TÊN CHỦ ĐỀ: Sử dụng bèo tây để xử lý ô nhiễm nước sông Nhuệ tại xã Nhật Tựu tỉnh Hà Nam (Môn: Sinh học – Hóa học - Địa lý ) I. Đơn vị : THPT LÊ HOÀN Các thành viên của nhóm (ghi tên, chức vụ, công việc) 1. Đinh Thị Nga (Nhóm trưởng) – Phụ trách chung, tổ chức thảo luận và lựa chon chủ đề; Điều tra xác định điều kiện tụ nhiên của địa phương và xây dựng câu hỏi; 2. Bùi Thu Huyền- Tìm hiểu CSKH, xây dựng ma trận, tìm hiểu các nội dung vận dụng, xác định các năng lực chung ghi chép tổng hợp các công việc. II. Xác định mạch kiến thức của chủ đề ( Xác định các bài ở các môn, cụ thể tên bài; Thể hiện logic nội dung của chủ đề) 1.Các bài liên quan của chủ đề Môn Sinh học 12 Bài 35 : Môi trường sống và các nhân tố sinh thái Bài 44: Chu trình sinh địa hóa và sinh quyển Sinh học 10: Bài 3: Các nguyên tố hóa học và nước Sinh học 11: Sinh trưởng và phát triển ở thực vật. Môn hóa học : Các liên kết hóa trị Môn Sinh học 9: Bài 53: Tác động của con người đối với môi trường Bài 54+ 55: Ô nhiễm môi trường Bài 58. Sử dụng hợp lí tài nguyên thiên nhiên 2.Cấu trúc logic nội dung của chủ đề 2.1. Cơ sở khoa học -Vai trò của nước đối với đời sống sinh vật - Khái niệm về ô nhiễm môi trường và ô nhiễm môi trường nước. - Các tác nhân gây ô nhiễm môi trường nước. - Hậu quả của ô nhiễm môi trường nước - Các biện pháp xử lý ô nhiễm - Đặc điểm sinh học của cây bèo tây - Cơ chế làm sạch nước ô nhiễm của bèo tây 2.2. Vận dụng thực tiễn - Điều kiện tự nhiên khu vực nghiên cứu - Thực trạng của nước sông Nhuệ hiện nay - Sử dụng thực vật thủy sinh để xử lý nước ô nhiễm như: bèo tây, bèo cái.... III. Xác định các năng lực hướng tới của chủ đề a) Các năng lực chung 1- NL tự học (Là NL quan trọng nhất) - HS xác định được mục tiêu học tập là : xác định được cơ sở khoa học sử dụng thực vật thủy sinh (bèo tây) xử lý nước ô nhiễm - HS lập và thực hiện được kế hoạch, bố trí thí nghiệm đánh giá khả năng làm sạch nước của bèo tây 2- NL giải quyết vấn đề: phân tích và đánh giá được khả năng làm sạch nước của bèo tây. 3- NL tư duy sáng tạo - HS đặt ra được nhiều câu hỏi về chủ đề học tập như: Bèo tây sinh trưởng và phát triển như thế nào trên nguồn nước ô nhiễm?; Bèo tây có khả năng làm sạch nước ô nhiễm như thế nào? - Đề xuất mô hình xử lý nước ô nhiễm bằng bèo tây. - Các kỹ năng tư duy: phân tích kết quả thu được, đánh giá một số chỉ số như COD, BOD, pH.... - Rút ra được khó khăn, thuận lợi khi tiến hành thực địa lấy mẫu nước, bố trí thí nghiệm 4. NL tự quản lý - Quản lí bản thân: lập thời gian biểu cá nhân để tham gia chủ đề, nghiêm túc thực hiện đúng hướng dẫn khi ra thực địa lấy mẫu... - Xác định đúng quyền và nghĩa vụ học tập chủ đề... - Quản lí nhóm: Lắng nghe và phản hồi tích cực, tạo hứng khởi học tập: 5. NL giao tiếp -Được hình thành qua năng lực điều tra với người dân, với cán bộ ngành tài nguyên và môi trường -Xác định đúng các hình thức giao tiếp: Ngôn ngữ nói, viết, ngôn ngữ cơ thể 6. NL hợp tác - Làm việc cùng nhau, chia sẻ kinh nghiệm: thảo luận nhóm 7. NL sử dụng CNTT và truyền thông (ICT): - Sử dụng internet để tìm kiếm thông tin liên quan - Xử lý số liệu bằng phần mềm excel. 8. NL sử dụng ngôn ngữ - Sử dụng ngôn ngữ khoa học COD, BOD, thực vật thủy sinh... - Sử dụng văn phong khoa học để viết báo cáo nghiên cứu, thuyết trình 9. NL tính toán - Thành thạo các phép tính cơ bản - Thu thập số liệu b) Các năng lực chuyên biệt: 1.Quan sát: quan sát đặc điểm hình thái bèo tây, quan sát về đặc điểm mẫu nước .... 2.Đo lường: đo thành thạo các chỉ tiêu sinh trưởng phát triển của loài nghiên cứu: + Đo chiều dài lá + Đo chiều dài rễ + Đếm số lá + Đếm số nhánh mới Thời gian thu thập số liệu: tính từ khi bắt đầu thả bèo đến khi kết thúc 1 đợt thí nghiệm (10 ngày/1 lần) 3. Phân loại hay sắp xếp theo nhóm: sắp xếp hàm lượng COD sau các thời điểm nghiên cứu theo thông số theo tiêu chuẩn quy định ( dưới hay vượt mức cho phép) theo QCVN 08- 2008 và hàm lượng nito và photpho tổng số sau các lần thời điểm nghiên cứu. 4.Tìm mối liên hệ: tìm mối liên hệ giữa các thông số thu được để đánh giá hiệu quả xử lý nước ô nhiễm bằng bèo tây . Mối liên hệ giữa tốc độ sinh trưởng và phát triển của bèo tây với mức độ ô nhiễm nguồn nước. 5. Tính toán: Tính toán pH, COD trung bình, các chỉ số như chiều dài lá trung bình,chiều dài rễ trung bình, số nhánh mới phát sinh.... 6. Xử lí và trình bày các số liệu (bao gồm: lập bảng số liệu, trình bày biểu đồ cột, ảnh chụp cách bố trí lô thí nghiệm, đặc điểm bèo tây lô đối chứng và lô thí nghiệm sau các đợt nghiên cứu. 7. Đưa ra các tiên đoán, nhận định: bèo tây sinh trưởng và phát triển tốt trên nguồn nước ô nhiễm 8.Hình thành giả thuyết khoa học: hàm lượng COD, hàm lượng nito và photpho tổng số giảm sau các đợt nghiên cứu 9. Xác định được các biến và đối chứng: Xác đinh được hàm lượng COD, hàm lượng nito và photpho tổng số, chiều dài lá, chiều dài rễ qua 10, 20, 30 ngày nghiên cứu và đối chứng với lô thí nghiệm là nước không ô nhiễm. 10. Thiết kế thí nghiệm: thực địa lấy mẫu nước, thiết kế thí nghiệm, thu thập số liệu và xử lý số liệu, giải thích kết quả và rút ra kết luận Lấy mẫu nước sạch cho vào 2 thùng xốp 70 lít làm đối chứng (mẫu 1- mẫu 2) Lấy mẫu nước sông ô nhiễm cho vào 2 thùng xốp 70 lít (mẫu 3- mẫu 4) Thả bèo vào các lô thí nghiệm và đánh dấu + Mẫu 1: thả bèo + Mẫu 2: không thả bèo + Mẫu 3: thả bèo +Mẫu 4: không thả bèo Mỗi chậu thí nghiệm có 10 cây bèo. Thời gian cho mỗi thí nghiệm là 30 ngày. Mỗi thí nghiệm lặp lại 3 lần - Đo kích thước thân, lá, rễ và đếm số nhánh mới của bèo ở từng thí nghiệm trước và sau khi tiến hành thí nghiệm -Đo các chỉ số pH, COD, phân tích nito và photpho tổng số Theo dõi thí nghiệm và thu thập số liệu theo bảng Chỉ tiêu đánh giá Thời gian theo dõi (ngày) COD pH Nito tổng số Photpho tổng số Số lá Chiều dài lá (cm) Chiều dài rễ (cm) Số nhánh mới Lô đối chứng Mẫu 1 0 1 0 Lô thí