Tài liệu Vận dụng kiến thức liên môn toán – lý hóa để giải toán bằng cách lập phương trình, hệ phương trình (toán 9)

Vận dụng kiến thức liên môn Toán – Lý - Hóa để giải toán bằng cách lập PT, HPT THÔNG TIN VỀ GIÁO VIÊN DỰ THI - Sở giáo dục và đào tạo Hà Nội Phòng giáo dục và đào tạo Chương Mỹ Trường THCS Hữu Văn Địa chỉ: xã Hữu Văn – Chương Mỹ - Hà Nội Họ và tên giáo viên: Lê Thị Hoài Phương Ngày sinh: 11/ 08/ 1981 Trình độ: Đại học. Năm vào ngành: 2002 Môn: Toán Điện thoại : 0168 528 2321 Email: [email protected] hoặc [email protected] Năm học 2014 - 2015 1 Vận dụng kiến thức liên môn Toán – Lý - Hóa để giải toán bằng cách lập PT, HPT A – PHẦN MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài: Nhận thức được tầm quan trọng và vai trò to lớn của các bộ môn Toán - Lý – Hóa trong các ngành nghiên cứu khoa học cũng như trong thực tiễn đời sống. Từ nhiều năm nay, Bộ Giáo Dục và Đào Tạo đã đưa các bài Hóa học, Vật lý vào tài liệu tham khảo và nâng cao môn Toán lớp 9 trong các bài tập về giải bài toán bằng cách lập phương trình, hệ phương trình. Tuy nhiên số lượng học sinh làm tốt dạng bài tập này còn rất hạn chế vì các em chưa biết vận dụng linh hoạt các kiến thức liên quan của các bộ môn khác nhau. Xuất phát từ mục tiêu Giáo dục trong giai đoạn hiện nay là phải tạo ra con người có trí tuệ phát triển, giàu tính sáng tạo và khả năng vận dụng nhanh nhạy các kiến thức vào các môn học khác nhau và ứng dụng vào thực tế đời sống. Để đào tạo ra được lớp người như vậy, Nghị quyết TW 4 khóa 7 đã xác định: “ Phải áp dụng phương pháp dạy học hiện đại để bồi dưỡng cho học sinh năng lực tư duy sáng tạo, năng lực giải quyết vấn đề”. Nghị quyết TW 2 khóa 8 tiếp tục khẳng định: “Phải đổi mới giáo dục đào tạo, khắc phục lối truyền thụ một chiều, rèn luyện thành nề nếp tư duy sáng tạo của người học, từng bước áp dụng các phương pháp tiên tiến, phương tiện hiện đại vào quá trình dạy học, dành thời gian tự học, tự nghiên cứu cho học sinh”. “Vận dụng kiến thức liên môn Toán – Lý – Hóa để giải bài toán bằng cách lập phương trình, hệ phương trình” chính là áp dụng phương pháp dạy học hiện đại để rèn luyện cho học sinh năng lực tư duy sáng tạo, năng lực giải quyết vấn đề, năng lực tự quản lý, năng lực hợp tác và năng lực tính toán. 2. Mục tiêu dạy học a) Về kiến thức: - Học sinh được củng cố kiến thức với môn học: Vật lý lớp 6 “ Khối lượng riêng, trọng lượng riêng”, Vật lý lớp 8: “ Công thức tính nhiệt lượng”, “ Phương trình cân bằng nhiệt”. - Môn Hóa học 8 “Nồng độ dung dịch”, Hóa học 9: “Sắt”. - Môn Toán 6: “ Tìm tỉ số của hai số”, Toán 8: “Giải bài toán bằng cách lập phương trình” ( phương trình bậc nhất một ẩn), Toán 9: “Giải bài toán bằng cách lập hệ phương trình” ( hệ hai phương trình bậc nhất hai ẩn). b) Về kĩ năng: - Học sinh được rèn kĩ năng giải bài toán bằng cách lập phương trình. - Rèn kĩ năng phân tích bài toán và kĩ năng liên hệ với kiến thức các môn Vật lý, Hóa học trong quá trình giải bài tập. - Học sinh phát huy kỹ năng làm việc nhóm, kĩ năng thực hành ứng dụng c) Về thái độ: 2 Vận dụng kiến thức liên môn Toán – Lý - Hóa để giải toán bằng cách lập PT, HPT - Học sinh có ý thức liên hệ, vận dụng thực tế, biết cách diễn đạt từ ngôn ngữ Vật lý, Hóa học sang ngôn ngữ Toán học. - Có ý thức vận dụng kiến thức trong thực tế. - Có tinh thần hợp tác tập thể. 3. Đối tượng dạy học - Học sinh lớp 9C - Số lượng học sinh: 34 - Học sinh có ý thức học tập nghiêm túc. 4. Ý nghĩa của bài học: - Bài học này không chỉ nhằm vận dụng kiến thức Toán – Lý – Hóa để giải toán bằng cách lập phương trình, củng cố khắc sâu cách giải bài tập dạng này mà còn khơi gợi ở học sinh ý thức, tinh thần tự giác học tập, yêu thích và say mê nghiên cứu khoa học. - Bài học như một bước ngoặt khám phá mới cho việc dạy học theo phương phá đổi mới, giúp học sinh say mê học tập, tăng khả năng ứng dụng kiến thức đã học vào thực tiễn cuộc sống. 5. Thiết bị dạy học, học liệu: - Máy chiếu, dụng cụ thực hành: bình đo, bình chứa, nhiệt kế, nước sôi, nước lạnh. - Vật lý 6, Vật lý 8. - Hóa học 8, Hóa học 9. - Toán 6, Toán 8, Toán 9. - Nâng cao và phát triển Toán 9 tập hai, B - HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC VÀ TIẾN TRÌNH DẠY HỌC. Chuyên đề: “ Giải bài toán bằng cách lập phương trình, hệ phương trình Dạng toán có nội dung Lý – Hóa” I. MỤC TIÊU CẦN ĐẠT 1. Kiến thức: - Học sinh nhận biết được các bài toán có nội dung vật lý liên quan đến khối lượng riêng, công thức tính nhiệt lượng và phương trình cân bằng nhiệt. - Học sinh nhận biết được các bài toán có nội dung hóa học liên quan đến nồng độ phần trăm của axít trng dung dịch , tỉ số phần trăm về khối lượng của sắt trong các loại quặng. - Học sinh phát biểu và vận dụng đúng các bước giải bài toán bằng cách lập phương trình, hệ phương trình. 2. Kỹ năng: 3 Vận dụng kiến thức liên môn Toán – Lý - Hóa để giải toán bằng cách lập PT, HPT - Học sinh viết đúng công thức tính thể tích của chất lỏng khi biết khối lượng và khối lượng riêng của chất lỏng đó; vận dụng linh hoạt công thức: m = D.V để chuyển đổi thành các công thức khác để tìm đại lượng còn lại khi biết hai đại lượng kia. - Học sinh viết đúng công thức tính nhiệt lượng: Q = m.c.∆t ( J) và công thức tính nhiệt lượng của nước: Q= m.