SKKN Vận dụng giáo dục STEM và tư liệu ở địa phương trong quá trình dạy học phần Hợp kim của sắt (hóa học 12), nhằm thúc đẩy hứng thú học tập cho học sinh, nâng cao hiệu quả dạy và học ở trường THPT Tĩnh Gia 3

MỤC LỤC
	Trang
I. Mở đầu	1
 I.1. Lí do chọn đề tài	1
 I.2. Mục đích nghiên cứu	1
 I.3. Đối tượng nghiên cứu	2
 I.4 .Phương pháp nghiên cứu	2
II. Nội dung sáng kiến kinh nghiệm	2
 II.1. Cơ sở lí luận 	2
 II.1.1. Khái niệm	2
 II.1.2. Ý nghĩa của việc vận dụng giáo dục STEM và tư liệu địa phương trong quá trình dạy học bộ môn hóa học	3
 II.1.2. Thực trạng việc vận dụng giáo dục STEM và tư liệu ở địa phương trong giảng dạy bộ môn hóa học ở trường THPT Tĩnh Gia 3	3
 II.3. Giải pháp sử dụng để giải quyết vấn đề 	4
 II.3.1. Những kỹ năng tích hợp trong giáo dục STEM	4
 II.3.2. Tư liệu về công ty Thép trên địa bàn khu kinh tế Nghi Sơn - huyện Tĩnh Gia – tỉnh Thanh Hóa.	5
II.3.3. Vận dụng giáo dục STEM và tư liệu ở địa phương trong dạyhọc	6
II.3.3.1. Khai thác, sử dụng tư liệu địa phương để dạy nội khóa lớp 12	6
II.3.3.2. Giáo dục STEM trong bài học nội khóa tại Công ty Thép Nghi Sơn	10
II.3.3.3. Giáo dục STEM trong hoạt động tham quan ngoại khóa	13
II.4. Hiệu quả của sáng kiến kinh nghiệm 	15
III. Kết luận, kiến nghị 	16
III.1. Kết luận	16
III.2. Kiến nghị	17
Tài liệu tham khảo	17
Danh mục các đề tài SKKN đã được hội đồng đánh giá xếp loại cấp Sở GD & ĐT 	18
I – MỞ ĐẦU
I.1. Lí do chọn đề tài
Tại hội nghị ASEM 2017 với chủ đề “Giáo dục sáng tạo và xây dựng nguồn nhân lực vì phát triển bền vững” Bộ trưởng Phùng Xuân Nhạ nhấn mạnh ”Đẩy mạnh tiếp cận liên ngành trong giáo dục và đào tạo nhằm phát triển con người toàn diện, tạo cơ hội học tập gắn với cuộc cánh mạng công nghiệp 4.0”.
Chương trình giáo dục phổ thông tổng thể nêu lên 5 phẩm chất chủ yếu cần hình thành, phát triển ở học sinh là: yêu nước, nhân ái, chăm chỉ, trung thực, trchs nhiệm hướng tới 10 năng lực cốt lõi : năng lực tự chủ và tự học, năng lực giao tiếp và hợp tác, năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo, năng lực ngôn ngữ, năng lực tính toán, năng lực tìm hiểu tự nhiên và xã hội, năng lực công nghệ, năng lực tin học, năng lực thẩm mỹ, năng lực thể chất [1].
Giáo dục STEM là một cách tiếp cận liên ngành trong quá trình học, trong đó các khái niệm học thuật mang tính nguyên tắc được lồng ghép với các bài học trong thế giới thực, ở đó học sinh áp dụng các kiến thức trong khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học vào các bối cảnh cụ thể, giúp kết nối giữa trường học, cộng đồng, nơi làm việc và các tổ chức toàn cầu để từ đó phát triển các năng lực trong lĩnh vực STEM và khả năng cạnh tranh trong nền kinh kế mới [2]. Với học sinh phổ thông, việc theo học các môn học STEM còn có ảnh hưởng tích cực tới khả năng lựa chọn nghề nghiệp tương lai. Khi được học nhiều dạng kiến thức trong một thể tích hợp, học sinh sẽ chủ động thích thú với việc học tập thay vì thái độ e ngại hoặc tránh né một lĩnh vực nào đó, từ đó sẽ khuyến khích các em có định hướng tốt hơn khi chọn chuyên ngành cho các bậc học cao hơn và sự chắc chắn cho cả sự nghiệp về sau.
