Tổng hợp chủ đề và sản phẩm STEM Hóa học Lớp 11 theo sát chương trình SGK
Tổng hợp chủ đề và sản phẩm STEM Hóa học Lớp 11 theo sát chương trình SGK dưới đây được xây dựng dựa trên các chương trong sách giáo khoa lớp 11 của Bộ Giáo dục và Đào tạo, kết hợp với các sản phẩm thí nghiệm, mô hình và hoạt động thực hành STEM sinh động, giúp các em hiểu được các hiện tượng khoa học một cách đơn giản.
Từ hiện tượng sấm sét gắn với khái niệm ion trong chương Sự điện li, đến thí nghiệm tạo kết tủa mô phỏng nước cứng, hay các sản phẩm STEM liên quan đến khí Nitơ, CO₂, axit – bazơ, hydrocacbon, hợp chất hữu cơ,… tất cả đều được liên kết mạch lạc và dễ triển khai trong thực tế lớp học.
Hãy cùng Tkbooks khám phá ngay nhé!
🔹 CHƯƠNG 1: SỰ ĐIỆN LI
🧪 Chủ đề STEM Hóa Học phù hợp:
⚡ Chủ đề 1. Ion: Nước tinh khiết có dẫn điện không? – Liên quan đến khái niệm chất điện li.
Trong lịch sử khoa học, có một câu chuyện huyền thoại về sấm sét. Vào thế kỷ 18, Benjamin Franklin, khi đã hơn 40 tuổi, cùng con trai ra ngoài vào một ngày mưa giông. Họ mang theo một chiếc diều đặc biệt. Diều được làm từ khăn lụa, có khung bằng cành cây và trên đỉnh có gắn một cây kim bằng kim loại. Dây diều được làm từ hai loại vật liệu: phần gắn với diều là dây gai, khi bị ướt bởi nước mưa thì có khả năng dẫn điện; phần dưới của dây, gần mặt đất, được làm từ lụa để giữ khô, nhằm tránh nguy cơ người cầm diều bị điện giật. Ở chỗ giao nhau giữa dây gai và dây lụa, có treo một chiếc chìa khóa kim loại. Khi diều bay vào tầng mây tích điện, Franklin đặt ngón tay gần chìa khóa, ngay lập tức tia điện lóe lên từ đầu ngón tay của ông, khiến ông cảm nhận rõ rệt dòng điện. Franklin phấn khích ôm con trai và hô lên: “Điện, ta đã bắt được điện từ trên trời!”
Dù việc Franklin có thực sự thực hiện thí nghiệm điều này hay không vẫn còn là đề tài gây tranh cãi, nhưng ông đã thiết kế một loạt các thí nghiệm khác để kiểm chứng giả thuyết của mình. Kết quả của những thí nghiệm này không ngoại lệ, đều chỉ ra một sự thật – sấm sét là hiện tượng phóng điện. Trước đó, người ta thường ví sấm sét như là hiện thân của các vị thần, thậm chí là sự trừng phạt của trời đối với loài người. Nhưng Franklin đã dùng các sự thật khoa học để chứng minh rằng sấm sét chỉ là hiện tượng phóng điện khi các đám
mây tích điện gặp nhau. Tuy nhiên, dây gai thường không dẫn điện, vậy tại sao trong câu chuyện Franklin lại cảm nhận được dòng điện truyền qua cơ thể? Điều này thực chất là nhờ vào tác dụng của nước mưa.
Chúng ta có thể làm thí nghiệm để kiểm chứng điều này. Bạn cần chuẩn bị hai viên pin tiểu, một số dây dẫn bằng đồng, một bóng đèn nhỏ và một chiếc hộp nhỏ chứa nước. Pin sẽ được dùng làm nguồn điện, dây đồng và nước sẽ nối tiếp nhau trong mạch điện để thắp sáng bóng đèn. Khi trong hộp có nước máy, bóng đèn sẽ sáng lên, nhưng khi thay nước máy bằng nước tinh khiết, bóng đèn sẽ không sáng. Cùng là nước, tại sao một loại có khả năng dẫn điện, còn một loại lại không?
