Luận văn Tích hợp các kiến thức về Sản xuất điện năng khi dạy một số bài học Vật lí (Chương trình và Sách Giáo khoa cơ bản) góp phần nâng cao chất lượng Giáo dục kỹ thuật tổng hợp - Hướng nghiệp cho học sinh THPT

i. - Sử dụng mô hình cấu tạo của máy phát điện xoay chiều để cho học sinh nắm được cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của nó. Ứng dụng phần mềm mô tả sự biến thiên lệch pha 2 3  của hệ thống dòng ba pha. - Sau khi học xong cấu tạo của máy phát điện xoay chiều, học sinh được tìm hiểu các cách làm quay rôto trong thực tế (Nhà máy thuỷ điện: dùng sức nước quay rôto; Nhà máy nhiệt điện, nhà máy điện nguyên tử: dùng nhiệt toả ra tạo áp suất lớn để quay rôto). Sự liên hệ này giúp học mở mang kiến thức thực tế, kích thích tính tìm tòi khám phá, ham học hỏi của học sinh. - Học sinh được tìm hiểu và thấy được quá trình sản xuất điện năng gây ô nhiễm môi trường như thế nào, từ đó giúp học sinh có thái độ đúng đắn trước vấn đề này. - Học sinh được biết đến nguồn năng lượng sạch đang được dần thay thế nguồn năng lượng hoá thạch vì mục đích bảo vệ môi trường, đó là năng lượng mặt trời và sự phát triển của ngành điện mặt trời hiện nay. - Học sinh được giới thiệu những ngành nghề về điện, điều này giúp học sinh có định hướng nghề trong tương lai của mình. 3.7. Kết quả và sử lí kết quả thực nghiệm sƣ phạm. a) Yêu cầu chung về việc xử lý kết quả TNSP: Việc xử lý, phân tích kết quả TNSP gồm các bước: - Lập bảng thống kê kết quả kiểm tra các bài TNSP; tính điểm trung bình cộng của lớp thực nghiệm ( X ) và lớp đối chứng ( Y ). - Lập bảng phân phối tần suất; vẽ đường biểu diễn sự phân phối tần suất của nhóm TN và nhóm ĐC qua mỗi lần kiểm tra để so kết quả. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 86 - Tính toán các tham số thống kê theo các công thức sau: + Điểm trung bình cộng: là tham số đặc trưng cho sự tập trung của số liệu. Lớp TN: i in X X n   ; Lớp ĐC: i inY Y n   + Phương sai S2 và độ lệch tiêu chuẩn  : Là tham số đo mức độ phân tán của các số liệu quanh giá trị trung bình cộng.  Phương sai: Nhóm TN: 2 2 ( )i i TN n X X S n    ; Nhóm ĐC: 22 ( )i i DC n Y Y S n     Độ lệch chuẩn: Nhóm TN: 2 TN TNS  ; Nhóm ĐC: 2 DC DCS  + Hệ số biến thiên V chỉ mức độ phân tán: Nhóm TN: 100%TNTNV X   ; Nhóm ĐC: 100%DCDCV Y   + Hệ số student: là hệ số kiểm tra sự tồn tại của hệ số tương quan. 2 2 ( ) tt TN DC X Y n t      Trong đó: Xi: là các giá trị điểm của nhóm TN Yi: là các giá trị điểm của nhóm ĐC n: là số HS được kiểm tra ni: là số HS đạt điểm kiểm tra Xi Yi Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 87 b) Kết quả TNSP * Kết quả bài kiểm tra số 1. Bảng 3.4: Kết quả bài kiểm tra số 1 Nhóm Trƣờng THPT Sĩ số Điểm 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 TN 10A5- Đồng Hỷ 40 0 2 2 3 10 11 5 4 2 1 10B - Trại Cau 42 0 2 3 5 13 10 5 3 1 0 10C4 - Lê Hồng Phong 40 0 1 3 3 11 12 4 4 1 1 ĐC 10A6 - Đồng Hỷ 40 1 2 4 5 9 11 4 3 1 0 10C - Trại Cau 42 2 2 5 5 13 10 4 1 0 0 10C5 - Lê Hồng Phong 40 0 2 4 5 13 8 4 3 1 0 Bảng 3.5: Xếp loại bài kiểm tra số 1 Nhóm Số HS Kém Yếu TB Khá Giỏi 1  2 3  4 5  6 7  8 9  10 Thực nghiệm 122 5 19 67 25 6 % 4,1 15,57 54,92 20,49 4,92 Đối chứng 122 9 28 64 19 2 % 7,38 22,95 52,46 15,57 1,64 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 88 Bảng 3.6: Phân phối tần suất kết quả bài kiểm tra số 1. Điểm Nhóm thực nghiệm Nhóm đối chứng Xi (Yi) ni W(%) 2( )i in X X ni W(%) 2( )i in Y Y 0 0 0,0 0,0 0 0,0 0,0 1 0 0,0 0,0 2 1,64 31,2 2 3 2,46 41,51 7 5,74 60,91 3 10 8,2 73,98 16 13,11 60,84 4 11 9,02 32,54 20 16,39 18,05 5 31 25,4 0,89 31 25,41 0,07 6 34 27,87 23,42 27 22,13 29,76 7 14 11,47 46,88 11 9,02 46,22 8 11 9,02 88,09 6 4,92 55,81 9 6 4,92 88,01 2 1,64 32,8 10 2 1,64 46,65 0 0,0 0,0 Tổng 122 100,0 699 122 100,0 335,66 0 10 20 30 0 50 60 Kém Yếu TB Khá Giỏi Thực nghiệm Đối chứng Biểu đồ 3.1: Biểu đồ xếp loại bài kiểm tra số1. % Xếp loại Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 89 Bảng 3.7: Các tham số thống kê của bài kiểm tra số 1 X ( Y ) S 2  V(%) ttt Thực nghiệm 5,72 3,62 1,9 33,21 3,37 Đối chứng 4,95 2,75 1,65 33,33 Tra bảng phân phối Student ta có: ttn ttt  58,2)005.0,122(),(  Nhận xét: - Giá trị của hệ số student theo tính toán lớn hơn giá trị cho trong bảng lí thuyết với độ tin cậy 99,5% điều này khẳng định giá trị trung bình ( X , Y ) đã tính được trong bài kiểm tra số 1 là có ý nghĩa. - Hệ số biến thiên của nhóm TN nhỏ hơn nhóm ĐC, nghĩa là độ phân tán về điểm số quanh điểm trung bình của nhóm ĐC là nhỏ. - Đồ thị đường phân phối tần suất của nhóm TN luôn nằm ở bên phải của nhóm ĐC, chứng tỏ chất lượng và vận dụng của nhóm TN tốt hơn nhóm ĐC. 0 5 10 15 20 25 30 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Thực nghiệm Đối chứng W(%) Điểm Đồ thị 3.1: Đồ thị đƣờng phân phối tần suất bài kiểm tra số 1 % Tham số Nhóm Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 90 * Kết quả bài kiểm tra số 2. Bảng 3.8: Kết quả bài kiểm tra số 2. Nhóm Trƣờng THPT Sĩ số Điểm 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 TN 11A7- Đồng Hỷ 40 0 1 2 4 10 11 5 4 2 1 11E - Trại Cau 42 0 0 4 6 12 11 5 3 1 0 11B1 - Lê Hồng Phong 40 0 1 2 3 11 11 4 5 2 1 ĐC 11A8 - Đồng Hỷ 40 1 2 5 6 9 10 3 3 1 0 11B - Trại Cau 42 1 3 6 8 10 9 4 1 0 0 11B2 - Lê Hồng Phong 40 1 2 4 7 11 8 4 2 1 0 Bảng 3.9: Xếp loại bài kiểm tra số 2 Nhóm Số HS Kém Yếu TB Khá Giỏi 1  2 3  4 5  6 7  8 9  10 Thực nghiệm 122 2 21 66 26 7 % 1,64 17,21 54,1 21,31 5,74 Đối chứng 122 10 36 57 17 2 % 8,2 29,51 46,72 13,93 1,64 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 91 Bảng 3.10: Phân phối tần suất kết quả bài kiểm tra số 2. Điểm Nhóm thực nghiệm Nhóm đối chứng Xi (Yi) ni W(%) 2( )i in X X ni W(%) 2( )i in Y Y 0 0 0,0 0,0 0 0,0 1 0 0,0 0,0 3 2,46 46,1 2 2 1,64 28,28 7 5,74 59,68 3 8 6,56 60,94 15 12,3 55,3 4 13 10,66 40,27 21 17,21 17,77 5 32 26,22 18,48 30 24,59 0,19 6 34 27,87 1,96 27 22,13 31,49 7 14 11,47 21,53 11 9,01 47,59 8 12 9,84 60,21 6 4,92 56,92 9 5 4,1 52,49 2 1,64 33,29 10 2 1,64 35,96 0 0,0 0,0 Tổng 122 100,0 320,1 122 100,0 348,3 0 10 20 30 40 50 60 Kém Yếu TB Khá Giỏi Thực nghiệm Đối chứng Biểu đồ 3.2: Biểu đồ xếp loại bài kiểm tra số 2. % Xếp loại Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 92 Bảng 3.11: Các tham số thống kê của bài kiểm tra số 2 X ( Y ) S 2  V(%) ttt Thực nghiệm 5,76 2,6. 