∆t (Kcal), (trong đó t  t 2  t1 , 1calo = 4,2J); vận dụng linh hoạt công thức tính nhiệt lượng của nước theo đơn vị là Kcal để lập thành phương trình cân bặng nhiệt trong quá trình giải toán. - Học sinh viết đúng công thức tính nồng độ phần trăm của dung dịch: C%  mct .100% và vận dụng thành thạo, linh hoạt công thức này trong giải mdd toán bằng cách lập phương trình. - Học sinh biết cách tính và tính thành thạo khối lượng của sắt khi biết tỷ lệ % của sắt có trong quặng; vận dụng linh hạt cách tính này trong giải toán. - Học sinh phát huy kĩ năng làm việc nhóm, kỹ năng hợp tác, kỹ năng thực hành ứng dụng và phát huy năng lực tự quản lý, năng lực tư duy sang tạo. 3. Thái độ: - Học sinh có ý thức liên hệ, vận dụng thực tế, biết diễn đạt ngôn ngữ Vật lý, ngôn ngữ Hóa học sang ngôn ngữ Toán học. II. PHƯƠNG PHÁP: - Dạy học nêu tình huống có vấn đề, vấn đáp gợi mở, giảng giải minh họa, tổ chức hoạt động nhóm, tổ chức các hoạt động luyện tập thực hành. III. CHUẨN BỊ: 1. Giáo viên: - Thước, bảng phụ, máy chiếu, phiếu học tập cho các nhóm, máy tính, … Một số đồ dùng để thực hiện tình huống ứng dụng thực tiễn. - Dụng cụ thực hành: bình đo, bình chứa, nhiệt kế, nước sôi, nước lạnh. 2. Học sinh: - Thước, giấy nháp, MTBT. - Ôn tập kĩ về công thức thể tích khi biết khối lượng và trọng lượng riêng của vật, công thức tính nhiệt lượng và phương trình cân bằng nhiệt. - Ôn tập kĩ về công thức tính nộng độ phần trăm của dung dịch, tính khối lượng của chất trong hỗn hợp. - Ôn tập kĩ các bước giải bài toán bằng cách lập phương trình, hệ phương trình. IV. TIẾN TRÌNH TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY VÀ HỌC 4 Vận dụng kiến thức liên môn Toán – Lý - Hóa để giải toán bằng cách lập PT, HPT 1. Kiểm tra sự chuẩn bị ở nhà của học sinh. 2. Bài mới: Hoạt động của Hoạt động của học sinh giáo viên Nội dung cần đạt A. HOẠT ĐỘNG KHỞI ĐỘNG - Gv tổ chức cho 2 học sinh thực Thực hiện thực hành “ Pha nước ngâm lúa giống hành trong vụ Đông – Xuân”. HS 1: Lấy 300ml Pha nước theo tỉ lệ Đặt vấn đề:Bằng kiến thức đã nước lạnh ( 200C) 2 sôi: 3 lạnh được học, nếu không dùng nhiệt kế để đổ vào bình chứa. nước ở nhiệt độ đo nhiệt độ của hỗn hợp nước khi HS 2: Lấy 200ml khoảng 500C. pha theo tỷ lệ 2 sôi : 3 lạnh ta có nước sôi ( 1000C) thể tính được nhiệt độ đó một đổ vào bình chứa cách chính xác. Điều này được nước lạnh, khuấy thể hiện cụ thể qua bài học hôm đều rồi đo nhiệt độ nay: “Giải bài toán bằng cách nước trong bình. lập phương trình – Dạng toán có nội dung Lý – Hóa” B. HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC MỚI 1. Dạng toán có nội dung Vật lý 5 Hình thành và phát triển năng lực - Năng lực hợp tác. - Năng lực thực hành. -Năng lực liên hệ thực tế Vận dụng kiến thức liên môn Toán – Lý - Hóa để giải toán bằng cách lập PT, HPT Bài 1: Pha 2 lít nước sôi ( 1000C) và 3 lít nước lạnh (200C) được nước có nhiệt độ là bao nhiêu độ C? - Đổi đơn vị của nước từ lít sang kg - Viết công thức tính nhiệt lượng tỏa ra theo đơn vị là Kcal? - Viết công thức tính nhiệt lượng thu vào theo đơn vị là Kcal? - Viết phương trình cân bằng nhiệt? Bài 2: Pha 3 lít nước nóng với 2 lít nước lạnh ở 200C để được nước có nhiệt độ 620C. Tính nhiệt độ của nước nóng? - Yêu cầu học sinh giải bài tập trên. Bài 3: Người ta hòa lẫn 4kg chất Đọc đầu bài và suy nghĩ cách Bài 1: làm. 1 lít nước = 1kg nước Gọi nhiệt độ của hỗn hợp nước là x (0C) , 20 < x < 100 Nhiệt lượng tỏa ra của nước là: Qtỏa= 2.