Trong quá trình dạy học bộ môn hóa học hiện nay, việc tiếp cận, lồng ghép giáo dục STEM vào nội dung chương trình sẽ tạo tạo được sự hứng thú học tập, tinh thần hăng say nghiên cứu, tìm tòi của học sinh và bước đầu tạo hiệu ứng tích cực trong việc giáo dục định hướng STEM trong trường học. Trường THPT Tĩnh Gia 3 đóng trên địa bàn khu Kinh tế Nghi Sơn, ở đó có công ty cổ phần gang thép Nghi Sơn (VAS thép Nghi Sơn) là nguồn tư liệu, phương tiện trực quan có giá trị để dạy học phần “hợp kim của sắt” (hóa học 12) nhằm tạo cho các em niềm vui, sự hứng khởi trong học tập nhằm phát huy tinh thần yêu nước và lòng tự hào dân tộc, bảo vệ tài nguyên thiên nhiên, môi trường đồng thời có tính hướng nghiệp cho các em học tập và công tác ở quê hương. 
 Xuất phát từ thực tế giảng dạy và phạm vi một sáng kiến kinh nghiệm tôi lựa chọn đề tài “ Vận dụng giáo dục STEM và tư liệu ở địa phương trong quá trình dạy học phần Hợp kim của sắt (hóa học 12), nhằm thúc đẩy hứng thú học tập cho học sinh, nâng cao hiệu quả dạy và học ở trường THPT Tĩnh Gia 3”.
I.2. Mục đích nghiên cứu
Để nâng cao chất lượng bộ môn, phát huy tính tích cực, chủ động của học sinh, tiếp cận, đáp ứng chương trình giáo dục phổ thông mới, việc tăng cường sử dụng các phương tiện trực quan, hoạt động trải nghiệm có vai trò quan trọng. Vận dụng giáo dục STEM cùng với tư liệu địa phương ở địa bàn tỉnh Thanh Hóa trong quá trình dạy học sẽ thúc đẩy hứng thú trong học tập. Học sinh có thể vận dụng những kiến thức đã được học vào thực tiễn; vận dụng thực tiễn để tiếp nhận kiến thức, từ đó hình thành phát huy tiềm năng sáng tạo của bản thân.
I. 3. Đối tượng nghiên cứu
Trong quá trình dạy học ở chương trình hóa học 12, việc vận dụng giáo dục STEM và tư liệu ở địa phương Thanh Hóa sẽ tạo sự hứng thú trong học tập của học sinh, nâng cao hiệu quả dạy và học. Dưới sự hướng dẫn của giáo viên, học sinh được tham gia trực tiếp chủ động, tích cực trong các hoạt động. Tạo điều kiện để học sinh nhận thức năng lực và phát huy tiềm năng của bản thân, hình thành các phẩm chất và năng lực cốt lõi, tính cực hóa bản thân, bảo vệ tài nguyên thiên nhiên và định hướng nghề nghiệp cho học sinh lớp 12.
I. 4. Phương pháp nghiên cứu
Xây dựng cơ sở lý thuyết theo phương pháp diễn dịch, so sánh.
Phương pháp điều tra khảo sát thực tế thu thập thông tin về thực trạng dạy học bộ môn hóa học có vận dụng sử dụng giáo dục STEM và tư liệu địa phương ở trường trung học phổ thông Tĩnh Gia 3, từ đó thực hiện các giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả dạy học. Thảo luận dưới dạng seminar kiến thức đã tiếp nhận.
Phương pháp thống kê, sử lý số liệu để có những thông tin cần thiết đánh giá hiệu quả trước và sau khi thực hiện đề tài. Giao nhiệm vụ học tập cho học sinh và có kế hoạch thực hiện cụ thể.
II – NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
II.1. Cơ sở lí luận 
II.1.1. Khái niệm
	STEM là viết tắt của các từ Science (khoa học), Technology (công nghệ), Engineering (kỹ thuật) và Math (toán học). Giáo dục STEM về bản chất được hiểu là trang bị cho người học những kiến thức và kỹ năng cần thiết liên quan đến các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kỹ thuật  và toán học. Các kiến thức và kỹ năng này (gọi là kỹ năng STEM) phải được tích hợp, lồng ghép và bổ trợ cho nhau giúp học sinh không chỉ hiểu biết về nguyên lý mà còn có thể áp dụng để thực hành và tạo ra được những sản phẩm trong cuộc sống hằng ngày [3].
So sánh giáo dục truyền thống và giáo dục định hướng STEM :
Đặc trưng
Giáo dục truyền thống
Giáo dục STEM và sử dụng tư liệu thực tế
Mục đích chính
- Hình thành và phát triển hệ thống tri thức khoa học, năng lực nhận thức và hành động.
- Hình thành và phát triển phẩm chất, năng lực, tư tưởng, ý chí, tình cảm, kỹ năng sống.
Nội dung
- Kiến thức khoa học, nội dung thành các phần chương, bài, có mối liên hệ logic chặt chẽ.
- Kiến thức thực tiễn gắn bó với đời sống, địa phương, cộng đồng, đất nước thành các chủ điểm mang tính mở.
Hình thức tổ chức
- Có quy trình chặt chẽ, hạn chế về không gian, thời gian, quy mô và đối tượng tham gia. Người tổ chức hoạt động học tập thường là giáo viên.
- Đa dạng, linh hoạt, mở về không gian, thời gian, quy mô, đối tượng. Có nhiều lực lượng tham gia tổ chức các hoạt động với các mức độ khác nhau.
Tương tác, phương pháp
- Thầy chỉ đạo, hướng dẫn, trò hoạt động là chính.
- Đa chiều. Học sinh tự hoạt động, trải nghiệm là chính.
Kiểm tra, đánh giá
- Năng lực tư duy. Theo chuẩn chung. Thường đánh giá kết quả đạt được bằng điểm số.
- Kinh nghiệm, năng lực thực hiện. Theo những yêu cầu mang tính cá biệt, phân hóa. Thường đánh giá kết quả đạt được bằng nhận xét.
II.1.2. Ý nghĩa của việc vận dụng giáo dục STEM và tư liệu địa phương trong quá trình dạy học bộ môn hóa học
	 Hóa học lại là một ngành khoa học thực nghiệm, có vai trò quan trọng trong cuộc sống và cần thiết đối với các ngành khoa học công nghệ khác. Một số học sinh vẫn chưa nhận thức được bản chất và tầm quan trọng của hóa học trong cuộc sống. Đối với các em, hóa học là môn học trừu tượng. Trong xu thế toàn cầu hóa hiện nay, nền giáo dục đã được đầu tư nhiều hơn. Nâng cao chất lượng đào tạo là vấn đề được các nhà giáo dục quan tâm, nghiên cứu. Muốn nâng cao hiệu quả dạy học, Giáo viên cần nắm vững kiến thức, linh hoạt về phương pháp, đặc điểm tâm lý của học sinh nhằm kích thích hoạt động sáng tạo độc lập, phát huy được trí thông minh, khả năng học hỏi, mặt khác phải gây hứng thú học tập . Từ đó, các em có thể tự tìm hiểu những điều mới lạ về cuộc sống và thế giới xung quanh cho mình. Khi xây dựng được hứng thú học tập nơi học sinh thì mỗi kiến thức hóa học là một thế giới vui nhộn, bổ ích; mỗi tiết học là một trải nghiệm thoải mái. Giúp học sinh tiếp cận hình thức thảo luận seminar.
