Giáo án NLS chuyên đề Sinh học 10 Bài 12: Dự án Điều tra công nghệ ứng dụng vi sinh vật trong xử lí ô nhiễm môi trường tại địa phương

BÀI 12: DỰ ÁN: ĐIỀU TRA CÔNG NGHỆ ỨNG DỤNG VI SINH VẬT TRONG XỬ LÍ Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG TẠI ĐỊA PHƯƠNG 

I. MỤC TIÊU

1. Về kiến thức

Sau bài học này, HS sẽ:

• Thực hiện được dự án: Điều tra công nghệ ứng dụng vi sinh vật trong xử lí ô nhiễm môi trường tại địa phương (xử lí nước thải, rác thải,..)

2. Năng lực

• Năng lực chung: 
• Tự chủ và tự học: thông qua các hoạt động tự đọc sách, tóm tắt nội dung, tự trả lời câu hỏi và đặt ra các câu hỏi tìm hiểu kiến thức của bài.
• Năng lực giao tiếp và hợp tác: thông qua thảo luận nhóm, rèn kĩ năng lắng nghe, chia sẻ, điều hành nhóm.
• Tích hợp kiến thức của các môn học, kết nối kiến thức mới với kiến thức đã học và vận dụng những gì đã học vào giải quyết các vấn đề của đời sống
• Năng lực riêng: 
• Nhận thức sinh học: Thực hiện được dự án: Điều tra công nghệ ứng dụng vi sinh vật xử lý ô nhiễm môi trường tại địa phương (xử lý rác thải, nước thải,...).
• Vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học: đề xuất được một số công nghệ ứng dụng vi sinh vật trong xử lí môi trường 

Năng lực số: 

• [1.1.NC1b]: Duyệt, tìm kiếm và lọc dữ liệu, thông tin và nội dung số - HS áp dụng kỹ thuật tìm kiếm nâng cao (sử dụng từ khóa chính xác, toán tử filetype) để tra cứu các báo cáo môi trường địa phương hoặc các bài báo khoa học về vi sinh vật xử lí rác thải trong khâu thu thập thông tin. 
• [2.1.NC1a]: Tương tác thông qua công nghệ số - HS sử dụng thiết bị điện thoại thông minh để truy cập và tương tác trực tiếp trên nền tảng Quizizz/Kahoot nhằm hoàn thành bài tập trắc nghiệm củng cố kiến thức ở phần Luyện tập. 
• [2.4.NC1a]: Hợp tác thông qua công nghệ số - HS chủ động đề xuất sử dụng công cụ số (Google Sheets hoặc Trello) tạo không gian làm việc chung để các thành viên hợp tác lập kế hoạch phân công nhiệm vụ và theo dõi tiến độ dự án. 
• [3.2.NC1a]: Tích hợp và tạo lập lại nội dung số - HS làm việc với các khối dữ liệu văn bản, số liệu và hình ảnh điều tra thực tế, tiến hành sửa đổi, tinh chỉnh và tích hợp chúng trên phần mềm Canva để tạo ra Tập san/Slide báo cáo dự án độc đáo trong khâu báo cáo.
• [5.3.NC1b]: Sử dụng sáng tạo công nghệ số - HS áp dụng xử lý nhận thức tập thể bằng cách cùng nhau trao đổi, động não và lựa chọn chủ đề điều tra, hình thức báo cáo trên không gian bảng ảo Padlet.

Năng lực AI: 