(100 – x) (0C) 1 lít nước = 1kg Nhiệt lượng thu vào của nước là: nước Qthu= 3. ( x – 20) (0C) Qtỏa= m . ∆t Vì nhiệt lượng tỏa ra bằng nhiệt độ (Kcal) thu vào nên ta có phương trình: 2.(100 – x)= 3. ( x – 20) 200 – 2x= 3x – 60 Qthu= m . ∆t  260 = 5x (Kcal)  x = 52 Giá trị x = 52 thỏa mãn điều kiện của ẩn. Qtỏa= Qthu Vậy nhiệt độ của hỗn hợp nước là 520C Bài 2: - Hoạt động cá Gọi nhiệt độ của nước nóng là x ( 0 nhân C) , 20 100 tác. Thì khối lượng riêng của chất lỏng II là x – 200 (kg/m3) Năng 4 Thể tích của chất lỏng I là m 3  lực giải x quyết vấn và thể tích của chất lỏng II là đề. 3 m3 x  200   - HS trình bày Thể tích của 7  0,01 m 3 700   - HS nhận xét. Ta có phương trình: hỗn hợp là Năng lực tính toán -Năng lực liên Giải phương trình tìm được x = hệ thực tế 800; x = 100 Giá trị x = 100 không thỏa mãn điều kiện của ẩn. Năng Vậy khối lượng riêng của chất lỏng I là 800 kg/m3, của chất lỏng II là lực ngôn ngữ 600kg/m3 2. Dạng toán có nội dung Hóa học: Bài 4: Khi - Đọc đầu bài và suy nghĩ. Bài 4: m thêm 200g Gọi khối lượng axit và C %  ct .100% mdd axit vào dung khối lượng nước trong Năng dịch A được dung dịch A lần lượt lực giải mct C%  .100% dung dịch B là x (g) và y (g), ( quyết vấn mct  mn có nồng độ Dung Khối x>0, y>0) đề. Khối axit là 50%. dịch lượng lượng Nồng độ axit trong x Lại thêm Năng chất nước dung dịch A là x y 300g nước vào lực suy tan (g) (g) Nồng độ axit trong nghĩ sáng dung dịch B A x y dung dịch B là tạo. được dung B x+200 y 1 dịch C có C 50%  nên ta có: x+200 y+300 2 nồng độ axit là x  200 1 40%. Tính Năng  x  200  y 2 nộng độ axít lực tính  y = x + 200 (1) trong dung toán. Nồng độ axit trong dịch A? 4 3 + = 0,01 x x  200 7 Vận dụng kiến thức liên môn Toán – Lý - Hóa để giải toán bằng cách lập PT, HPT - Yêu cầu HS viết các công thức liên quan - Yêu cầu HS chỉ rõ khối lượng axit và khối lượng nước trong từng dung dịch - Yêu cầu HS biểu diễn nồng độ của từng dung dịch theo x, y. dung dd Nồng độ axit trong dung dịch x A C C là 2 nên ta có: 5 x  200 2  x  200  y  300 5 40%  x y B dịch x  200 x  200  y Năng lực ngôn ngữ 3x – 2y = 0 (2) Từ (1) và (2) ta có hệ phương trình: x  200 x  200  y  300  y  x  200  3 x  2 y  0 Giải hệ phương trình trên được x = 400, y = 600 ( thỏa mẵn điều kiện của ẩn) Vậy nồng độ axit trong dung dịch A là Bài 5: Có hai loại quặng chứa 75% sắt và 50% sắt. Tính khối lượng của mỗi loại quặng đem trộn để