II.2. Thực trạng việc vận dụng giáo dục STEM và tư liệu ở địa phương trong giảng dạy bộ môn hóa học ở trường THPT Tĩnh Gia 3
	Các giáo viên đều nhận thức rõ tầm quan trọng của việc vận dụng giáo dục STEM và sử dụng tư liệu trong quá trình dạy học, đặc biệt là tư liệu ở địa phương, coi đó là phương tiện dạy học có hiệu quả cao và gần gũi với các em. Mặt khác, sẽ đáp ứng yêu cầu mới trong việc dạy học chương trình phổ thông mới. Tuy nhiên hầu như giáo viên chưa có nhiều kinh nghiệm trong việc vận dụng giáo dục STEM, tổ chức cho học sinh học tập ngoại khóa hoặc ít sử dụng tư liệu ở địa phương trong dạy học hóa học lớp 12. Bởi do nhiều yếu tố như việc tổ chức cho học sinh học tập gặp nhiều bất cập, mất thời gian, tốn kinh phí và công sức chuẩn bị, tâm lí học sinh và phụ huynh. Trong chương trình hiện hành tài liệu hướng dẫn cụ thể cho việc dạy học theo hình thức này chưa nhiều, chủ yếu là hoạt động ngoài giờ lên lớp, thực hiện mục tiêu chủ yếu là phát triển phẩm chất, so với mục tiêu chủ yếu của dạy học trên lớp là phát triển trí tuệ.
	Đối với học sinh thông ở trường THPT Tĩnh Gia 3, qua tìm hiểu tôi thấy việc vận dụng giáo dục STEM kết hợp với tư liệu ở địa phương với các em rất hiệu quả. Đa số các em rất hứng thú với những giờ học sử dụng phương tiện trực quan, các giờ học trải nghiệm thực tế, tham quan ngoại khóa, nhưng khi hỏi về việc tìm hiểu các tư liệu ở địa phương trên quê hương mình thì các em biết nhiều nhưng không có điều kiện được tham quan học tập.
Những năm qua, mặc dù kinh tế trong nước và thế giới còn có nhiều khó khăn nhưng Thanh Hóa vẫn nổi lên là địa phương có nhiều chuyển biến tích cực trong việc thu hút đầu tư; trong đó điểm nhấn là Khu kinh tế Nghi Sơn và các dự án đầu tư trọng điểm đã và đang đi vào hoạt động hiệu quả.
Vì vậy việc vận dung giáo dục STEM và sử dụng tư liệu ở địa phương cần được giáo viên bộ môn hóa học coi trọng, đặc biệt là các tư liệu về khu kinh tế Nghi Sơn có ý nghĩa đối với học sinh trường THPT trong tỉnh Thanh Hóa.
II.3. Giải pháp sử dụng để giải quyết vấn đề.
II.3.1. Những kỹ năng tích hợp trong giáo dục STEM
1. Kỹ năng khoa học:  Học sinh được trang bị những kiến thức về các khái niệm, các nguyên lý, các định luật và các cơ sở lý thuyết của giáo dục khoa học. Mục tiêu quan trọng nhất là thông qua giáo dục khoa học, học sinh có khả năng liên kết các kiến thức này để thực hành và có tư duy để sử dụng kiến thức vào thực tiễn để giải quyết các vấn đề trong thực tế.
 2. Kỹ năng công nghệ: Học sinh có khả năng sử dụng, quản lý, hiểu biết, và truy cập được công nghệ, từ những vật dụng đơn giản như cái bút, chiếc quạt đến những hệ thống phức tạp như mạng internet, máy móc.
 3. Kỹ năng kỹ thuật:  Học sinh được trang bị kỹ năng sản xuất ra đối tượng và hiểu được quy trình để làm ra nó. Vấn đề này đòi hỏi học sinh phải có khả năng phân tích, tổng hợp và kết hợp để biết cách làm thế nào để cân bằng các yếu tố liên quan (như khoa học, nghệ thuật, công nghệ, kỹ thuật) để có được một giải pháp tốt nhất trong thiết kế và xây dựng quy trình. Ngoài ra học sinh còn có khả năng nhìn nhận ra nhu cầu và phản ứng của xã hội trong những vấn đề liên quan đến kỹ thuật.