1,61 27,95 2,84 Đối chứng 4,92 2,85 1,68 34,14 Tra bảng phân phối Student ta có: ttn ttt  58,2)005.0,122(),(  Nhận xét: - Giá trị của hệ số studen theo tính toán lớn hơn giá trị cho trong bảng lí thuyết với độ tin cậy 99,5% điều này khẳng định giá trị trung bình ( X , Y ) đã tính được trong bài kiểm tra số 2 là có ý nghĩa. - Hệ số biến thiên của nhóm TN nhỏ hơn nhóm ĐC, nghĩa là độ phân tán về điểm số quanh điểm trung bình của nhóm ĐC là nhỏ. 0 5 10 15 20 25 30 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Thực nghiệm Đối chứng W(%) Điểm Đồ thị 3.2: Đồ thị đƣờng phân phối tần suất bài kiểm tra số 2 % Tham số Nhóm Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 93 - Đồ thị đường phân phối tần suất của nhóm TN luôn nằm ở bên phải của nhóm ĐC, chứng tỏ chất lượng và vận dụng của nhóm TN tốt hơn nhóm ĐC. Bảng 3.12: Kết quả bài kiểm tra số 3. Nhóm Trƣờng THPT Sĩ số Điểm 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 TN 12A7- Đồng Hỷ 40 0 1 3 3 11 10 5 4 2 1 12D - Trại Cau 42 0 1 4 4 13 11 5 3 1 0 12A1 - Lê Hồng Phong 40 0 0 2 2 11 12 4 5 3 1 ĐC 12A8 - Đồng Hỷ 40 1 2 5 6 9 10 3 3 1 0 12E - Trại Cau 42 1 3 6 8 10 9 4 1 0 0 12A2 - Lê Hồng Phong 40 0 2 5 7 11 8 4 2 1 0 Bảng 3.13: Xếp loại bài kiểm tra số 3 Nhóm Số HS Kém Yếu TB Khá Giỏi 1  2 3  4 5  6 7  8 9  10 Thực nghiệm 122 2 18 68 26 8 % 1,64 14,75 55,74 21,31 6,56 Đối chứng 122 9 37 57 17 2 % 7,38 30,32 46,72 13,94 1,64 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 94 Bảng 3.14: Phân phối tần suất kết quả bài kiểm tra số 3. Điểm Nhóm thực nghiệm Nhóm đối chứng Xi (Yi) ni W(%) 2( )i in X X ni W(%) 2( )i in Y Y 0 0 0,0 0 0 0,0 0 1 0 0,0 0 2 1,64 31,04 2 2 1,64 29,03 7 5,74 60,5 3 9 7,38 71,06 16 13,11 60,21 4 9 7,38 29,48 21 17,21 18,55 5 35 28,68 22,96 30 24,59 0,1 6 33 27,04 1,19 27 22,13 30,33 7 14 11,48 19,82 11 9,02 46,67 8 12 9,84 57,55 6 4,92 56,18 9 6 4,92 61,05 2 1,64 32,96 10 2 1,64 35,11 0 0 0 Tổng 122 100,0 327,25 122 100,0 336,54 0 10 20 3 40 50 0 Kém Yếu TB Khá Giỏi Thực nghiệm Đối chứng Biểu đồ 3.3: Biểu đồ xếp loại bài kiểm tra số 3 % Xếp loại Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 95 Bảng 3.15: Các tham số thống kê của bài kiểm tra số 3 X ( Y ) S 2  V(%) ttt Thực nghiệm 5,81 2,68 1,63 28,05 4,12 Đối chứng 4,94 2,76 1,65 33,4 Tra bảng Student ta có: ttn ttt  58,2)005.0,122(),(  Nhận xét: - Giá trị của hệ số studen theo tính toán lớn hơn giá trị cho trong bảng lí thuyết với độ tin cậy 99,5% điều này khẳng định giá trị trung bình ( X , Y ) đã tính được trong bài kiểm tra số 3 là có ý nghĩa. - Hệ số biến thiên của nhóm TN nhỏ hơn nhóm ĐC, nghĩa là độ phân tán về điểm số quanh điểm trung bình của nhóm ĐC là nhỏ. 0 5 10 15 20 25 30 35 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Thực nghiệm Đối chứng W(%) Điểm Đồ thị 3.3: Đồ thị đƣờng phân phối tần suất bài kiểm tra số 3 % Tham số Nhóm Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 96 - Đồ thị đường phân phối tần suất của nhóm TN luôn nằm ở bên phải của nhóm ĐC, chứng tỏ chất lượng và vận dụng của nhóm TN tốt hơn nhóm ĐC. * Thống kê kết quả học tập sau ba bài kiểm tra TNSP. Bảng 3.16: Tổng hợp các thống kê qua ba bài kiểm tra TNSP. Bài kiểm tra Số HS Điểm TB S2  V(%) t TN ĐC TN ĐC TN ĐC TN ĐC TN ĐC ttt tlt Số 1 122 122 5,72 4,95 3,62 2,75 1,9 1,65 33,21 33,33 3,37 2,58 Số 2 122 122 5,76 4,92 2,6 2,85 1,61 1,68 27,95 34,14 2,84 Số 3 122 122 5,81 4,94 2,68 1,65 1,63 1,65 28,05 33,4 4,12 3.8. Đánh giá chung về TNSP. Qua việc tổ chức, theo dõi và phân tích diễn biến các giờ thực nghiệm, trao đổi với giáo viên cộng tác và học sinh, việc sử lí các số liệu, sự phân tích, tính toán thống kê từ các bài kiểm tra của học sinh cho phép chúng tôi nhận định: - Ở lớp TN học sinh tích cực, chủ động tiếp thu kiến thức, có khả năng vận dụng kiến thức đã học vào thực tế đời sống. Học sinh hiểu và nắm được nguyên lí khoa học của quá trình sản xuất điện năng, biết được tiềm năng phát triển ngành điện Việt Nam, sự phát triển của các ngành kĩ thuật điện, đặc biệt là biết đến năng lượng mặt trời là nguồn năng lượng đang dần được thay thế cho năng lượng hoá thạch vì mục đích bảo vệ môi trường, triển vọng phát triển của điện mặt trời. Học sinh biết được những tác động có hại tới môi trường trong quá trình sản xuất điện năng, từ đó ý thức trách nhiệm trước vấn đề bảo vệ môi trường. Biết tiết kiệm và sử dụng điện năng hiệu quả. - Các giá trị điểm trung bình của nhóm TN luôn có giá trị lớn hơn giá trị điểm trung bình của nhóm ĐC. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 97 - Các tham số thống kê: Phương sai (S2), độ lệch chuẩn (  ), hệ số biến thiên (V) của nhóm TN luôn nhỏ hơn nhóm ĐC. Nghĩa là độ phân tán về điểm số xung quanh giá trị trung bình của nhóm ĐC là nhỏ. - Hệ số Student theo tính toán luôn có giá trị lớn hơn giá trị tra trong bảng lí thuyết phân phối Stuđent. Điều này khẳng định điểm số thực nghiệm của nhóm TN là hoàn toàn có ý nghĩa chứ không phải ngẫu nhiên. - Các đường biểu diễn sự phân phối tần suất trong các lần kiểm tra của nhóm TN đều nằm ở phía bên phải và dịch chuyển theo chiều tăng của điểm số Xi so với nhóm ĐC, chứng tỏ chất lượng học tập của nhóm TN tốt hơn nhóm ĐC. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 98 KẾT LUẬN CHƢƠNG 3 - TNSP đã thực hiện nhiệm vụ và đạt được các mục tiêu đặt ra. - TNSP chứng tỏ việc tích hợp các kiến thức về sản xuất điện năng vào bài học đã nâng cao chất lượng giáo dục KTTH&HN cho học sinh, đồng thời giáo dục cho học sinh có ý thức trách nhiệm trước vấn đề ô nhiễm môi trường. - Phân tích, đánh giá kết quả TNSP giúp chúng tôi khẳng định giả thuyết khoa học của đề tài là đúng đắn. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 99 KẾT LUẬN CHUNG - Với những nội dung đã trình bày ở chương 1, chúng tôi đã bước đầu làm sáng tỏ cơ sở lí luận về giáo dục KTTH&HN trong dạy học Vật lí. - Nghiên cứu chương trình sách giáo khoa và các kiến thức liên quan đến sản xuất điện năng, chúng tôi đã xây dựng chương trình tích hợp các kiến thức về sản xuất điện năng vào bài học, nhằm góp phần giáo dục KTTH&HN cho học sinh. - Qua phân tích, đánh giá thực trạng về thực hiện giáo dục KTTH&HN trong dạy học vật lí tại 3 trường trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên, nghiên cứu các bài học có thể tích hợp các kiến thức về sản suất điện năng, vận dụng cơ sở lí luận ở chương 1, chúng tôi đã soạn 6 giáo án đó là các bài: 1. Động năng 2. Thế năng 3. Hiện tượng cảm ứng điện từ (tiết 1) 4. Máy phát điện xoay chiều ba pha 5. Hiện tượng quang điện trong 6. Phản ứng phân hạch - Tiến hành thực nghiệm 3 giáo án: Thế năng; Hiện tượng cảm ứng điện từ (tiết 1); Máy phát điện xoay chiều ba pha. Kết quả TNSP bước đầu cho thấy việc tích hợp các kiến thức về sản xuất điện năng vào bài học đã góp phần nâng cao chất lượng giáo dục KTTH&HN cho học sinh. Tuy nhiên do thời gian hạn chế, chúng tôi mới chỉ TNSP tại một số trường, chưa có điều kiện thực nghiệm ở nhiều trường trên các địa bàn khác nhau. - Thực tế cho thấy việc tích hợp kiến thức về sản xuất điện năng cũng như tích hợp kiến thức về các lĩnh vực khác vào bài học vật lí để góp phần nâng cao chất lượng giáo dục KTTH&HN cho học sinh đòi hỏi giáo viên phải có kiến thức sâu về chuyên môn, rộng về nhiều lĩnh vực. Việc soạn giáo án Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 100 mất nhiều thời gian hơn, phân phối thời gian cho việc tích hợp phải hợp lí để vừa đạt được mục tiêu tích hợp vừa không ảnh hưởng đến việc tiếp thu các kiến thức khác của bài. - Qua nghiên cứu đề tài, chúng tôi có một số kiến nghị sau đây: + Đối với đội ngũ giáo viên: Cần quan tâm nhiều đến giáo dục KTTH – hướng nghiệp và bảo vệ môi trường cho học sinh. + Đối với các nhà quản lí: Cần quan tâm đầu tư trang thiết bị, cơ sở vật chất, tạo điều kiện thuận lợi cho đội ngũ giáo viên nâng cao ý thức trách nhiệm trong việc thực hiện nhiệm vụ giáo dục KTTH – hướng nghiệp và giáo dục môi trường cho học sinh. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 101 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Tô Văn Bình (2002), phân tích chương trình vật lí phổ thông, ĐHSP Thái Nguyên. 2. Tô Văn Bình (2002), Thí nghiệm vật lí trong trường phổ thông, ĐHSP Thái Nguyên. 3. Lương Duyên Bình cùng nhóm tác giả (2006), Tài liệu bồi dưỡng giáo viên- Thực hiện chương trình SGK lớp 10 THPT.. 3. Trương Đức Cường (2007), Nghiên cứu xây dựng và tổ chức một số chủ đề ngoại khoá phần điện học lớp 12 (THPT) nhằm góp phần giáo dục KTTH cho học sinh, Luận văn thạc sĩ khoa học giáo dục, ĐHSP Thái Nguyên. 4. Phạm Tất Dong (chủ biên) cùng nhóm tác giả (2006), Hoạt động giáo dục hướng nghiệp (tài liệu bồi dưỡng giáo viên). 5. Vũ Thị Thanh Hà (2008), Vận dụng tư tưởng sư phạm tích hợp trong dạy học một số kiến thức về “Hạt nhân nguyên tử” lớp 12 để nâng cao chất lượng giáo dục học sinh,luận văn thạc sĩ khoa học giáo dục, ĐHSP Thái Nguyên. 6. Vũ Thị Thanh Hà (2007), Phối hợp các phương tiện dạy học nhằm nâng cao chất lượng dạy học khi dạy một số kiến thức chương “Từ trường” và “Cảm ứng điện từ” theo chương trình vật lí 11 THPT, Luận văn thạc sĩ khoa học giáo dục, ĐHSP Thái Nguyên. 7. Dương Xuân Hải (2006), Vận dụng tư tưởng sư phạm tích hợp vào dạy học một số bài học phần “Từ trường” và “Cảm ứng điện từ” lớp 11 THPT nhằm nâng cao chất lượng giáo dục học sinh, luận văn thạc sĩ khoa học giáo dục, ĐHSP Thái Nguyên. 8. Bùi Quang Hân, Nguyễn Duy Hiền, Nguyễn Tuyến, Luyện giải trắc nghiệm vật lí 10, 11, 12, NXB giáo dục. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 102 9. Nguyễn Văn Khải, Vận dụng tư tưởng sư phạm tích hợp vào dạy học vật lí ở trường THPT để nâng cao chất lượng giáo dục học sinh, báo cáo tổng kết đề tài khoa học cấp bộ tháng 1 năm 2008. 10. Nguyễn Văn Khải - Nguyễn Duy Chiến - Phạm Thị Mai (2008), Lí luận dạy học vật lí ở trường phổ thông, NXB Giáo dục. 11. Luật giáo dục 2005, NXB chính trị quốc gia. 12. Nguyễn Văn Khải, Tài liệu bồi dưỡng giáo viên – Tích hợp giáo dục môi trường trong dạy học vật lí. 13. Vũ Quang cùng nhóm tác giả (2007), Tài liệu bồi dướng giáo viên- Thực hiện chương trình SGK lớp 11 THPT. 14. Nguyễn Trọng Sửu cùng nhóm tác giả (2008), Tài liệu bồi dướng giáo viên – Thực hiện chương trình SGK lớp 12 THPT. 15. Dương Tiến Sĩ (2001), Giảng dạy tích hợp các khoa học nhằm nâng cao chất lượng giáo dục và đào tạo, Tạp chí giáo dục số 7. 16. Thái Duy Tuyên, Những vấn đề cơ bản của giáo dục học hiện đại, NXB giáo dục 1999. 17. Nguyễn Đức Thâm – Phạm Hữu Tòng (biên dịch – 1983), Phương pháp giảng dạy vật lí trong các trường phổ thông ở cộng hoà dân chủ Đức, NXB giáo dục. 18. Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn Ngọc Hưng, Phạm Xuân Quế 92002), Phương pháp dạy học vật lí ở trường phổ thông, NXB ĐHSP. 19. Xavier Roegiers, Khoa sư phạm tích hợp hay làm thế nào để phát triển các năng lực ở nhà trường, Biên dịch: Đào Trọng Quang, Nguyễn Ngọc Nhị, NXB Giáo dục (1996). 20. Bách khoa toàn thư mở Wikipedia. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 103 Phụ lục 1. PHIẾU PHỎNG VẤN GIÁO VIÊN (Phiếu này dùng vào mục đích nghiên cứu khoa học. Không sử dụng đánh giá giáo viên) 1. Thông tin cá nhân Trường: ………………………………………………………………………. Dạy các lớp: ………………………………………………………………….. Số năm công tác: ……………………………………………………………… 2. Nội dung phỏng vấn 1. Đồng chí hãy đánh giá mức độ cần thiết của các nhiệm vụ dạy học môn vật lí ở trường phổ thông ? Rất cần thiết   ; Cần thiết   ; Không cần thiết  0 1. Hình thành kiến thức và kĩ năng.   2. Giáo dục thế giới quan, nhân cách.   3. Phát triển tư duy, năng lực sáng tạo   4. Giáo dục kĩ thuật tổng hợp, hướng nghiệp   5. Giáo dục môi trường gắn với cuộc sống   2. Đồng chí cho biết về mặt chỉ đạo chuyên môn thì nhiệm vụ nào được quan tâm nhiều nhất ? 1. Hình thành kiến thức và kĩ năng.   2. Giáo dục thế giới quan, nhân cách.   3. Phát triển tư duy, năng lực sáng tạo   4. Giáo dục kĩ thuật tổng hợp, hướng nghiệp   5. Giáo dục môi trường gắn với cuộc sống   3. Theo đồng chí, việc giáo dục kĩ thuật tổng hợp và hướng nghiệp, giáo dục môi trường là 1. Rất cần thiết   2. Cần thiết   3. Bình thường   4. Không có cũng được   4. Theo đồng chí việc giáo dục kĩ thuật tổng hợp và hướng nghiệp, giáo dục môi trường có khó khăn gì ? 1. Không có tài liệu hướng dẫn cụ thể.   2. Tài liệu tham khảo ít.   3. Thời gian giờ học hạn chế .   4. Học sinh không có hứng thú.   Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 104 Các ý kiến khác: ………………………………………………………………………… 5. Đồng chí đã sử dụng phương tiện dạy học nào để phục vụ cho việc giảng dạy môn vật lí ? Mức độ sử dụng ? Thường xuyên   ; Đôi khi   ; Không dùng  0 1. Các vật thật trong đời sống và trong kĩ thuật   2. Các thiết bị thí nghiệm   3. Các mô hình vật chất   4. Tranh ảnh, các bản vẽ   5. Phim học tập   6. Phần mềm hỗ trợ bài giảng, minh hoạ trên lớp với Projector   7. Công nghệ kiểm tra, đánh giá bằng trắc nghiệm trên máy vi tính.   6. Đồng chí có quan tâm tới việc giới thiệu về sản xuất điện năng khi dạy vật lí ? …………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………. 7. Đồng chí có quan tâm tới các biện pháp đưa các nội dung về sản xuất điện năng vào bài học ? ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… 8. Quan tâm của đồng chí về vai trò của điện năng trong đời sống và kĩ thuật. ………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………….. (Xin cảm ơn sự hợp tác của các đồng chí !) Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 105 Phụ lục 2. PHIẾU PHỎNG VẤN HỌC SINH 1. Thông tin cá nhân Họ và tên: ………………………………………giới tính: …........................... Học sinh lớp ………..trường …………………………………………............. Kết quả học môn vật lí năm học vừa qua: …………………………………….. 2. Nội dung phỏng vấn Mong em vui lòng trả lời các câu hỏi sau: 1. Em có hứng thú học môn vật lí không ? tại sao? ………………………………………………………………………………… 2. Môn học vật lí đã giúp gì cho em ?   Hiểu được nhiều hiện tượng tự nhiên   Lựa chọn nghề nghiệp   Học các môn kĩ thuật   Giúp vận dụng trong cuộc sống   Tất cả các điều trên 3. Khi học vật lí em có liên hệ kiến thức vật lí với các lĩnh vực sau không ? ở mức độ nào ? Thường xuyên   ; Đôi khi   ; Không  0   Vận dụng vào đời sống và kĩ thuật.   Liên hệ để định hướng nghề nghiệp.   Liên hệ với các môn học khác.   Trách nhiệm bảo vệ môi trường 4. Em hãy cho biết vai trò của điện năng ? ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… Em cho biết người ta sản xuất điện năng như thế nào ? Những loại năng lượng nào đã chuyển hoá thành điện năng ? ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… 5. Em có thích những ngành nghề về điện ? 1. Thiết bị điện – điện tử.   ; 2. Tự động hoá xí nghiệp công nghiệp.   3. Hệ thống điện.   ; 4. Điện dân dụng.   (Xin cảm ơn sự hợp tác của em) Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 106 Phụ lục 3. BÀI KIỂM TRA SỐ 1 (Thời gian làm bài 10 phút) Họ và tên: …………………… Lớp: …….. Trường: …………………………………... Mã đề: ……………………………………. Điểm Câu 1. Một vật khối lượng 1 kg có thế năng 1J đối với mặt đất. Lấy g = 9,8m/s 2. Khi đó, vật ở độ cao bằng bao nhiêu ? A. 0,102 m B. 1 m C. 9,8 m D. 32 m Câu 2. Nước từ mặt đập nhà máy thuỷ điện cao 80m chảy qua ống dẫn vào tua bin với lưu lượng 20m3/s. Biết hiệu suất của tuabin H = 0,6, tìm công suất phát điện của tuabin. ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… Câu 4. Hãy nêu cách thức hoạt động của nhà máy thuỷ điện ? ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… Câu 5. Thế năng của dòng nước gây ra những tác hại gì ? Biện pháp nào để phòng trách, khắc phục những tác hại đó ? ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 107 BÀI KIỂM TRA LẦN 2 (Thời gian 10 phút) Họ và tên: …………………… Lớp: …….. Trường: …………………………………... Mã đề: ……………………………………. Điểm Câu 1. Điều nào sau đây không đúng khi nói về hiện tượng cảm ứng điện từ ? A. Trong hiện tượng cảm ứng điện từ, từ trường có thể sinh ra dòng điện. B. Dòng điện cảm ứng có thể tạo ra bằng từ trường của dòng điện hoặc từ trường của nam châm vĩnh cửu. C. Dòng điện cảm ứng trong mạch chỉ tồn tại khi có từ thông biến thiên qua mạch. D. Dòng điện cảm ứng xuất hiện trong mạch kín nằm yên trong từ trường đều. Câu 2. Một khung dây đặt trong từ trường đều, cảm ứng từ B = 5.10-2T. Mặt phẳng khung dây hợp với véc tơ B một góc  = 30 0. Khung dây giới hạn một diện tích S = 12 cm2. Hỏi từ thông qua diện tích S ? (Chiều của pháp tuyến với mặt phẳng khung dây chọn tuỳ ý) ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… Câu 4. Hãy nêu ứng dụng của hiện tượng cảm ứng điện từ ? ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 108 BÀI KIỂM TRA LẦN 3 (Thời gian 10 phút) Họ và tên: …………………… Lớp: …….. Trường: …………………………………... Mã đề: ……………………………………. Điểm Câu 1. Chọn câu đúng. Máy phát điện xoay chiều được tạo ra trên cơ sở hiện tượng A. hưởng ứng tĩnh điện. B. tác dụng của từ trường lên dòng điện. C. cảm ứng điện từ. D. tác dụng của dòng điện lên nam châm. Câu 2. Máy phát điện xoay chiều tạo nên suất điện động 0 2 cos100e E t (V). Tốc độ quay của rôto là 600 vòng/phút. Số cặp cực của rôto là bao nhiêu ? A. 10 B. 8 C. 5 D. 4 Câu 3. – Trong thực tế để làm quay rôto trong máy phát điện người ta đã sử dụng những phương pháp nào ? - Hãy phân tích những ưu nhược điểm khi sử dụng những phương pháp đó (xét về phương diện bảo vệ môi trường) ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………….. Câu 4. Hãy kể tên những ngành nghề chính về điện ? ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 109 Phụ lục 4. Giáo án số 4 Bài 25. ĐỘNG NĂNG I. Mục tiêu 1. Về kiến thức - Phát biểu được định nghĩa và viết biểu thức của động năng (của một chất điểm hay một vật chuyển động tịnh tiến) - Phát biểu được trong điều kiện nào động năng của vật biến đổi. - Phát biểu được định lí động năng. 2. Kĩ năng - Vận dụng giải được các bài toán tương tự như trong sách giáo khoa. - Nêu được nhiều ví dụ về những vật có động năng sinh công. - Giải thích được các hiện tượng vật lí có liên quan. - Hiểu được sự chuyển hoá của động năng thành điện năng trong máy phát điện (động năng của gió, động năng của dòng nước) 3. Giáo dục KTTH: động năng của dòng nước làm quay tuabin trong máy phát điện của nhà máy thuỷ điện. 4. Giáo dục bảo vệ môi trƣờng Những ảnh hưởng có hại tới môi trường trong việc sử dụng động năng của dòng nước làm quay tuabin trong máy phát điện của nhà máy thuỷ điện. II. Chuẩn bị 1. Giáo viên: - Chuẩn bị ví dụ thực tế về những vật có động năng sinh công. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 110 Máy kéo  thực hiện công Cần cẩu  thực hiện công Lũ quét  thực hiện công 2. Học sinh: - Ôn lại phần động năng đã học ở lớp 8 THCS. - Ôn lại công thức tính công của một lực. - Ôn lại các công thức về chuyển động thẳng biến đổi đều. III. Sơ đồ tiến trình xây dựng kiến thức Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 111 Vật có năng lượng nếu vật có khả năng sinh công. Nếu vật chuyển động mà có khả năng sinh công thì năng lượng của vật thuộc dạng nào ? Động năng là năng lượng mà vật có do nó chuyển động. (Tìm hiểu một số ví dụ thực tế về vật có động năng sinh công: cần cẩu, máy kéo, lũ quét, …) Động năng của một vật phụ thuộc vào những yếu tố nào ? Giả thuyết: Động năng của một vật phụ thuộc vào tốc độ và khối lượng của vật. Giáo dục KTTH&HN: Động năng của dòng nước làm quay tuabin trong máy phát điện.  nhà máy thuỷ điện. Giáo dục môi trường: Động năng của dòng nước gây sói mòn đất, gây lở đất  trồng cây chống sói mòn, chống đất bạc màu, … Giáo dục môi trường và việc tiết kiệm điện năng: Nhà máy thuỷ điện gây ô nhiễm môi trường (việc đắp đập nước, nước thải từ nhà máy ảnh hưởng môi trường sinh thái)  tiết kiệm trong sử dụng điện năng. - Thiết lập công thức của động năng: 21 2 dW mv Kết luận: Động năng của một vât khối lượng m đang chuyển động với vận tốc v là năng lượng mà vật có do nó đang chuyển động và được xác định bằng công thức 21 2 dW mv Công của lực tác dụng và độ biến thiên động năng có mối liên hệ thế nào ? Liên hệ giữa công của lực tác dụng và độ biến thiên động năng của vật: 2 2 2 1 1 1 2 2 A mv mv  Hệ quả: Khi lực tác dụng lên vật sinh công dương thì động năng của vật tăng (vật sinh công âm). Ngược lại khi lực tác dụng lên vật sinh công âm thì động năng của vật giảm (vật sinh công dương). Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 112 IV. Tiến trình dạy học. Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Hoạt động 1 (2 phút): Đặt vấn đề: Một vật có năng lượng nếu vật có khả năng sinh công. Nếu vật chuyển động mà có khả năng sinh công thì năng lượng của vật thuộc dạng nào ? - Tiếp thu được vấn đề cần nghiên cứu. Hoạt động 2 (20 phút): Tìm hiểu khái niệm động năng và biểu thức của động năng. - Giúp học sinh ôn lại khái niệm năng lượng - Hỏi: + Nhắc lại khái niệm năng lượng ? + Nêu một số ví dụ về sự tồn tại của năng lượng ? - Mọi vật xung quanh chúng ta đều mang năng lượng. Khi một vật tương tác với vật khác thì giữa chúng có trao đổi năng lượng. Quá trình trao đổi năng lượng này diễn ra dưới những dạng khác nhau: thực hiện - Thảo luận, trả lời câu hỏi - Nêu một số ví dụ về sự tồn tại của năng lượng (học sinh có thể nêu được một số ví dụ: + Năng lượng điện để thắp sáng + Năng lượng xăng, dầu để chạy ôtô, xe máy …) Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 113 công, truyền nhiệt, … - Nêu câu hỏi C1 - Nhận xét câu trả lời và cho học sinh xem ảnh chụp về sự thực hiện công của cần cẩu, máy kéo, lũ quét. - Năng lượng vật có được do chuyển động gọi là động năng. Khi một vật có động năng thì vật có thể tác dụng lực lên vật khác và lực này sinh công. - Nêu câu hỏi C2 - Hỏi: Động năng của một vật phụ thuộc vào những yếu tố nào ? - Nhận xét câu trả lời - ĐVĐ: Vậy biểu thức toán học nào thể hiện rõ mối quan hệ trên ? - Yêu cầu học sinh giải bài toán: Xét - Thảo luận để trả lời câu hỏi C1 - Tiếp thu, ghi nhớ. - Trả lời câu hỏi Vì các vật đều chuyển động nên có động năng và có thể sinh công. + Viên đạn đang bay có thể xuyên vào gỗ, phạt gãy cành cây. + Búa đang chuyển động, đập vào đinh có thể đóng đinh cắm vào gỗ. + Dòng nước lũ đang chảy mạnh có thể cuốn trôi cây cối, phá huỷ nhà cửa. - Dựa vào những ví dụ thực tế về động năng để trả lời câu hỏi. Động năng của một vật phụ thuộc vào tốc độ và khối lượng của vật. - Tiếp thu vấn đề cần nghiên cứu. - Nắm được dữ kiện đã cho và yêu Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 114 một vật khối lượng m, chuyển động dưới tác dụng của lực không đổi F và theo giá của F , đi được quãng đường s và vận tốc biến thiên từ 1v đến 2v . Thiết lập biểu thức liên hệ giữa công của lực F , vận tốc và khối lượng của vật ? - Hướng dẫn học sinh giải bài toán + Xác định tính chất chuyển động + Viết biểu thức tính công của lực F + Viết công thức liên hệ giữa vận tốc gia tốc và đường đi. Rút tích (a.s) thay vào biểu thức tính công của F - Tương tự xét cho trường hợp vật chuyển động từ trạng thái nghỉ (v1 = 0) đến trạng thái có vận tốc v2 = v. - Như vậy, khi lực tác dụng lên vật sinh công, vật nhận được năng lượng và chuyển từ trạng thái nghỉ sang trạng thái chuyển động. Năng lượng mà vật thu