nghiệm Mẫu 2 20 30 0 10 20 Mẫu 3 30 0 10 Mẫu 4 20 30 0 10 20 30 c/ Bảng kế hoạch tự học theo chủ đề Thời gian 4 ngày Nội dung công việc Người thực hiện Phương pháp/phương tiện Thu thập các tài liệu liên quan về: -Báo cáo + Điều kiện tự Hoạt động cùng nhóm SGK, internet nhiên khu vực Nhóm 1(3 người) nghiên cứu + Các tác nhân gây ô nhiễm môi trường nước. + Hậu quả của ô nhiễm môi trường nước. + Các biện pháp xử lý nước ô nhiễm + Đặc điểm sinh học của bèo tây + Cơ chế làm sạch nước của một số loài thực vật thủy sinh + Điều tra các thông số cơ bản: màu sắc, mùi vị, liên hệ đo thông số như pH, OD, COD, BOD..... Sản phẩm - Liên hệ trung tâm quan trắc môi trường – sở tài nguyên môi trường tỉnh Hà Nam + Điều kiện tự nhiên khu vực nghiên cứu + Các tác nhân gây ô nhiễm môi trường nước. + Hậu quả của ô nhiễm môi trường nước. + Các biện pháp xử lý nước ô nhiễm + Đặc điểm sinh học của bèo tây + Cơ chế làm sạch nước của một số loài thực vật thủy sinh + Đặc điểm nguồn nước sông 3 ngày Thực địa lấy mẫu Hoạt động cùng nhóm Thiết kế lô đối chứng và Chụp ảnh lô thí nghiệm và lô đối nước lô thí nghiệm chứng. Nhóm 2 (2 người) Bố trí thí nghiệm Sau 10-20-30 Tiến hành lấy mẫu Hoạt động nhóm nước đo pH, COD, Nhóm 3(2 người) phân tích nito và photpho tổng số Đặt thí nghiệm Đo chiều dài lá, chiều dài rễ, đếm số nhánh mới, số lá Liên hệ trung tâm quan Xử lý số liệu, thông số nguồn nước trắc môi trường sông so sách với quy chuẩn về nước hiện hiện nay Sử dụng thước để đo Tính toán chiều dài lá, chiều dài rễ, đếm số nhánh trung bình, số lá qua các lần thí nghiệm, I. Bảng mô tả mức độ câu hỏi/ bài tập/ thực hành thí nghiệm đánh giá năng lực của học sinh qua chủ đề. Nội dung Mức độ nhận thức Nhận biết Các KN/ NL hướng tới trong chủ đề Thông hiểu Vận dụng thấp Vận dụng cao 1.Vai trò của Nêu vai trò của nước và sự ô nước nhiễm nước ? nêu khái niệm ở Nhật Tựu ô nhiễm nguồn nước ? lấy ví dụ chứng minh nguồn nước ô nhiễm. ? dự đoán nguyên nhân của ô nhiễm nguồn nước sông Nhuệ tại Nhật tựu Đo các thông số của nước như pH, COD, BOD ? đề xuất phương pháp xử lí Đánh giá mức độ ô nhiễm của sông Nhuệ tại Nhật tựu 2. Bèo tâykhả năng xử lí nước thải của bèo tây ? đặc điểm của bèo tây ? trình bày cơ chế làm sạch nước của bèo tây Xây dựng mô hình sử dụng bèo tây để xử lí nước thải. Nhận xét tôc độ Năng lực vận dụng, quan sát, sinh trưởng của tính toán, tư duy sáng tạo bèo tây qua các đợt thí nghiệm 3.khái niệm ST-PT ở thực vật Nêu khái niệm sinh trưởng- phát triển ở thực vật Trình bày các chỉ số đánh giá sinh trưởng ở thực vật. Phân biệt sinh trưởng và phát triển Bèo tây phát triển thế nào trên nguồn nước ô nhiễm? Phạm vi ứng dụng ?phân loại các loại nước thải Mở rộng quy mô áp dụng xử lí nước ô nhiễm bằng bèo tây. Năng lực quan sát thực địa, dự đoán, đo đạc Năng lực đưa ra các giải thuyết khoa học, năng lực vận dụng Thái độ tích cực V. Hệ thống câu hỏi/bài tập – thực hành thí nghiệm theo các