• [10.A2.MR1]: Rủi ro đối với con người và dự án AI - HS nêu được biện pháp hạn chế rủi ro đối với con người và xã hội nếu một dự án sáng tạo AI thiết kế ra vi sinh vật chuyển gene siêu phân hủy rác nhưng có nguy cơ rò rỉ mầm bệnh mới ra môi trường (cần có quy trình kiểm định sinh học khắt khe và cô lập trong phòng thí nghiệm).
• [10.B3.1]: Đạo đức trong vận hành và sáng tạo AI - HS trình bày được ví dụ minh họa về vấn đề đạo đức: Khi sử dụng AI để đánh giá mức độ ô nhiễm của một địa phương, nếu dữ liệu thu thập bị thiên vị (bỏ qua các khu ổ chuột) hoặc thiếu minh bạch do sự can thiệp của doanh nghiệp xả thải, sẽ dẫn đến kết quả sai lệch, vi phạm đạo đức môi trường.
• [10.D2.1]: Hệ thống AI - HS mô tả được các thành phần cơ bản của một hệ thống AI (Computer Vision) ứng dụng để tự động nhận diện và đếm số lượng vi sinh vật xử lí nước thải dưới kính hiển vi (Input hình ảnh -> Mô hình thuật toán nhận diện -> Đầu ra kết quả mật độ VSV -> Phản hồi đánh giá).

3. Phẩm chất

• Thấy được vai trò quan trọng của vi sinh vật trong vấn đề xử lý ô nhiễm môi trường, từ đó có thêm động lực để tìm hiểu về công nghệ ứng dụng vi sinh vật trong lĩnh vực này cũng như có ý thức vận dụng những kiến thức và kĩ năng đã học được vào trong đời sống hằng ngày.
• Có hành động thiết thực như làm gương và tuyên truyền bảo vệ môi trường, bảo vệ sự đa dạng sinh học, hướng tới sự phát triển bền vững

II. THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU

1. Đối với giáo viên

• SGK, Sách chuyên đề học tập Sinh học 10, SGV, KHBD.
• Hình ảnh, tranh ảnh liên quan đến nội dung bài học 
• Máy tính, máy chiếu (nếu có).
• Máy tính cá nhân/Laptop, màn hình máy chiếu/Tivi tương tác, kết nối Internet tốc độ cao. Các phần mềm ứng dụng: Quizizz/Kahoot (tạo câu hỏi trắc nghiệm), website kenhhoctap.edu.vn, nền tảng AI (ChatGPT/Gemini), ứng dụng Google Sheets/ Padlet, Canva.
• Video AI tạo bằng công cụ AI được dùng để khởi động bài học.

2. Đối với học sinh

• Sách chuyên đề học tập Sinh học 10.
• Điện thoại thông minh (Smartphone) hoặc máy tính bảng có kết nối Internet, cài sẵn trình duyệt web.
• Giấy A4, bảng vẽ, bút lông 

III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC

1. HOẠT ĐỘNG KHỞI ĐỘNG

a. Mục tiêu: Tạo tâm thế hứng thú cho học sinh và từng bước làm quen bài học.

b. Nội dung: GV trình bày vấn đề, dẫn dắt vào nội dung dự án 

c. Sản phẩm học tập: HS xác định được vấn đề cần tìm hiểu trong dự án học tập 

d. Tổ chức thực hiện: 

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV đặt vấn đề : Tại địa phương em, công nghệ ứng dụng vi sinh vật trong xử lí ô nhiễm môi trường được tiến hành như thế nào?

- GV tiếp tục yêu cầu HS xem video AI được thiết kế để phục vụ bài dạy và trả lời câu hỏi xuất hiện trong video đó.

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS tiếp nhận nhiệm vụ, suy nghĩ trả lời câu hỏi mở đầu 

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- GV gọi 2 – 3 HS đưa ra câu trả lời về ứng dụng vi sinh vật trong xử lí ô nhiễm môi trường tại địa phương 

Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập

- GV dẫn dắt vào bài học: Bài 12. Dự án : Điều tra công nghệ ứng dụng vi sinh vật trong xử lí ô nhiễm môi trường tại địa phương 

[2.1.NC1a]: HS quan sát, lắng nghe thiết bị hiển thị và thực hiện tương tác với nội dung số (Video AI) để nhận biết tình huống khởi động bài học. 

2. HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC

I. Lập kế hoạch 

Hoạt động 1: Xác định mục tiêu, lựa chọn chủ đề của dự án   

a. Mục tiêu: Thông qua hoạt động:

- HS xác định được mục tiêu, nhiệm vụ, sản phẩm dự kiến 

- HS lựa chọn được chủ đề cụ thể sẽ tìm hiểu 

b. Nội dung: 

- GV chia nhóm, hướng dẫn HS xác định mục tiêu, lựa chọn chủ đề 

c. Sản phẩm học tập: HS xác định được mục tiêu, chủ đề sẽ tìm hiểu 

d. Tổ chức hoạt động:

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập 

- GV yêu cầu HS nghiên cứu nôi dung trong SCĐ, cho biết mục tiêu, nhiệm vụ và sản phẩm dự kiến của dự án 

- GV chia HS thành 6 nhóm, mỗi nhóm sẽ lựa chọn một trong các chủ đề sau bằng hình thức bốc thăm (2 nhóm làm cùng 1 chủ đề) 

+ Chủ đề 1: Tìm hiểu ô nhiễm nguồn nước thải 

+ Chủ đề 2: Tìm hiểu ô nhiễm rác thải 

+ Chủ đề 3: Tìm hiểu ô nhiễm không khí 

- HS dự kiến hình thức trình bày sản phẩm: tranh ảnh mô tả loại ô nhiễm, bài báo cáo các số liệu thu thập được hay slide thuyết trình,… 

- Các nhóm dự kiến địa điểm thực hiện dự án; các phương tiện, công cụ hỗ trợ; phân chia thời gian cho các công việc cần làm;… 

- Phân công công việc cho các thành viên trong nhóm.

- Để chia sẻ các ý tưởng triển khai ban đầu, GV mở một bảng ảo Padlet. HS áp dụng xử lý nhận thức tập thể: Cùng dùng điện thoại gõ trực tiếp các ý tưởng về địa điểm khảo sát (ví dụ: bãi rác xã, khu công nghiệp) và hình thức báo cáo lên Padlet để thống nhất trong nhóm.

- Sau đó, Nhóm trưởng đề xuất công cụ số cho quá trình hợp tác: Lập một file Google Sheets để làm Bảng kế hoạch phân công và chia sẻ quyền để các thành viên tự điền nhiệm vụ của mình vào hệ thống.

- GV giao nhiệm vụ cho HS thực hiện : "Một ứng dụng AI được chính quyền địa phương sử dụng để chấm điểm mức độ ô nhiễm các khu vực dựa trên báo cáo của người dân. Hãy trình bày một ví dụ minh họa vấn đề đạo đức có thể phát sinh trong quá trình vận hành AI này?"

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS thảo luận, trao đổi xác định mục tiêu, nhiệm vụ, sản phẩm dự kiến và lựa chọn chủ đề theo sự hướng dẫn của GV.

- HS phân công nhiệm vụ cho từng cá nhân trong nhóm.

- HS thao tác chọn chủ đề, tương tác trên Padlet.

- Nhóm trưởng điều hành điền thông tin kế hoạch trên Google Sheets.

- Thảo luận về vấn đề đạo đức công nghệ AI.

- GV hướng dẫn, hỗ trợ HS (nếu cần thiết). 

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- GV mời đại diện HS trả lời câu hỏi.

- Đại diện HS trình chiếu Bảng phân công trên Google Sheets.

- Báo cáo AI: Vấn đề đạo đức là "sự thiếu minh bạch và thiên vị dữ liệu". Nếu nhà máy xả thải dùng kĩ thuật đánh lừa AI hoặc cố tình xóa các báo cáo ô nhiễm của khu dân cư nghèo, AI sẽ cho ra kết quả sai lệch, vi phạm công bằng môi trường.

- GV mời HS khác nhận xét, bổ sung. 

Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập

GV đánh giá, nhận xét, chuẩn kiến thức, chuyển sang nội dung mới.

[5.3.NC1b]: HS áp dụng xử lý nhận thức tập thể trên bảng ảo Padlet để chia sẻ, cấu trúc hóa ý tưởng và chốt định hướng nghiên cứu của nhóm một cách đồng bộ.

