa có màu vàng đặc trưng, giòn dai	15
5	Độ chua vừa phải pH = 5-6 trong 3 ngày	15
6	Dưa có mùi thơm đặc trưng, không bị nhớt	10
7	Dưa không bị váng, khú	10
	Tổng	100

Cho HS trao đổi,đặt câu hỏi làm rõ các tiêu chí.

 GV giao nhiệm vụ, hướng dẫn HS thực hiện và sản phẩm  cần đạt của hoạt động 2:

+ Nhiệm vụ: 

• Tự học kiến thức về sự chuyển hóa vật chất và năng lượng ở vi sinh vật(bài 22, 23 Sinh học 10).
• Tìm hiểu quy trình làm dưa chua.
• Tham khảo điều kiện (tỉ lệ các nguyên liệu, nhiệt độ, lượng men) thực hiện làm dưa chua, kết hợp phân tích lí thuyết về quá trình lên men để tiến hành một số thí nghiệm thay đổi các điều kiện đó, chỉ ra sự ảnh hưởng của các yếu tố men, nhiệt độ và nồng độ đến sự lên men dưa chua.
• Đề xuất điều kiện tốt nhất cho quy trình làm dưa chua.

+ Sản phẩm cần đạt trong buổi học tiếp theo:

• Cá nhân: bản ghi chép nội dung kiến thức (phiếu học tập số 2 trong hoạt động 2).
• Nhóm:
• Phiếu học tập số 2 trong hoạt động 2.
• Phiếu học tập số 2 trong đó phân chia nhiệm vụ, phương án thí nghiệm, hoạt động 2) làm dưa chua lên men (Bài 22,23 sinh học).
• Chuẩn bị trình bày phương án thí nghiệm trong hoạt động 2.

Hoạt động 2:

TÌM HIỂU KIẾN THỨC NỀN VÀ NGHIÊN CỨU CÁC ĐIỀU KIỆN CHO QUY TRÌNH LÀM DƯA CHUA

( Ở nhà)

A. Mục đích:

HS tự đọc sách, tài liệu, thảo luận, tiến hành thí nghiệm để :

- Hình thành kiến thức mới về: Khái niệm vi khuẩn, các loại môi trường và kiểu dinh dưỡng, hô hấp và lên men, quá trình phần giải protein và cacbohidrat nhờ vi sinh vật.

- Nêu được các bước thực hiện làm dưa chua từ rau củ quả

- Nêu và giải thích được ảnh hưởng của các yếu tố đến quá trình lên men lactic( làm dưa chua) từ đó chọn điều kiện tối ưu để thiết lập qui trình làm dưa chua

B. Nội dung:

- Các cá nhân tự học kiến thức nền, gồm: bài 11, 22, bài 23( mục II) sinh học 10 và tìm hiểu quy trình làm dưa chua theo phần II bài 24 sinh học 10 và từ các tài liệu tìm kiếm khác

( theo hướng dẫn phiếu học tập số 2)

- Thảo luận nhóm đề xuất phương án và tiến hành thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của lượng men, nhiệt độ và tỉ lệ rau củ quả muối nước, đường( Phiếu học tập số 3)

- Phân tích kết quả thí nghiệm từ đó đề xuất quy trình làm dưa chua chi tiết

- Chuẩn bị bài trình bày trước lớp về qui trình làm dưa chua, giải thích được qui trình đó.

C. Dự kiến sản phẩm cần đạt được:

- Cá nhân: hoàn thành phiếu học tập số 2

- Nhóm: Hoàn thành nhật kí làm việc và sơ đồ mô tả qui trình làm dưa chua theo các bước. Trong mỗi bước miêu tả chi tiết thao tác, nguyên liệu, tỉ lệ và điều kiện thực hiện, trình bày trước lớp

D. Cách tổ chức hoạt động:

- Hướng dẫn học sinh tự học kiến thức nền theo phiếu học tập số 2. Đây là nhiệm vụ cá nhân cần tự học trước khi làm việc nhóm lên phương án, thực hiện thí nghiệm