được 25 tấn quặng sắt HS lập được bảng quặng quặng chứa 66% sắt 75% 50% -Yêu cầu HS sắt sắt đọc đề bài và suy nghĩ cách K.l x y làm. - Yêu cần HS quặn g lập bảng K.l 75%.x 50%.y sắt 400  40% 400  600 quặng 66% sắt x+y 75%x + 50%y Từ bảng vừa lập, biểu thị khối lượng của sắt và quặng theo x và y. 8 Bài 5: Gọi khối lượng quặng chứa 75% sắt và 50% sắt lần lượt là x ( tấn) và y ( tấn); x,y >0. Ta có x + y = 25 ( tấn) (1) Khối lượng sắt trong hai lọai quặng lần lượt là 75%.x (tấn) và 50%.y (tấn) Ta có 75%x + 50% y = 66%.25 3x +2y = 66 (2) Từ (1) và (2) ta có hệ phương trình:  x  y  25  3 x  2 y  66 Năng lực giải quyết vấn đề. Năng lực suy nghĩ sáng tạo. -Năng lực liên hệ thực tế Năng lực tính toán. Giải hệ phương trình trên được x=16 , y = 9 ( thỏa mẵn điều kiện - Năng Vận dụng kiến thức liên môn Toán – Lý - Hóa để giải toán bằng cách lập PT, HPT của ẩn) Vậy cần 16 tấn quặng chứa 75% sắt và 9 tấn quặng chứa 50% sắt C. HOẠT ĐỘNG THỰC HÀNH Phiếu bài tập: Bài giải: Có 2 loại quặng sắt, loại I -Học sinh Gọi khối lượng quặng loại chứa 70% sắt, loại II chứa thảo luận I, loại II đem trộn lúc đầu 40% sắt. Người ta trộn một nhóm lần lượt là x (tấn) và y lượng quặng loại I với một (tấn), x, y>0 lượng quặng loại II thì được -Đại diện Khối lượng sắt trong mỗi hỗn hợp quặng chứa 60% sắt. nhóm trình loại quặng lần lượt là Nếu lấy tăng hơn lúc đầu 5 bày 70%.x ( tấn) và 40%.y tấn quặng loại I và lấy giảm (tấn). hơn lúc đầu 5 tấn quặng loại -Học sinh Hỗn hợp quặng lần 1 chứa II thì được hỗn hợp chứa nhận xét. 60% sắt nên ta có phương 65% sắt. Tính khối lượng trình: mỗi loại quặng đem trộn lúc 70%.x +40%.y =60%(x+y) đầu? x = 2y (1) Hỗn hợp quặng lần 2 chứa 65% sắt nên ta có phương trình: 70%.(x +5)+40%.(y-5) = =65%(x+y) x = 5y + 30 (2) Từ (1) và (2) ta có hệ phương trình:  x  2y   x  5 y  30 lực ngôn ngữ Năng lực hợp tác Năng lực giải quyết vấn đề. Năng lực suy nghĩ sáng tạo. Năng lực tính toán. -Năng lực liên hệ thực tế Năng Giải hệ phương trình trên lực ngôn được x=20 , y = 10 ( thỏa ngữ mẵn điều kiện của ẩn) Vậy khối lượng quặng đem trộn lúc đầu là 20 tấn quặng loại I và 10 tấn quặng loại II. D. HOẠT ĐỘNG ỨNG DỤNG Trở lại thí nghiệm ở đầu tiết Nhiệt độ của hỗn - Năng 9 Vận dụng kiến thức liên môn Toán – Lý - Hóa để giải toán bằng cách lập PT, HPT học, tại sao khi đo nhiệt độ Suy nghĩ, trả lời của hỗn hợp nước ta được nhiệt độ khoảng 500C, còn trong tính toán lại ra kết quả là 520C? hợp nước nhỏ hơn lực tư 520C là vì: quá duy sáng trình truyền nhiệt tạo đã truyền ra ra môi -Năng trường bên ngoài, lực liên truyền vào bản thân hệ thực tế vật chứa. E. HOẠT ĐỘNG BỔ SUNG Bài tập 1: Mỗi nhóm hãy giới Học sinh thảo - Năng lực thiệu hoặc tự đặt một đề bài giải luận nhóm giải quyết bài toán bằng cách lập phương Học sinh trình