[2.4.NC1a]: Nhóm trưởng chủ động thiết lập không gian làm việc số (Google Sheets) để các thành viên hợp tác trực tuyến, phân chia công việc minh bạch.

[10.B3.1]: HS trình bày được ví dụ minh họa sâu sắc về các vấn đề đạo đức (thiếu minh bạch, thiên vị dữ liệu) khi ứng dụng AI vào quản lí môi trường và đánh giá sinh thái.

Hoạt động 2: Thực hiện dự án 

a. Mục tiêu: Thông qua hoạt động:

- HS tìm hiểu thông tin về ô nhiễm môi trường tại địa phương 

- Sử dụng được ngôn ngữ, hình vẽ, biểu đồ bảng để báo cáo kết quả dự án 

b. Nội dung: 

- HS tiến hành thực hiện dự án theo hướng dẫn trong SCĐ – tr74

c. Sản phẩm học tập: Kết quả thực hiện dự án tìm hiểu về ứng dụng vi sinh vật trong xử lí ô nhiễm môi trường tại địa phương   

d. Tổ chức hoạt động:

…………………………………………..

…………………………………………..

…………………………………………..

Hoạt động 3: Báo cáo dự án   

a. Mục tiêu: Thông qua hoạt động:

- Trình bày kết quả tìm hiểu về ứng dụng vi sinh vật trong xử lí ô nhiễm môi trường tại địa phương 

- Đề xuất được ý kiến khuyến nghị về các kết quả đạt được của việc ứng dụng công nghệ enzyme 

b. Nội dung: 

- HS tiến hành thực hiện báo cáo dự án theo hướng dẫn của GV 

c. Sản phẩm học tập: Bài báo cáo về dự án của các nhóm   

d. Tổ chức hoạt động:

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV yêu cầu HS tổng hợp tất cả các kết quả đã phân tích thành sản phẩm cuối cùng (bài thuyết trình, tập san, tranh ảnh, vật mẫu, mô hình,… ) trình bày trước lớp.

- Để làm nổi bật hiện trạng ô nhiễm địa phương, HS hãy làm việc với các mục nội dung, sửa đổi, tinh chỉnh và tích hợp chúng: Sử dụng phần mềm Canva để chuyển hóa văn bản báo cáo khô khan, kết hợp với biểu đồ và hình ảnh tự chụp thực địa để thiết kế thành một Slide thuyết trình / Tập san kĩ thuật số đẹp mắt, ấn tượng.

- GV đặt tình huống cho HS thảo luận: "Giả sử nhóm thiết kế một thuật toán AI sáng tạo ra chủng vi sinh vật biến đổi gene mới để ăn rác nhựa nhanh gấp trăm lần. Hãy nêu một số biện pháp hạn chế các rủi ro đối với con người và xã hội thông qua dự án AI này?"

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- Các nhóm HS thực hiện báo cáo kết quả dự án.

- HS thiết kế Slide/Tập san điện tử trên máy tính.

- HS chuẩn bị kịch bản thuyết trình và biện pháp phòng ngừa rủi ro AI. 

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- GV mời đại diện HS các nhóm lên báo cáo kết quả thực hiện dự án. 

- Báo cáo AI: Rủi ro là vi sinh vật mới có thể sinh ra độc tố hoặc phát triển không kiểm soát tiêu diệt các sinh vật khác. Biện pháp hạn chế: Phải có quy trình thử nghiệm sinh học nghiêm ngặt trong phòng thí nghiệm khép kín (BSL); thiết kế "công tắc an toàn" (kill switch) trong bộ gene để tiêu diệt chúng nếu cần; tuân thủ quy định đạo đức toàn cầu.

Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập

- GV nhận xét, đánh giá quá trình thực hiện nhiệm vụ của HS, chuyển sang nội dung tiếp theo 

[3.2.NC1a]: Bằng việc sử dụng phần mềm đồ họa (Canva), HS đã làm việc với dữ liệu thô, tiến hành sửa đổi, tinh chỉnh và tích hợp hình ảnh để xuất bản một Tập san/Slide kĩ thuật số sinh động, chuyên nghiệp.