Một chất có khả năng dẫn điện là do trong nó có những hạt mang điện có thể di chuyển tự do. Trong dây dẫn đồng, có các electron mang điện âm di chuyển tự do. Tuy nhiên, các electron tự do không thể tồn tại ổn định trong nước tinh khiết, vậy điều gì đang diễn ra trong nước?
Như chúng ta đã biết, nước máy là nước tự nhiên đã qua xử lý để loại bỏ mùi, tạp chất và vi khuẩn, nhưng vẫn còn chứa nhiều chất khác. Giống như tất cả các nguyên tử, các chất này bao gồm hạt nhân và các electron quay quanh. Khi gặp nước, một số nguyên tử hoạt động mạnh sẽ dễ dàng mất đi lớp electron ngoài cùng, tạo thành các hạt mang điện dương, chẳng hạn như ion calcium (Ca, mang hai điện tích dương) và ion magnesium (Mg”, mang hai điện tích dương). Ngược lại, một số nguyên tử dễ dàng nhận electron, hình thành các hạt mang điện âm, chẳng hạn như ion chloride (CF, mang một điện tích âm).
Những hạt mang điện hình thành do nguyên tử mất hoặc nhận electron này được gọi là ion. Hạt mang điện dương gọi là cation, hạt mang điện âm gọi là anion. Chúng ta có thể biểu thị điện tích và số lượng điện tích của ion bằng cách viết số và dấu “+” hoặc “-” ở phía trên bên phải của ký hiệu nguyên tố. Không giống như nước máy, nước tinh khiết không chỉ được xử lý khử khuẩn mà còn loại bỏ hầu hết các ion trong nước. Vì không còn những hạt mang điện tự do, nước tinh khiết không thể dẫn điện.
Không chỉ các nguyên tử riêng lẻ có thể tạo thành ion, một số nguyên tử không thể tự nhận hoặc mất electron cũng có thể “liên kết” với nhau để tạo thành ion. Chẳng hạn, khi khí CO2 trong không khí đi vào nước, nó sẽ tạo ra ion carbonate (CO3), một ion gồm một nguyên tử Carbon và ba nguyên tử oxygen, mang hai điện tích âm.
Khi ion carbonate gặp các cation mang hai điện tích dương như ion magnesium hoặc calcium, chúng sẽ hút lẫn nhau và tạo thành kết tủa, đó chính là nguồn gốc của cặn nước. Điều này cho thấy, ion thực sự tồn tại khắp nơi trong cuộc sống của chúng ta. Một số ion tồn tại tự do trong nước, trong khi một số khác, như ion carbonate và ion magnesium trong cặn nước, lại bị gắn kết trong các chất rắn.
Khi muối ăn tan trong nước, tinh thể Sodium chloride tách ra thành các ion Sodium và ion chloride.
Dù ở hình thức nào, các ion đều đóng vai trò rất quan trọng. Chẳng hạn, muối ăn mà chúng ta sử dụng được cấu thành từ các ion Sodium và ion chloride. Khi tan vào nước, các ion này tách ra, trở thành những ion tự do, mang đến hương vị mặn mà cho chúng ta. Các viên pin mà chúng ta sử dụng hàng ngày cũng chứa rất nhiều dung dịch có chứa ion. Những ion này hoạt động liên tục bên trong pin, cung cấp năng lượng điện cho cuộc sống của chúng ta.
⚡ Các sản phẩm STEM phù hợp với chủ đề trên:
🌩 1. Mô hình “Diều bắt sấm của Franklin” + Thí nghiệm nước dẫn điện
- Sản phẩm: Mô hình diều Franklin kết hợp bảng mạch đơn giản với dây dẫn, pin, bóng đèn mini và hai cốc nước (một với nước tinh khiết, một với nước muối hoặc nước máy).
- Mục tiêu: Giải thích tại sao dây ướt dẫn điện và sự khác biệt giữa nước tinh khiết và nước có chứa ion.
- Tích hợp: Hóa học (ion, chất điện li), Vật lý (dòng điện, chất dẫn), Lịch sử khoa học.