4. Kỹ năng toán học: Là khả năng nhìn nhận và nắm bắt được vai trò của toán học trong mọi khía cạnh tồn tại trên thế giới. Học sinh có kỹ năng toán học sẽ có khả năng thể hiện các ý tưởng một cách chính xác, có khả năng áp dụng các khái niệm và kĩ năng toán học vào cuộc sống hằng ngày.
Song song kỹ năng STEM, Giáo dục STEM cũng trang bị cho học sinh những kỹ năng phù hợp để phát triển trong thế kỷ 21. Bộ kỹ năng Thế kỷ 21 được tóm tắt gồm những kỹ năng chính:
 -    Tư duy phản biện và kỹ năng giải quyết vấn đề
-     Kỹ năng trao đổi và cộng tác
-     Tính sáng tạo và kỹ năng phát kiến
-     Văn hóa công nghệ và thông tin truyền thông
-     Kỹ năng làm việc theo dự án
-     Kỹ năng thuyết trình
 	Những học sinh theo học theo cách tiếp cận giáo dục STEM đều có những ưu thế nổi bật như: kiến thức khoa học, kỹ thuật, công nghệ và toán học chắc chắn, khả năng sáng tạo, tư duy logic, hiệu suất học tập và làm việc vượt trội và có cơ hội phát triển các kỹ năng mềm toàn diện hơn trong khi không hề gây cảm giác nặng nề, quá tải đối với học sinh.
Với học sinh phổ thông, việc theo học các môn học STEM còn có ảnh hưởng tích cực tới khả năng lựa chọn nghề nghiệp tương lai. Khi được học nhiều dạng kiến thức trong một thể tích hợp, học sinh sẽ chủ động thích thú với việc học tập thay vì thái độ e ngại hoặc tránh né một lĩnh vực nào đó, từ đó sẽ khuyến khích các em có định hướng tốt hơn khi chọn chuyên ngành cho các bậc học cao hơn và sự chắc chắn cho cả sự nghiệp về sau.
 Giáo dục STEM vận dụng phương pháp học tập chủ yếu dựa trên thực hành và các hoạt động trải nghiệm sáng tạo. Các phương pháp giáo dục tiến bộ, linh hoạt nhất như Học qua dự án – chủ đề, Học qua trò chơi và đặc biệt phương pháp Học qua hành luôn được áp dụng triệt để cho các môn học tích hợp STEM
[3].
II. 3.2. Tư liệu về công ty Thép trên địa bàn khu kinh tế Nghi Sơn - huyện Tĩnh Gia – tỉnh Thanh Hóa.
Ngày 02/01/2007, Công ty Cổ phần Gang Thép Nghi Sơn được thành lập với ngành nghề chính là sản xuất thép, hiện nay Công ty là Chủ đầu tư Khu liên hợp Gang thép Nghi Sơn với công suất 7,0 triệu tấn/năm và Dự án Cụm Cảng Tổng hợp quốc tế Gang thép Nghi Sơn gồm 9 bến cảng.
Hình 01. Cổng Công ty TNHH MTV Thép Vas Nghi Sơn.
Hình 02. Công ty TNHH MTV Thép Vas Nghi Sơn.
Hình 03. Công nhân Công ty TNHH MTV Thép Vas Nghi Sơn
Hình 04. Công ty TNHH MTV Thép Vas Nghi Sơn
	Trong giới hạn đề tài tôi chỉ sử dụng một số tư liệu ở công ty TNHH MTV Thép Vas Nghi Sơn để giảng dạy phần hợp kim của sắt (hóa học 12).
II.3.3 Vận dụng giáo dục STEM và tư liệu ở địa phương trong dạy học
II.3.3.1. Khai thác, sử dụng tư liệu địa phương để dạy nội khóa lớp 12
 Vị trí, mục tiêu, nội dung trong phần hợp kim của sắt (hóa học 12) có thể vận dụng được
Nội dung : Hợp kim của sắt.
 Cấu tạo và quy trình hoạt động của các lò cao ( Dẫn chứng công ty Thép Vas Nghi Sơn).