PHIẾU HỌC TẬP SỐ 2 ( Hướng dẫn tự học kiến thức nền và tìm hiểu qui trình làm dưa chua) Nhiệm vụ 1: Đọc nội dung bài 22, bài 23( Phần II) và trả lời các câu hỏi sau 1) Nêu các đặc điểm của vi sinh vật 2) Nêu các loại vi sinh vật dựa trên phân loại theo môi trường và kiểu dinh dưỡng 3) So sánh sự giống và khác nhau giữa vi sinh vật hóa dị dưỡng và vi sinh vật quang tự dưỡng về nguồn cacbon và nguồn năng lượng 4) Dựa vào yếu tố nào có thể phân biệt quá tình hô hấp kị khí, hô hấp hiếu khí và lên men 5) Nhờ vi sinh vật, protein và cacbohydrat được phân giải cho sản phẩm gì? 6) Kể tên các ứng dụng trong thực tiễn của các quá trình: - Lên men lactic phân giải cabohidrat Nhiệm vụ 2: Đọc qui trình làm dưa chua trong mục II bài 24 Sinh học 10 và tìm hiểu quy trình, chú ý làm dưa chua từ rau của quả trên mạng internet, chỉ ra được - Các bước làm dưa chua - Các nguyên liệu và tỉ lệ - Nhiệt độ và thời gian muối - Quá trình nào đã xảy ra khi muối dưa? Tại sao khi muối dưa lại chua được? - Sau khi làm thành dưa chua tại sao phải đậy kín bình dưa? - Cơ sở nào dưa chuyển màu vàng đặc trưng, giòn dai?

- Hướng dẫn học sinh làm việc nhóm lên phương án và tiến hành thực nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố đến quá trình làm dưa chua

PHIẾU HỌC TẬP SỐ 3 ( Hướng dẫn thảo luận nhóm, tiến hành thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố đến chất lượng dưa chua, đưa ra quy trình làm dưa chua) Nhiệm vụ 1. Thảo luận, thống nhất các bước làm dưa chua, trả lời các câu hỏi:  - Quá trình nào đã xảy ra khi muối dưa làm dưa chua? Tại sao rau của quả lại chua được? - Ban đầu cho một ít nước chua vào hỗn hợp nguyên liệu để làm gì? - Sau khi làm thành dưa chua tại sao lại phải đậy kín? - Tỉ lệ của quả, nước, muối, đường, nhiệt độ và thời gian muối ảnh hưởng như thế nào đến quá trình lên men và chất lượng sản phẩm. - Cơ sở nào dưa chuyển màu vàng đặc trưng, giòn dai? Nhiệm vụ 2. Đề xuất phương án thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố sau đến quá trình lên men làm dưa chua: Lượng men, nhiệt độ và thời gian muối Cách làm: Tham khảo và chọn một công thức làm dưa chua cơ bản → sau đó thay đổi một trong các yếu tố về tỉ lệ rau củ quả, nước, lượng men, nhiệt độ, muối đường, thời gian muối đề xuất( Trên cơ sở phân tích lý thuyết ảnh hưởng của các yếu tố này đến chất lượng sản phẩm ( bản chất là ảnh hưởng của các yếu tố đến tốc độ phản ứng lên men) → đề xuất phương án thay đổi các yếu tố đó → chia nhiệm vụ cho các cá nhân thực hiện làm để nghiên cứu ảnh hưởng của chúng). Mỗi yếu tố chọn 2-3 thay đổi/ 2-3 phương án, khi thay đổi có thể lập bảng. Sau khi đề xuất phương án nên phân công mỗi thành viên trong nhóm thực hiên các phương án ứng với một yếu tố nghiên cứu, mỗi yếu tố nghiên cứu có thể có 1 đến 2 học sinh thực hiện Nhiệm vụ 3. Thảo luận nhóm đánh giá kết quả thử nghiệm các phương án, giải thích và chọn phương án tốt để làm dưa chua Vẽ sơ đồ qui trình có các chú giải chi tiết cho từng bước, chuẩn bị báo cáo trước lớp trong 3 phút và giải thích được lý do lựa chọn các điều kiện mô tả trong qui trình. Chú ý: Quá trình thảo luận cần được ghi chép lại trong nhật ký làm việc nhóm. Mẫu nhật kí ở cuối bài.