- Biến thể: Học sinh có thể thiết kế hệ thống kiểm tra nước (dẫn điện mạnh/yếu) bằng các cảm biến đơn giản.
💡 2. Bộ kiểm tra ion tự chế từ vật liệu tái chế
- Sản phẩm: Bộ dụng cụ “tự chế” để xác định nước có chứa ion hay không (sử dụng pin, đèn LED, cốc nước, kẹp cá sấu).
- Mục tiêu: Hiểu vai trò của ion trong dẫn điện; phân biệt chất điện li mạnh/yếu.
- Tích hợp: Hóa học, Kỹ thuật điện tử đơn giản, Bảo vệ môi trường.
- Gợi ý nâng cao: So sánh độ dẫn điện của các loại nước: nước tinh khiết, nước máy, nước muối, nước khoáng.
⚡ 3. Máy kiểm tra “Cặn nước” bằng mô hình kết tủa
- Sản phẩm: Mô hình minh họa phản ứng tạo kết tủa giữa ion carbonate và ion Mg²⁺/Ca²⁺ (tạo cặn trắng).
- Mục tiêu: Cho học sinh thấy cách ion trong nước tương tác để tạo thành chất không tan – nguyên nhân của cặn nước.
- Tích hợp: Hóa học (phản ứng trao đổi ion), Khoa học môi trường (nước cứng – nước mềm).
- Phát triển thêm: Thiết kế hệ thống lọc thử nghiệm để làm mềm nước (sử dụng than hoạt tính, nhựa trao đổi ion).
🧂 4. Mô hình “Hạt muối tan biến” – Mô phỏng sự tạo ion
- Sản phẩm: Mô hình 3D hoặc hoạt cảnh (animation/đồ thủ công) thể hiện quá trình tinh thể NaCl tan trong nước thành Na⁺ và Cl⁻.
- Mục tiêu: Học sinh hình dung rõ sự phân li ion trong nước.
- Tích hợp: Hóa học, Nghệ thuật, Kỹ năng trình bày.
- Hình thức: Thiết kế poster, video stop-motion, mô hình bằng đất nặn hoặc bóng xốp.
🔋 5. Pin từ trái cây – Ứng dụng ion trong pin
- Sản phẩm: Tạo pin từ chanh, cam, khoai tây,… để thắp sáng đèn LED.
- Mục tiêu: Khẳng định sự hiện diện và vai trò của ion trong truyền tải điện năng.
- Tích hợp: Hóa học (phản ứng oxi hóa – khử), Vật lý (dòng điện), Công nghệ.
- Biến thể: So sánh hiệu quả của các loại “pin sinh học” khác nhau.
Chủ đề 2. Chất chỉ thị: Tại sao hoa bìm bìm có thể đổi màu? – Phù hợp với bài học về pH, chất chỉ thị.
Chủ đề 3. Chuyển động của các hạt: Mùi hương do đâu mà có? – Gắn với sự phân tán các ion, phù hợp mở đầu chương.
🔹 CHƯƠNG 2: NITƠ – PHOTPHO
🧪 Chủ đề STEM Hóa Học phù hợp:
⚡ Chủ đề 1. Nitrogen: Khoai tây chiên đóng gói chứa khí gì? – Gắn với tính chất khí nitơ.
⚡ Chủ đề 2. Oxygen: Các phi hành gia trong trạm vũ trụ hít thở như nào? – Gợi mở sự so sánh khí N₂ và O₂.
⚡ Chủ đề 3. Phân bón: Tại sao đạm, lân, potassium là ba yếu tố chính của phân bón? – Liên quan trực tiếp đến các muối amoni, nitrat, photphat và ứng dụng phân bón.
🔹 CHƯƠNG 3: CACBON – SILIC
🧪 Chủ đề STEM:
⚡ Chủ đề 1. Carbon dioxide: Đám khói bí ẩn trên sân khấu được tạo ra như thế nào? – Gắn với hợp chất CO₂.
⚡ Chủ đề 2. Silicon dioxide: Cát có thể biến thành pha lê không? – Liên quan silic và hợp chất của nó.