- Mục tiêu cần đạt:
+ Kiến thức: Cấu tạo và quy trình hoạt động của các lò sản xuất ra gang, thép. 
+ Tư tưởng: Bảo vệ tài nguyên thiên nhiên, bảo vệ môi trường.
 Ở 3 xã thuộc huyện Như Thanh là Xuân Thái, Thanh Tân, Thanh Kỳ tiếp giáp khu kinh tế Nghi Sơn có mỏ quặng sắt có trữ lượng khá lớn dọc ven hồ nước Yên Mỹ. Mỏ sắt này rộng hàng chục hecta kéo dài từ xã Xuân Thái, qua xã Thanh Tân xuống xã Thanh Kỳ.
+ Kỹ năng: Quan sát, đánh giá, nhận xét, phân tích.
* Để sử dụng tài liệu có hiệu quả trước hết phải nghiên cứu sách giáo khoa, sau đó giáo viên đến các địa điểm để sưu tầm tài liệu, phục vụ cho nội dung bài giảng. Đi tham quan toàn bộ các địa điểm để xác định : Tư liệu tranh ảnh phù hợp với nội dung bài giảng, có thể dùng trong Powerpoint để soạn bài dạy.
* Giáo viên tổ chức cho học sinh sưu tầm tư liệu liên quan đến nội bài học như: Công ty Thép Vas Nghi Sơn, mỏ quặng sắt ở Thanh Tân, Thanh Kỳ giáp xã Tân Trường,.. ở trên địa bàn các xã mà học sinh đang cư trú.
	Ví dụ: Khi dạy về quá trình luyện quặng thành gang trong lò cao học sinh tìm hiểu tư liệu về cấu tạo lò cao; tư liệu công ty Thép Vas Nghi Sơn.
 Lò cao là một thiết bị khổng lồ sản xuất gang từ quặng sắt. Để thu được gang từ quặng, phải sử dụng chất hoàn nguyên sắt, đồng thời phải cung cấp nhiệt lượng để tạo điều kiện cho phản ứng hoàn nguyên biến liệu lò thành dạng lỏng, tách xỉ gang. Khí than trong lò cao lưu động ngược hướng với liệu lò, liệu lò trong thời gian đó trải qua biến đổi hình thái từ dạng rắn đến thể biến mền rồi đến thể lỏng. Than cốc (C) vừa là chất tạo ra môi trường hoàn nguyên, vừa là chất cấp nhiệt đồng thời có tác dụng làm cốt, tạo đường thông cho khí than trong lò đi lên. Trong quặng ngoài khoáng vật có ích Fe2O3 ; Fe3O4 ra còn có đá vôi CaO, MgO; Al2O3 không thể hoàn nguyên và SiO2 ; MgO hoàn nguyên một ít ở điều kiện của lò cao, để làm cho các đá vỉa đó nóng chảy thành xỉ lò có điều kiện lưu động tự do, từ đó có thể tách khỏi gang, còn phải cho thêm một lượng chất trợ dung nhất định. Ngoài ra để giảm tỷ lệ cốc có thể phun một số nhiên liệu vào mắt gió như dầu nặng, khí than hoặc khí thiên nhiên để thay thế một phần than cốc. Nguyên liệu dùng cho sản xuất lò cao chủ yếu có: Quặng sắt (quặng giàu thiên nhiên hoặc quặng giàu nhân tạo), than cốc, chất trợ dung và có thể phun nhiên liệu phụ. Các nguyên liệu đó (trừ chất phun) đều theo một tỷ lệ nhất định từ đỉnh lò nạp vào trong lò. Từ mắt gió phần dưới quạt gió nóng vào, than cốc cháy trước mắt gió sinh ra khí than, khí than trong quá trình đi lên hoàn thành nhiệm vụ hoàn nguyên và gia nhiệt liệu lò.
Cấu tạo của lò cao bao gồm:
- Cổ lò: có dạng hình trụ, được xây bằng gạch samốt. Ở đây xảy ra các quá trình bốc hơi nước của liệu đưa vào.