được trong quá trình sinh công của lực F gọi là động năng của cầu của bài toán. - Giải bài toán dưới sự hướng dẫn của giáo viên. + Vật chuyển động biến đổi đều + Công của lực F : A = Fs = mas (1) + Từ 2 2 2 2 2 1 2 1 1 2 ( ) 2 v v as as v v     (2) + Thay (2) vào (1) được: 2 2 2 1 1 1 2 2 A mv mv  - Khi v1 = 0, v2 = v thì 21 2 A mv - Tiếp thu, ghi nhớ Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 115 vật, kí hiệu Wđ. - Đơn vị động năng là giun (J) - Nêu câu hỏi C3 - Hoàn thành câu hỏi C3 Hoạt động 3 (5 phút): Tích hợp giáo dục KTTH và hƣớng nghiệp, giáo dục môi trƣờng. - Hỏi: Người ta đã lợi dụng động năng của dòng nước, động năng của gió để làm gì ? - Nhận xét câu trả lời - Bổ sung: Từ lâu, con người đã biết lợi dụng động năng của dòng nước làm cối giã gạo tự động, cọn nước. Ngày nay, người ta lợi dụng động năng của gió, của dòng nước để làm quay tuabin trong máy phát điện. - Hỏi: Em có biết nước ta có những nhà máy thuỷ điện nào ? - Hỏi: Động năng của dòng nước có gây ra tác hại gì ? - Nhận xét và bổ sung: Động năng của dòng nước gây sói mòn đất, lở đất, lũ, … Để hạn chế những tác hại trên phải trồng rừng, làm ruộng bậc thang. Ngoài ra hoạt động của nhà máy thuỷ điện cũng gây ảnh hưởng đến môi trường sinh thái (tình trạng ô - Thảo luận và trả lời câu hỏi - Tiếp thu, ghi nhớ - Thảo luận để trả lời câu hỏi. - Nêu các tác hại do dòng nước gây ra, đồng thời thấy được để hạn chế những tác hại đó thì phải làm gì. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 116 nhiễm dòng nước, xối sạch lòng sông và làm sạt lở bờ sông, …) Hoạt động 3 (10 phút): Tìm hiểu liên hệ giữa công của lực tác dụng và độ biến thiên thế năng. - Đặt vấn đề: Xét một vật chuyển dời thẳng theo phương của lực F và thay đổi vận tốc từ 1v đến 2v . Hãy so sánh công của lực thực hiện và độ biến thiên động năng của vật khi đó ? - Thông báo nội dung định lí biến thiên động năng. - Hỏi: Nhận xét mối liên hệ giữa giá trị của công và sự tăng (giảm) động năng của vật ? - Yêu cầu học sinh đọc bài toán ví dụ - Viết biểu thức tính độ biến thiên động năng của vật: 2 2 2 1 2 1 1 1 2 2 d d dW W W mv mv     Vậy dW A  - Tiếp thu, ghi nhớ - Nhận xét: Khi lực tác dụng lên vật sinh công dương thì động năng của vật tăng. Khi lực tác dụng lên vật sinh công âm thì động năng của vật giảm. - Đọc bài toán ví dụ Hoạt động 4 ( 6 phút): Củng cố bài - Yêu cầu học sinh làm bài tập 5, 6 trang 136. - Nhận xét trả lời của học sinh. - Cá nhân làm bài tập Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 117 Hoạt động 5 (2 phút): Hƣớng dẫn học sinh học ở nhà - Học bài - Làm các bài tập 3, 4, 7, 8 trang 136. - Ôn lại các kiến thức về thế năng đã học ở lớp 8. - Cá nhân nhận nhiệm vụ học tập Giáo án số 5 Bài 31. HIỆN TƢỢNG QUANG ĐIỆN TRONG I. Mục tiêu 1. Kiến thức - Trả lời được các câu hỏi: Tính quang dẫn là gì ? - Nêu được định nghĩa về hiện tượng quang điện trong và vận dụng để giải thích được hiện tượng quang dẫn. - Trình bày được định nghĩa, cấu tạo và chuyển vận của quang trở và pin quang điện. 2. Kĩ năng - Vận dụng lí thuyết về hiện tượng quang điện để giải thích hiện tượng quang dẫn. - Giải thích hoạt động của pin quang điện. 3. Giáo dục KTTH&HN, giáo dục môi trƣờng: - Nắm được nguyên tắc hoạt động của pin quang điện; Cách tạo ra pin quang điện có suất điện động lớn. - Nắm được xu hướng phát triển ngành điện Mặt Trời ở nước ta và trên thế giới. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 118 - Quá trình sản xuất điện Mặt Trời không gây ô nhiễm môi trường. II. Chuẩn bị 1. Giáo viên: - Một máy tính bỏ túi chạy bằng pin quang điện. - Ảnh chụp pin Mặt Trời được sử dụng ở các vị trí khác nhau. 2. Học sinh: Ôn lại kiến thức về hiện tượng quang điện ngoài, thuyết lượng tử ánh sáng. III. Sơ đồ tiến trình xây dựng kiến thức. Điện mặt trời là lĩnh vực nghiên cứu và ứng dụng kĩ thuật biến đổi ánh sáng mặt trời trực tiếp thành điện năng nhờ pin mặt trời. Pin mặt trời hoạt động dựa vào hiện tượng quang điện trong. Hiện tượng quang điện trong là gì ? Ứng dụng của hiện tượng quang điện trong Quang điện trở Pin quang điện Giáo dục KTTH&HN Cấu tạo, hoạt động và ứng dụng của quang điện trở Cấu tạo, hoạt động và ứng dụng của pin quang điện Giáo dục môi trường: - Năng lượng Mặt Trời là nguồn năng lượng sạch, cần được đưa vào sử dụng rộng rãi thay thế những nguồn năng lượng gây ô nhiễm môi trường. - Sử dụng những sản phẩm dùng nguồn năng lượng Mặt Trời như bình nước nóng Thái Dương Năng thay cho bình nước nóng dùng ga, điện,… Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 119 IV. Tiến trình dạy học Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Hoạt động 1 (2 phút): Đặt vấn đề: Năng lượng mặt trời là một trong những nguồn năng lượng sạch, có thể biến đổi trực tiếp năng lượng mặt trời thành điện năng bằng pin mặt trời nhờ ứng dụng hiện tượng quang điện trong. Vậy hiện tượng quang điện trong là gì ? - Cá nhân nhận thức được vấn đề cần nghiên cứu. Hoạt động 2 (16 phút): Tìm hiểu chất quang dẫn và hiện tƣợng quang điện trong. - Trước khi tìm hiểu về hiện tượng quang điện trong, chúng ta tìm hiểu về chất quang dẫn. - Yêu cầu HS đọc SGK và trả lời câu hỏi: Chất quang dẫn là gì ? Ví dụ về chất quang dẫn. - Yêu cầu học sinh vận dụng thuyết lượng tử ánh sáng để giải thích đặc tính của chất quang dẫn. Gợi ý: + Một chất là dẫn điện kém khi có rất ít các êlectron tự do. - Cá nhân đọc SGK, trả lời câu hỏi. - Thảo luận nhóm, đại diện trả lời: + Khi không bị chiếu sáng, hầu như trong bán dẫn không có êlectron tự do vì chúng đều ở trạng thái liên kết với Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 120 + Trạng thái tồn tại của êlectron ở trong các chất quang dẫn khi không bị chiếu sáng và khi bị chiếu sáng bằng ánh sáng thích hợp. - Phân tích thêm về sự xuất hiện của lỗ trống và chúng cũng tham gia vào quá trình dẫn điện làm cho khối chất trở lên dẫn điện tốt. - Nêu kết luận