Tiêu chí đánh giá sơ đồ và bài trình bày:

Hoạt động 3:

TRÌNH BÀY, BẢO VỆ QUY TRÌNH LÀM DƯA TƯƠI NGON

( Tiết 2: 45 phút)

A. Mục đích:

- Học sinh bảo vệ và hoàn thiện được quy trình làm dưa tươi ngon của nhóm mình.

B. Nội dung:

- Học sinh trình bày; giải thích; bảo vệ quy trình làm dưa tươi ngon.

- Thảo luận; đặt câu hỏi và phản biện quy trình của nhóm mình.

- Các nhóm ghi lại để thảo luận thống nhất quy trình đề xuất để thử nghiệm.

- Phân công công việc; lên kế hoạch thực hiện thử nghiệm quy trình làm dưa.

C. Sản phẩm:

- Quy trình làm dưa tươi ngon hoàn thiện.

D. Cách thức tổ chức hoạt động.

* Giáo viên nêu các yêu cầu cho bài trình bày.

- Nội dung cần trình bày: các bước, điều kiện cụ thể trong từng bước, cơ sở đề xuất ( Chi tiết theo tiêu chí đánh giá bài trình bày)

- Thời lượng báo cáo: 3-5 phút.

- Các nhóm nghe: ghi chép và so sánh với nhóm mình, nêu một câu hỏi, phản biện cho nhóm.

* Đại diện học sinh các nhóm báo cáo, các nhóm sau nếu trùng các bước thực hiện thì chỉ nêu các điều kiện khác và giải thích

* Giáo viên tổ chức và thảo luận và đặt một số câu hỏi làm rõ kiến thức như: 

- Bản chất quá trình hình thành dưa chua là gì?

- Tại sao dưa lại chua được?

- Ban đầu cho một ít nước dưa chua vào có tác dụng gì?

- Nhiệt độ tăng cao quá hoặc thấp quá ảnh hưởng như thế nào đến sự hình thành dưa chua?

- Tăng tỷ lệ muối và đường ảnh hưởng gì đến chất lượng sản phẩm?

-Vi sinh vật lên men dưa chua thuộc loại nào?

* Hướng dẫn nhiệm vụ và yêu cầu tiếp theo:

- Các nhóm về nhà thực hiện làm dưa chua theo quy trình đã đề xuất, có quay video mô tả cách làm và tiến trình (video ngắn gọn trong khoảng 3 phút)

Lưu ý: lập kế hoạch thực hiện sớm, nếu sản phẩm không đạt tiêu chí ban đầu cần phân tích tìm nguyên nhân và thay đổi phương án để làm tại sao cho đạt được sản phẩm tiêu chí được đặt ra. Ghi lại các kết quả thất bại gặp phải và cách giải quyết khi thực hiện quy trình. Cần có sản phẩm dưa chua, gian trưng bày trong giờ học sau.

* Bài trình bày trong buổi học sau gồm:

- Mô tả sản phẩm dưa chua và quy trình, điều kiện tạo ra sản phẩm đó

- Chia sẻ những khó khăn thật bại trong quá trình làm, cách giải quyết.

- Thời gian trình bày cho mỗi nhóm là 5 phút.

* Học sinh thảo luận phân công công việc thực hiện quy trình làm dưa chua và báo cáo.

Hoạt động 4:

THỰC HIỆN QUY TRÌNH LÀM DƯA CHUA 

( Ở nhà)

A. Mục đích:

- Học sinh dựa vào quy trình làm dưa chua đề xuất để thử nghiệm, giải quyết các vấn đề gặp phải để điều chỉnh quy trình.

- Tạo ra được sản phẩm minh họa cho quy trình đề xuất.

B. Nội dung

- Học sinh sử dụng các nguyên liệu và dụng cụ cho trước để tiến hành làm dưa chua theo quy trình, quay video lại quy trình thực hiện.