- Thân lò: thân lò được thiết kế sao cho phù hợp với quá trình giãn nở nhiệt của liệu, độ nghiêng cũng như góc nghiêng của thân lò được tính toán phụ thuộc và chất lượng của quặng và cốc. Ở đây xảy các phản ứng hoàn nguyên gián tiếp bằng khí và một ít phản ứng hoàn nguyên trực tiếp bằng C.
- Bụng lò: có đường kính lớn nhất. Tại bụng lò bắt đầu có sự biến mền của liệu đưa vào. Ở đây phần lớn xảy ra các phản ứng hoàn nguyên trực tiếp.
- Hông lò thu nhỏ có góc nghiêng phù hợp với liệu ở giai đoạn nóng chảy.
- Nồi lò: là nơi xảy ra vùng cháy, tạo gang, tạo xỉ. Thể tích của nồi lò được thu nhỏ hơn so với các phần trên.
Quá trình hoá lý xảy ra trong lò cao rất phức tạp. Chúng ta có thể tóm tắt bằng các phản ứng cụ thể sau đây: 
 H2O(lỏng) H2O(hơi) ; H2O hydrat H2O(hơi)
 FeCO3 FeO + CO2;
 MnCO3 MnO + CO2
 CaCO3 CaO + CO2
Hoàn nguyên gián tiếp
Fe2O3 + CO(H2) Fe3O4 + CO2(H2O)
Fe3O4 + CO(H2) FeO + CO2(H2O)
Mn2O3 + CO(H2) Mn3O4 + CO2(H2O)
Mn3O4 + CO(H2) MnO + CO2(H2O)
Hoàn nguyên trực tiếp
FeO + C Fe + CO
MnO + C Mn + CO
Phản ứng cháy
C + O2 CO2 ; C + O2 CO
C + H2O CO + H2
Trong xỉ
FeO + C Fe + CO
MnO + C Mn + CO
SiO2 + C Si + CO
C + FeS + CaO Fe + CaS + CO
Trong gang
Fe + C Fe3C
Mn + C Mn3C
Trắc đồ lò cao
​ Hình 05. Sơ đồ: Quy trình sản xuất thép khép kín từ thượng nguồn
Quá trình cháy ở mắt gió là nguyên nhân và động lực của tất cả các quá trình khác trong lò cao. Vùng cháy chiếm 35% thể tích của lò cao, chiếm 20% - 30% tiết diện ngang của nồi lò. Vùng cháy rộng thì liệu dễ tụt xuống và vùng cháy sinh nhiệt cấp cho quá trình nóng chảy, biến mềm, tạo gang, tạo xỉ...
Trong vùng cháy xảy ra các phản ứng sau:
2C + O2 2CO 
2CO + O2 2CO2
C + O2 CO2
C + CO2 2CO
Thành phần của vùng cháy:
- O2 càng vào trong càng giảm xuống đến hết
- CO2 càng vào trong càng tăng đến cực đại sau đó giảm
- CO càng vào trong càng tăng
- N2 về tương đối có giảm ít (do tăng các phản ứng cháy nên tăng thể tích)
Quá trình cháy ở mắt gió đóng vai trò quan trọng trong lò cao. Chúng ta cần nghiên cứu đến các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình cháy để đưa ra quy trình điều khiển thích hợp. 
Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình cháy ở mắt gió
- Áp suất của gió nóng: áp suất gió nóng càng lớn thì động năng gió thổi vào lò càng lớn nên vùng cháy sẽ được đưa sâu vào trong. Nhưng khi áp suất lớn thì trở lực càng lớn nên có sự chênh lệch áp suất trong lò lớn nhất là giữa đỉnh lò và đáy lò có thể gây treo liệu. Do vậy cần phải điều chỉnh sao cho hợp lý áp suất gió nóng vào lò cao.
- Nhiệt độ gió nóng: nhiệt độ gió càng nóng thì phản ứng cháy càng xảy ra mãnh liệt. Khi nhiệt độ gió càng nóng thì thể tích gió càng lớn và áp suất cao nên sẽ mở rộng vùng cháy vào phía bên trong.
- Nh