về hiện tượng quang điện trong. - Yêu cầu học sinh tham khảo bảng 31.1 SGK. - Nêu câu hỏi C1. Gợi ý: + So sánh giá trị của vùng bước sóng theo số liệu ở bảng 30.1 và 31.1 SGK. + So sánh năng lượng cần cung cấp để tách êlectron ra khỏi liên kết trong bán dẫn và năng lượng để bứt êlectron ra khỏi kim loại. - Chính vì lí do trên mà hiện nay hiện tượng quang điện trong đang được ứng dụng nhiều trong đời sống và sản xuất. - Hiện tượng quang dẫn được ứng dụng trong quang trở và pin quang điện. các nút mạng tinh thể. + Khi bị chiếu ánh sáng thích hợp, êlectron được giải phóng thành êlectron dẫn. - Tiếp thu, ghi nhớ. - Tiếp thu, ghi nhớ. - Thảo luận nhóm, trả lời câu hỏi: Giới hạn quang dẫn thuộc vùng bước sóng dài hơn giới hạn quang điện vì năng lượng cung cấp để các êlectron liên kết thành êlectron dẫn nhỏ hơn năng lượng để tách êlectron ra khỏi kim loại. - Tiếp thu, ghi nhớ. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 121 Hoạt động 3 (5 phút): Tìm hiểu cấu tạo của quang điện trở và ứng dụng. - Sử dụng hình 31.1 để giới thiệu cấu tạo của quang điện trở. - Phát tờ rơi giới thiệu một số loại quang điện trở thường gặp. - Tiếp thu, ghi nhớ. - Tìm hiểu thông tin trên tờ rơi. Hoạt động 4 (10 phút): Tìm hiểu cấu tạo của pin quang điện và ứng dụng. - Giới thiệu về pin quang điện: Pin quang điện (còn gọi là pin Mặt Trời) là một nguồn điện chạy bằng năng lượng ánh sáng. Nó biến đổi trực tiếp quang năng thành điện năng. Hiệu suất của các pin quang điện vào khoảng trên dưới 10%, suất điện động của pin cỡ từ 0,5V đến 0,8V. - Cho HS quan sát những hình ảnh sưu tầm về pin mặt trời. - Sử dụng hình vẽ hình 31.3 phóng to, chỉ cho HS rõ vị trí của lớp bán dẫn loại n, loại p và vai trò của lớp tiếp xúc p-n (lớp chặn). - Yêu cầu học sinh đọc SGK và giải thích hoạt động của pin quang điện. - Tiếp thu, ghi nhớ. - Quan sát tranh vẽ - Đọc SGK, giải thích hoạt động của pin quang điện dựa vào hiện tượng quang điện trong. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 122 - Nêu câu hỏi C2. - Trả lời câu hỏi C2 Hoạt động 5 (5 phút): Giáo dục KTTH&HN; Giáo dục môi trƣờng. - Phát tờ rơi giới thiệu về ứng dụng của pin quang điện. - Hỏi: + Pin Mặt Trời đầu tiên được ra đời vào năm nào ? + Pin Mặt Trời được dùng ở đâu ? Làm thế nào để tạo ra nguồn điện Mặt Trời có suất điện động lớn ? - Hỏi: Sản xuất điện Mặt Trời có gây ô nhiễm môi trường không ? - Trong khi các phương pháp sản xuất điện chủ yếu hiện nay (nhà máy thuỷ điện, nhiệt điện, điện nguyên tử) ít nhiều gây ô nhiễm môi trường thì việc nghiên cứu và đưa vào sử dụng rộng rãi năng lượng Mặt Trời là rất cần thiết. - Giới thiệu khả năng phát triển ngành điện Mặt Trời ở nước ta và trên thế giới. - Tìm hiểu thông tin trên tờ rơi về ứng dụng của pin quang điện. - Thảo luận, trả lời các câu hỏi - Thảo luận, trả lời câu hỏi - Tiếp thu, ghi nhớ Hoạt động 6 (5 phút): Vận dụng, củng cố. - Yêu cầu HS đọc phần ghi nhớ. - Cá nhân hoàn thành nhiệm vụ. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 123 - Hoàn thành bài tập 4, 5, 6 trong SGK. Hoạt động 7 (2 phút): Hƣớng dẫn học bài ở nhà. Học bài, làm bài tập trong SBT. - Cá nhân nhận nhiệm vụ học tập. Tờ rơi 1 Một số quang trở thường gặp: 1. Quang trở CdS rất nhạy với ánh sáng trắng ở nhiệt độ thường, hay dùng để làm rơle quang điện. 2. Quang trở PbS hoặc PbSe nhạy với tia hồng ngoại. Nó có thể hoạt động ở nhiệt độ phòng, nhưng nếu làm lạnh đến nhiệt độ không khí lỏng thì độ nhạy tăng rõ rệt. Thường được dùng để phát hiện các vật nóng. 3. Quang điện trở bằng Ge pha tạp Au (làm lạnh đến nhiệt độ Hêli lỏng) nhạy cả với vùng hồng ngoại xa nên được dùng để phát hiện các nguồn bức xạ hồng ngoại trong vũ trụ. Tờ rơi 2 Ứng dụng của pin quang điện (pin Mặt Trời) - Pin mặt trời đầu tiên ra đời năm 1883. - Thời kỳ đầu điện Mặt Trời chỉ được dùng cho vệ tinh nhân tạo hay phi thuyền, nhưng ngày nay công dụng chính của nó là để cấp điện vào lưới điện nhờ bộ chuyển đổi từ dòng điện một chiều trong pin sang điện xoay chiều. Ngoài ra pin Mặt Trời còn được dùng trong các máy đo ánh sáng, máy tính bỏ túi, ôtô và máy bay chạy bằng pin Mặt Trời, … Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 124 - Theo dữ liệu đến hết năm 2007 cho biết toàn thế giới đạt 12400MW công suất điện Mặt Trời, trong đó khoảng 90% hoà vào mạng lưới điện chung, còn lại được lắp trên tường hay mái của nhiều toà nhà gọi là hệ thống tích hợp điện mặt trời cho toà nhà. Giáo án số 6 Bài 38. PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH I. Mục tiêu 1. Kiến thức - Nêu được phản ứng phân hạch là gì. - Giải thích được (một cách định tính) phản ứng phân hạch là phản ứng hạt nhân toả năng lượng. - Lí giải được sự tạo thành phản ứng dây chuyền và nêu điều kiện để có phản ứng dây chuyền. 2. Kĩ năng - Vận dụng kiến thức đã học để giải những bài toán liên quan. 3. Giáo dục KTTH&HN, giáo dục môi trƣờng. - Hiểu được nguyên tắc hoạt động của nhà máy điện nguyên tử. - Phát triển việc sử dụng năng lượng hạt nhân vì mục đích hoà bình. - Hiểu vai trò năng lượng nguyên tử đối với vấn đề bảo vệ môi trường. Từ đó có thái độ nghiêm túc trước vấn đề đó. II. Chuẩn bị 1. Giáo viên: - Tranh mô phỏng nhà máy điện nguyên tử, ảnh chụp sức công phá của năng lượng hạt nhân. - Ảnh chụp sự biến đổi trầm trọng của môi trường, ảnh hưởng đến sự sống do năng lượng hạt nhân gây ra. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 125 2. Học sinh: - Ôn lại kiến thức về phản ứng hạt nhân, sự phóng xạ. - Tìm hiểu về việc sử dụng năng lượng hạt nhân ở nước ta. III. Sơ đồ tiến trình xây dựng kiến thức. - Năng lượng của các phản ứng hạt nhân tạo nên một nguồn năng lượng mới. - Phản ứng hạt nhân phản ứng hạt nhân tự phát phản ứng hạt nhân kích thích - Những loại phản ứng hạt nhân nào đã được sử dụng ? - Cách khai thác các nguồn năng lượng ấy ra sao ? Phản ứng phân hạch (chỉ xét với phân hạch kích thích) Phản ứng nhiệt hạch Năng lượng phân hạch Phản ứng phân hạch dây chuyền S > 1: Phản ứng xảy ra không kiểm soát được  chế tạo bom nguyên tử S = 1: Phản ứng xảy ra kiểm soát được  Tận dụng năng lượng hạt nhân, xây dựng nhà máy điện nguyên tử S < 1: Phản ứng không xảy ra. Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của nhà máy điện nguyên tử GDKTTH&HN GDMT Huỷ diệt sự sống. rò rỉ phóng xạ Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 126 IV. Tiến trình dạy học Hoạt động 1 (2 phút): Xác định vấn đề cần nghiên cứu. Chúng ta đã biết năng lượng của phản ứng hạt nhân đã tạo nên một nguồn năng lượng mới cho nhân loại. Có rất nhiều phản ứng hạt nhân. Một trong các phản ứng đã được sử dụng là phản ứng phân hạch. Phản ứng phân hạch là gì ? Năng lượng của phản ứng được sử dụng ra sao ? - Nhận thức được vấn đề cần nghiên cứu. Hoạt động 2 (10 phút): Tìm hiểu cơ chế của phản ứng phân hạch. - Yêu cầu học sinh SGK mục 1. - Hỏi: Phản ứng phân hạch là gì ? - Nêu câu hỏi C1 - Yêu cầu học sinh đọc SGK để tìm hiểu về phản ứng phân hạch kích thích. Lưu ý: Để tạo ra phản ứng phân hạch của hạt nhân X, phải truyền cho X một năng lượng đủ lớn – giá trị tối - Đọc SGK, tìm hiểu về sự phân hạch. - Trả lời câu hỏi - Thảo luận nhóm về câu hỏi C1, đại diện nhóm trả lời. Phản ứng phân hạch khác với phóng xạ  vì các hạt tạo ra từ phản ứng phân hạch có cùng một cỡ khối lượng. - Tìm hiểu về phản ứng phân hạch kích thích. - Tiếp thu, ghi nhớ Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 127 thiểu của năng lượng này gọi là năng lượng kích hoạt, vào cỡ MeV. - Nêu câu hỏi C2 Gợi ý: Chú ý đến điện tích của prôton và nơtron. - Hỏi: Từ sơ đồ phản ứng phân hạch, viết phương trình của phản ứng phân hạch ? - Nhận xét: + Khi phân hạch, hạt nhân X* vỡ thành hai mảnh kèm theo một vài nơtron phát ra. + Quá trình phân hạch của X không trực tiếp mà phải qua trạng thái kích thích X * . - Thảo luận nhóm, đại diện nhóm trả lời câu hỏi C2 Vì prôton có điện tích dương, chịu tác dụng lực đẩy do các hạt nhân tác dụng, nên nếu dùng prôton thì không làm cho hạt nhân X chuyển lên trạng thái kích thích X * được. - Viết phương trình: *n X X Y Z kn     (k = 1, 2, 3) - Tiếp thu, ghi nhớ. Hoạt động 3 (11 phút): Tìm hiểu về năng lƣợng phân hạch – Phản ứng phân hạch toả năng lƣợng. - Hướng dẫn học sinh xét ví dụ điển hình: 1 235 236 * 95 138 1 0 92 92 39 53 03n U U Y I n     1 235 236 * 95 138 1 0 92 92 39 53 02n U U Xe Sr n     Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 128 - Các phép tính toán chứng tỏ rằng phản ứng phân hạch trên đây là phản ứng toả năng lượng, năng lượng đó gọi là năng lượng phân hạch. - Nêu ví dụ cụ thể cho từng phản ứng. - Yêu cầu học sinh tham khảo bảng 38.1 để biết sự phân bố của năng lượng giải phóng trong quá trình phân hạch của một hạt nhân urani tương ứng với các sản phẩm của phản ứng. - Hỏi: Hãy so sánh năng lượng tạo ra trong phản ứng phân hạch với năng lượng phóng xạ ? - Tiếp thu, ghi nhớ - Tham khảo bảng 38.1 - Trả lời: Năng lượng tạo ra trong phản ứng phân hạch lớn hơn nhiều so với trong năng lượng phóng xạ. Hoạt động 4 (10 phút): Tìm hiểu phản ứng phân hạch dây chuyền, phản ứng phân hạch có điều khiển. - Giới thiệu: Phản ứng dây chuyền là phản ứng tự duy trì vì sản phẩm của một bước lại gây ra bước tiếp theo. Hỏi: - Với điều kiện nào thì phản ứng dây chuyền không xảy ra ? - Với điều kiện nào thì có phản ứng phân hạch dây chuyền tự duy trì với năng lượng toả ra không đổi và kiểm soát được ? Năng lượng của phản ứng này được sử dụng như thế nào ? - Tiếp thu, ghi nhớ. Tìm hiểu SGK, trả lời câu hỏi: - ĐK: k < 1 - ĐK: k = 1 Thảo luận về vấn đề năng lượng trong trường hợp này được sử dụng như thế nào. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 129 Nhận xét câu trả lời và bổ sung: k = 1 là chế độ hoạt động của lò phản ứng hạt nhân trong nhà máy điện nguyên tử (năng lượng của phản ứng này được chuyển hoá thành điện năng). Nước ta có lò phản ứng hạt nhân ở Đà Lạt sản xuất đồng vị phóng xạ, công suất 500KW dùng cho nghiên cứu khoa học và ytế. Hoạt động 5 (5 phút): Giáo dục KTTH&HN, giáo dục môi trƣờng.  GDKTTH&HN: Tìm hiểu cấu tạo, hoạt động của lò phản ứng hạt nhân và nhà máy điện nguyên tử.  GDMT: Sử dụng năng lượng hạt nhân có an toàn cho môi trường không ? (Tờ rơi) - Với điều kiện nào thì có phản ứng phân hạch dây truyền tự duy trì với năng lượng toả ra tăng nhanh và không kiểm soát được ? Trong thực tế phản ứng này đã được dùng để làm gì ? Nhận xét câu trả lời và bổ sung: k > 1 là chế độ hoạt động của bom nguyên tử. Hậu quả của hai quả bom nguyên - Tìm hiểu cấu tạo và hoạt động của lò phản ứng hạt nhân và nhà máy điện nguyên tử. - Tìm hiểu thông tin trên tờ rơi - ĐK: k > 1 Thảo luận về vấn đề phản ứng này đã đựơc dùng để làm gì. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 130 tử do Mĩ thả xuống hai thành phố Hyroshima và Nagaky của Nhật Bản gây hậu quả khủng khiếp.  GDMT, phản đối vũ khí hạt nhân. - Tiếp thu, ghi nhớ Hoạt động 5 (5 phút): Vận dụng, củng cố. Yêu cầu học sinh: - Đọc phần ghi nhớ - Làm bài tập 3, 4 SGK Cá nhân hoàn thành yêu cầu của giáo viên. Hoạt động 6 (2 phút): Hƣớng dẫn học ở nhà - Làm bài tập trong SBT - Ôn lại kiến thức về phản ứng hạt nhân, phóng xạ. Nhận nhiệm vụ học tập Tờ rơi 1. Nhà máy điện hạt nhân 1 triệu KW, mỗi năm cần 30 tấn nguyên liệu hạt nhân. Loại nguyên liệu này hầu như không tiêu hao dưỡng khí của không khí. Nhà máy điện hạt nhân không có khói, bụi, nước thải và khí thải vào môi trường. Nhà máy thực sự an toàn nếu không có rò rỉ phóng xạ. 2. Sự cố rò rỉ hạt nhân trong lịch sử. Ngày 26/4/1986 nhà máy điện Trecnobưn của Liên Xô cũ bị nổ. Khí phóng xạ toả ra trong khí quyển, có tới 3,4% sản phẩm phân hạch ra ngoài trong đó có khoảng 20% là Iốt – 131 và Xêxi 137. 3. Tác hại của phóng xạ. Nhiễm độc phóng xạ gây chết người, bệnh máu trắng, u ác tính, đục thuỷ tinh thể, vô sinh, quái thai, …