- Trong quá trình làm các nhóm quan sát đánh giá và điều chỉnh 

- chuẩn bị bài báo cáo sản phẩm trước lớp và chia sẻ những vấn đề gặp phải trong quá trình thử nghiệm, cách giải quyết và kết quả.

C. Dự kiến sản phẩm cần đạt được:

- Mỗi nhóm có một sản phẩm là dưa chua video quay tiến trình thực hiện, quy trình làm dưa chua mới nếu điều chỉnh.

D. Cách thức tổ chức hoạt động:

- Các nhóm tự lập kế hoạch và làm việc ở nhà, quay video, hoàn thành nhật ký làm việc ( Mẫu ở cuối bài )

Hoạt động 5: TRÌNH BÀY SẢN PHẨM VÀ THẢO LUẬN 

( Tiết 3: 45 phút)

A. Mục đích: 

Các nhóm học sinh giới thiệu quy trình làm dưa chua trước lớp, chia sẻ quá trình trải nghiệm

B. Nội dung:

- Các nhóm trình diễn mô tả sản phẩm và quy trình làm dưa chua tương ứng với sản phẩm đó trước lớp, trình bày những thay đổi trong quy trình và lý do.

- Thảo luận nhận xét, đánh giá sản phẩm, phân tích các vấn đề các nhóm gặp phải trong quá trình thử nghiệm.

- Giáo viên gợi ý việc phát triển sản phẩm tiếp theo với các hương vị và nguyên liệu khác nhau..v..v…

C. Dự kiến sản phẩm cần đạt được:

- Quy trình làm dưa chua hoàn chỉnh.

D. Cách thức tổ chức hoạt động:

* Giáo viên nêu các yêu cầu cho bài trình bày: 

- Nội dung cần trình bày: Mô tả sản phẩm, các bước, điều kiện cụ thể trong từng bước để làm ra sản phẩm đó, những thay đổi so với đề xuất ban đầu, lý do.

- Thời lượng báo cáo: 3 đến 5 phút

- Các nhóm nghe đánh giá sản phẩm

* Đại diện học sinh các nhóm báo cáo 

* Giáo viên tổ chức thảo luận các vấn đề các nhóm gặp phải trong quá trình thực hiện.

* Tồng kết kiến thức về: đặc điểm của vi sinh vật, cá loại vi sinh vật được phân loại theo môi trường và kiểu dinh dưỡng, phân biệt quá trình hô hấp kị khí, và lên men, sản phẩm phân giải protein và cacbohidrat nhờ vi sinh vật các ứng dụng trong thực tiễn cảu các quá trình: phân giải protein, lên men etylic phân giải cacbohidrat, lên men latic phân giải cacbohidrat. 

* Tổng kết đánh giá điểm của các nhóm theo tiêu chí ban đầu ( trình bày trong hoạt động 1)

Phụ lục

I. Các loại nguyên liệu sử dụng

Rau củ quả loại:……………………………………………………………………..

Yếu tố nghiên cứu	Phương án thực nghiệm	Đặc điểm sản phẩm( Màu sắc trạng thái, mùi, độ chua)	Giải thích kết quả	Người phụ trách
Tỷ lệ rau củ quả. Nước:Đường:Muối
Nhiệt độ
Thời gian ủ

Khoanh tròn các phương án lựa chọn với mỗi yếu tố trong bảng trên

Quy trình đề xuất:

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

II. Thực hiện hoạt động 4

1. Làm thử lần 1 theo quy trình đề xuất:

Mô tả sản phẩm:

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

Tự đánh giá phân tích và đề xuất cách khắc phục:

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

2. Lần thử nghiêm 2:

Các thay đổi so với lần 1

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

Mô tả sản phẩm:

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

Đánh giá sự thay đổi ( có khắc phục được vấn đề gặp ở lần 1 không? Có tạo ra vấn đề mới không?)

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

Có thể tiếp tục phân tích các vấn đè gặp phải và đề xuất cách khắc phục- thử nghiệm đến khi sản phẩm đạt được các tiêu chí ban đầu.