[10.A2.MR1]: HS nêu được các biện pháp pháp lí, khoa học cụ thể (như công tắc an toàn, thử nghiệm khép kín) để hạn chế rủi ro cho nhân loại trước sự phát triển của các dự án sáng tạo AI can thiệp vào bộ gene vi sinh vật.

3. HOẠT ĐỘNG LUYỆN TẬP 

a. Mục tiêu: HS đánh giá và tổng kết dự án: Điều tra công nghệ ứng dụng vi sinh vật trong xử lí ô nhiễm môi trường tại địa phương 

b. Nội dung: HS hoàn thành các câu hỏi trắc nghiệm củng cố bài tập và tiến hành đánh giá dự án thông qua đánh giá thành viên và đánh giá nhóm

c. Sản phẩm học tập: 

- Câu trả lời trắc nghiệm của HS. 

- Kết quả đánh giá dự án của các nhóm 

…………………………………………..

…………………………………………..

…………………………………………..

4. HOẠT ĐỘNG VẬN DỤNG

a. Mục tiêu: HS biết vận dụng kiến thức đã học để trả lời câu hỏi

b. Nội dung: GV yêu cầu HS về nhà làm 1 bài thu hoạch sau dự án 

c. Sản phẩm học tập: Bài thu hoạch sau dự án của HS 

d. Tổ chức thực hiện

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV giao nhiệm vụ cho HS: làm một bài thu hoạch sau dự án 

Câu hỏi gợi ý

+ Những điều gì em chưa làm được và đã làm được sau dự án?

+ Em tâm đắc nhất nội dung nào của dự án nhóm em và nhóm bạn? Hãy trình bày quan điểm cá nhân về lợi ích và sự ảnh hưởng của dự án đó đến con người và xã hội.

+ Sau dự án, em đã thu nhận được cho bản thân mình những điều gì về phẩm chất và năng lực?

+ Em cần thay đổi gì khi tham gia những dự án tiếp theo?

- Để bài thu hoạch mang đậm dấu ấn cá nhân, HS hãy làm việc với các mục nội dung, sửa đổi, tinh chỉnh và tích hợp chúng: Sử dụng phần mềm Canva (hoặc Word/PowerPoint) để sắp xếp các câu trả lời, chắt lọc (tinh chỉnh) những suy nghĩ cốt lõi nhất, kết hợp với các hình ảnh kỉ niệm khi làm dự án cùng nhóm để tạo thành một Bản thu hoạch kĩ thuật số (dạng nhật kí/infographic) độc đáo nộp cho GV thay vì viết tay vào giấy kẻ ngang.

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS tiếp nhận, tự suy ngẫm và thực hiện viết bài thu hoạch tại nhà.

- HS thao tác trên phần mềm đồ họa/soạn thảo để tạo ấn phẩm số hóa. 

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- Tiết học sau, HS nộp file thiết kế (Ảnh/PDF) cho GV. Một số HS chia sẻ góc nhìn cá nhân và sự thay đổi trong nhận thức bảo vệ môi trường trước lớp.

Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập

- GV nhận xét sự trưởng thành về kĩ năng nghiên cứu, ý thức trách nhiệm công dân và khả năng thiết kế báo cáo số của HS. Chuẩn kiến thức và kết thúc chuyên đề.

- GV nhận xét, đánh giá, chuẩn kiến thức. 

[ 3.2.NC1a]: Bằng việc sử dụng phần mềm đồ họa hoặc soạn thảo văn bản, HS đã làm việc với các ý nghĩ phản tỉnh của bản thân, tiến hành sửa đổi, tinh chỉnh câu chữ và tích hợp hình ảnh cá nhân để tạo ra một Bài thu hoạch kĩ thuật số mới mẻ, mang đậm bản sắc riêng.

* HƯỚNG DẪN VỀ NHÀ:

- HS ôn lại kiến thức đã học chủ đề 3 

- Hoàn thành phần bài báo cáo sau dự án