mức độ đã mô tả Bài 1. Kể tên một số loài thực vật thủy sinh có khả năng làm sạch nước? Bài 2. Bèo tây và khả năng cho vấn đề ô nhiễm môi trường nước Bèo tây, còn được gọi là lục bình, lộc bình, phù bình hay bèo Nhật Bản, tên khoa học là Eichornia, loài thực vật thủy sinh thân thảo, sống nổi theo dòng nước, ưa mọc ở vùng nhiệt đới. Bèo tây có nguồn gốc từ Venezuala, Nam Mỹ. Ở Việt Nam, bèo tây được người dân dùng làm thức ăn cho lợn. 20 năm trước đây, bèo tây với những cánh lá tròn xanh láng và chùm hoa tím điểm đốm vàng nổi trên mặt nước bị nhiều người coi là “bệnh dịch hạch màu xanh”. Cũng dễ hiểu, bởi bèo lục bình là một trong những giống thảo mộc phát triển nhanh nhất trên hành tinh. Trong môi trường tự nhiên, bèo tây lan tràn mau chóng phủ kín mặt nước bằng thảm dày đặc, gây cản trở cho lưu thông tàu thuyền. Tuy nhiên, khi bắt đầu khám phá đại diện độc đáo này của hệ thực vật, thì các nhà khoa học nhận thấy rằng hệ thống rễ màu nâu của bèo tây có khả năng hút, lọc nước và phân giải chất độc rất mạnh góp phần giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Trong đó, tốc độ xử lý các chất ô nhiễm hữu cơ khác nhau của bộ rễ này phải nói là tuyệt vời khó tưởng tượng nổi. Thí nghiệm chứng tỏ rằng 1ha mặt nước thả bèo tây có thể làm sạch đến 3 tấn nước thải mỗi ngày. Cụ thể, nó có thể hút được 34kg Na, 22kg Ca, 17 kg P, 4kg Mn, 2,1kg Phenol, 89g Hg, 104g Al, 297g kền, 321g Stronti,...trong 24 giờ. Ngoài ra, bèo tây còn có khả năng phân giải phenol và cyanua. Ngoài khả năng tuyệt vời với môi trường, chất xen-lu-lô chứa trong bèo tây còn là cơ sở tuyệt vời cho việc sản xuất nhiên liệu sinh học. Có thể coi bèo tây như một nguồn năng lượng tái sinh tự nhiên, thêm vào đó là giá thành khá rẻ. Theo tính toán, chi phí chiết xuất gas từ nồi hơi trên cơ sở bèo tây sẽ rẻ hơn 2 lần so với than đá, và hơn 3 lần nếu so với dầu mazut. Bèo tây còn chứa nhiều chất dinh dưỡng protit, gluxit, vitamin và khoáng, dùng làm thức ăn xanh cho gia súc rất tốt. Bèo tây còn có thể ủ phân xanh, làm bioga và làm nguyên liệu giấy. http://skhcn.bacgiang.gov.vn/tin-tuc-su-kien/1687_beo-tay-va-kha-nang-cho-van-de.html Dựa vào dữ liệu trên hãy tính toán hàm lượng Mn, Hg bèo tây hấp thụ sau 30 ngày thả bèo tây trên nguồn nước ô nhiễm. Bèo tây có khả năng làm sạch nước tuyệt vời là nhờ đâu?  ... phương pháp xử lí Đánh giá mức độ ô nhiễm sông Nhuệ Nhật tựu Bèo tâykhả xử lí nước thải bèo tây ? đặc điểm bèo tây ? trình bày chế làm nước bèo tây Xây dựng mô hình sử dụng bèo tây để xử lí nước thải... vai trò nước ô nước nhiễm nước ? nêu khái niệm Nhật Tựu ô nhiễm nguồn nước ? lấy ví dụ chứng minh nguồn nước ô nhiễm ? dự đoán nguyên nhân ô nhiễm nguồn nước sông Nhuệ Nhật tựu Đo thông số nước. .. biện pháp xử lý ô nhiễm - Đặc điểm sinh học bèo tây - Cơ chế làm nước ô nhiễm bèo tây 2.2 Vận dụng thực tiễn - Điều kiện tự nhiên khu vực nghiên cứu - Thực trạng nước sông Nhuệ - Sử dụng thực