⚡ Chủ đề 3. Calcium carbonate: Rạn san hô có thể dùng để bổ sung calcium không? – Hợp chất liên quan đến cacbon.
🔹 CHƯƠNG 4: ĐẠI CƯƠNG VỀ HỮU CƠ
🧪 Chủ đề STEM:
⚡ Chủ đề 1. Hợp chất hữu cơ: “Rau hữu cơ” có quan hệ gì với hợp chất hữu cơ?
⚡ Chủ đề 2. Hợp chất hữu cơ: Túi nhựa có gây ô nhiễm môi trường không?
🔹 CHƯƠNG 5–7: HIĐROCACBON NO – KHÔNG NO – THƠM
🧪 Chủ đề STEM:
⚡ Chủ đề 1. Than: Khí than và than có mối quan hệ gì? – Liên quan nguồn gốc hydrocacbon.
⚡ Chủ đề 2. Sulfuric acid: Có thể “ăn mòn” mọi thứ không? – Hệ thống hóa phản ứng với hydrocarbon có mặt H₂SO₄.
⚡ Chủ đề 3. Kim loại thay thế: Thời kỳ đồ đồng có trước thời kỳ đồ sắt? – Gợi mở cơ chế phản ứng hóa học với hydrocarbon thơm.
⚡ Chủ đề 4. Bùng nổ: Bỏng ngô nổ thế nào? – Có thể gắn với phản ứng cháy của hydrocacbon.
🔹 CHƯƠNG 8: DẪN XUẤT HALOGEN – ANCOL – PHENOL
🧪 Chủ đề STEM:
⚡ Chủ đề 1. Sodium carbonate: Tại sao sodium carbonate là muối nhưng lại gọi là kiềm? – Liên hệ với phản ứng ancol – muối.
⚡ Chủ đề 2. Sợi tổng hợp: Khác nhau giữa vải tự nhiên và vải tổng hợp là gì?
⚡ Chủ đề 3. Cao su: Gôm tẩy được làm từ gì?
🔹 CHƯƠNG 9: ANĐEHIT – XETON – AXIT CACBOXYLIC
🧪 Chủ đề STEM Hóa Học phù hợp:
⚡ Chủ đề 1. Carbonic Acid: Tại sao uống nước ngọt lại gây ợ? – Cấu trúc axit cacboxylic nhẹ.
⚡ Chủ đề 2. Thực phẩm bổ sung: Chất phụ gia có thể ăn được không? – Gắn với vai trò axit hữu cơ, chất bảo quản.
⚡ Chủ đề 3. Phản ứng trung hòa: Vì sao ăn trứng bắc thảo cần cho thêm giấm? – Gắn trực tiếp với axit – bazơ.
👩🏫 Nếu bạn là học sinh lớp 11 đang muốn biến kiến thức Hóa học thành những trải nghiệm thú vị, là giáo viên tìm kiếm tài liệu đổi mới phương pháp dạy học, hay là phụ huynh mong muốn con mình học tập sáng tạo hơn — cuốn sách “STEM Hóa Học – Cuốn Sổ Tay Ma Thuật” của TKBooks chính là lựa chọn lý tưởng.
📘 Cuốn sách không chỉ cung cấp kiến thức chuẩn chương trình SGK, mà còn tích hợp hơn 50 hoạt động, thí nghiệm và mô hình STEM giúp người học hiểu sâu – nhớ lâu – vận dụng ngay. Với cách trình bày trực quan, sinh động, cuốn sách giúp học sinh tự khám phá, giáo viên dễ dàng triển khai hoạt động lớp học, phụ huynh có thể cùng con khám phá khoa học ngay tại nhà.
Link đọc thử sách: https://drive.google.com/file/d/1xr6QjFOd9ytCaW3CwClKm-lIQ0B7qwWO/view
👉 Đặt mua ngay “STEM Hóa Học – Cuốn Sổ Tay Ma Thuật” để mở ra thế giới hóa học sống động, hấp dẫn và gần gũi với đời sống thực tế!