vấn đề. trình có liên quan đến nội dung bày lời giải - Năng lực Vật lý hoặc Hóa học để cùng trao Học sinh nhận tư duy sáng đổi và giải quyết. xét tạo. - Năng lực Bài tập 2: Hãy giúp bố mẹ ngâm hợp tác 10kg lúa giống vào xô nhựa từ 10 lít nước được pha theo tỉ lệ 2 sôi : 3 lạnh, đo nhiệt độ của nước sôi, nhiệt độ của nước lạnh, và nhiệt độ của hỗn hợp nước rồi dùng phương pháng giải bài toán bằng cách lập phương trình để kiểm chứng. Giáo viên dặn dò và giao nhiệm vụ về nhà cho học sinh - Về nhà làm bài tập 2 phần “ hoạt động bổ sung” - Sưu tầm một số dạng toán có nội dung Lý – Hóa trong các tài liệu tham khảo rồi giải chúng bằng cách lập phương trình hoặc hệ phương trình. - Chuẩn bị tết học sau: “ Giải bài toán bằng cách lập phương trình – dạng toán kinh tế” C- KIỂM TRA ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ HỌC TẬP 1. Tiêu chí đánh giá - Học sinh phải nắm chắc kiến thức sách giáo khoa - Học sinh phải hiểu và biết vận dụng sáng tạo các kiến thức đã học vào quá trình học và áp dụng vào thực tiễn. 10 Vận dụng kiến thức liên môn Toán – Lý - Hóa để giải toán bằng cách lập PT, HPT - Học sinh có khả năng liên hệ với các bộ môn khác mở rộng kiến thức bài học, nâng cao nhận thức và hiểu biết thông qua bài học đó, từ đó thêm say mê môn học. 2. Cách thức đánh giá: - Mức độ trung bình: Học sinh biêt cách làm bài và trả lời được các câu hỏi về kiến thức cơ bản thông qua việc kiểm tra bài cũ vào đầu giờ mỗi buổi học tiếp theo hoặc trong quá trình học bài mới. - Mức độ khá: Ngoài việc biết cách làm bài như trên, học sinh còn hiểu được các vấn đề liên môn và bộ môn. - Mức độ giỏi: Học sinh có được tư duy logic, tư duy sáng tạo, hiểu bài theo nhiều góc độ: theo góc độ Toán học, Vật lý hay Hóa học. Học sinh vận dụng được các kiến đã học vào thực tiễn cuộc sống. 3. Các sản phẩm của học sinh: - Học sinh sưu tầm hoặc tự đặt ra các bài Toán có nội dung Lý – Hóa rồi giải bài toán bằng cách lập phương trình. - Giúp bố mẹ pha nước ngâm lúa giống vụ Đông – Xuân được nhiệt độ trong khoảng 450C đến 500C 4. Kết quả học tập: - Mức độ trung bình: 100% hiểu bài. - Mức độ khá: 58,8% thích học và hứng thú với bài học. - Mức độ giỏi: 44,1% thích được nâng cao và mở rộng kiến thức. 11 Vận dụng kiến thức liên môn Toán – Lý - Hóa để giải toán bằng cách lập PT, HPT MỘT SỐ HÌNH ẢNH MINH HỌA 12 Vận dụng kiến thức liên môn Toán – Lý - Hóa để giải toán bằng cách lập PT, HPT 13 Vận dụng kiến thức liên môn Toán – Lý - Hóa để giải toán bằng cách lập PT, HPT 14 Vận dụng kiến thức liên môn Toán – Lý - Hóa để giải toán bằng cách lập PT, HPT 15 Vận dụng kiến thức liên môn Toán – Lý - Hóa để giải toán bằng cách lập PT, HPT 16 Vận dụng kiến thức liên môn Toán – Lý - Hóa để giải toán bằng cách lập PT, HPT Học sinh say sưa thảo luận 17