Năng lượng và những ứng dụng năng lượng Mặt Trời vào thực tiễn dạy học dành cho học sinh lớp 5 tại Thành phố Hồ Chí Minh

Nghiên cứu về nội dung dạy học chủ đề Năng lượng trong CT GDPT 2018 môn Khoa học lớp 5, cụ thể là nội dung Năng lượng mặt trời, gió và nước chảy. Từ đó, đề xuất ý tưởng dạy học cho nội dung dạy học ứng dụng năng lượng Mặt Trời vào cuộc sống thực tiễn cho học sinh lớp 5 tại Thành phố Hồ Chí Minh.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Nguyễn Thị Ánh Tuyết GDTH832039 NĂNG LƯỢNG VÀ NHỮNG ỨNG DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI VÀO THỰC TIỄN DẠY HỌC DÀNH CHO HỌC SINH LỚP TẠI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Chuyên ngành: Giáo dục học (Giáo dục Tiểu học) Giáo viên hướng dẫn: TS Ngơ Thị Phương Tp Hồ Chí Minh, ngày 07 tháng 01 năm 2023 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH NĂNG LƯỢNG VÀ NHỮNG ỨNG DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI VÀO THỰC TIỄN DẠY HỌC DÀNH CHO HỌC SINH LỚP TẠI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Chuyên ngành: Giáo dục học (Giáo dục Tiểu học) Tp Hồ Chí Minh, ngày 07 tháng 01 năm 2023 i MỤC LỤC MỤC LỤC ii MỞ ĐẦU 1 Lí chọn đề tài Mục đích nghiên cứu đề tài Đối tượng, khách thể phạm vi nghiên cứu 3.1 Đối tượng nghiên cứu 3.2 Khách thể nghiên cứu 3.3 Phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Chương CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO VÀ NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI 1.1 Cơ sở lí luận lượng tái tạo 1.1.1 Khái niệm lượng, lượng tái tạo 1.1.2 Phân loại nguồn lượng tái tạo có nguồn gốc từ Mặt Trời 1.1.3 Ưu nhược điểm nguồn lượng có nguồn gốc từ Mặt Trời 1.2 Cơ sở thực tiễn 1.2.1 Vai trò lượng mặt trời đời sống người 1.2.2 Yêu cầu cần đạt Chương trình GDPT mơn Khoa học 2018 mạch nội dung Năng lượng mặt trời, gió nước chảy 1.2.3 Một số ứng dụng lượng mặt trời phổ biến CHƯƠNG MỘT SỐ ỨNG DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI VÀO THỰC TIỄN DẠY HỌC DÀNH CHO HỌC SINH LỚP TẠI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH 2.1 Câu hỏi gợi ý Bài 41: Năng lượng mặt trời sách giáo khoa Khoa học lớp hành 2.2 Xây dựng kế hoạch dạy học Ứng dụng lượng Mặt Trời sống TÀI LIỆU THAM KHẢO 11 ii MỞ ĐẦU Lí chọn đề tài Mặt trời nguồn lượng dồi mà người khai thác thoải mái tương lai xa – khoảng tỷ năm tới Theo tính tốn nhiều nhà khoa học, lắp kín pin lượng mặt trời vào tịa nhà cao 1km sản lượng điện mà tạo lên tới 200 MWp, đủ cung cấp cho khoảng 200.000 hộ gia đình Từ năm 50 kỷ trước, nguồn lượng mặt trời bắt đầu sử dụng rộng rãi Hiện nay, nước dẫn đầu lĩnh vực lượng mặt trời phải kể đến Đức, Trung Quốc, Nhật Bản, Ý, Mỹ, Pháp, Tây Ban Nha… Tại Việt Nam, lượng mặt trời khai thác phát triển, phổ biến nhiệt mặt trời (dùng để đun nước nóng, sưởi ấm/làm mát không gian…) điện Mặt Trời Nội dung môn Khoa học chương trình Giáo dục phổ thơng mơn Khoa học 2018 chia thành chủ đề nhỏ, dạy từ lớp 5, lớp xoay quanh chủ đề Trong đó, chủ đề Năng lượng bao gồm nội dung Ánh sáng; Âm thanh; Nhiệt Vai trò lượng; Năng lượng điện; Năng lượng chất đốt; Năng lượng mặt trời, gió nước chảy Từ thực tiễn nay, chương trình sách giáo khoa cho HS lớp chưa hoàn thiện tạo thêm ý tưởng dạy học cho chủ đề Năng lượng tiến hành nghiên cứu, phát triển đề tài “Năng lượng ứng dụng lượng Mặt Trời vào thực tiễn dạy học dành cho học sinh lớp Thành phố Hồ Chí Minh” Mục đích nghiên cứu đề tài Nghiên cứu nội dung dạy học chủ đề Năng lượng CT GDPT 2018 môn Khoa học lớp 5, cụ thể nội dung Năng lượng mặt trời, gió nước chảy Từ đó, đề xuất ý tưởng dạy học cho nội dung dạy học ứng dụng lượng Mặt Trời vào sống thực tiễn cho học sinh lớp Thành phố Hồ Chí Minh Đối tượng, khách thể phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu 3.1 Chủ đề Năng lượng Chương trình GDPT 2018 mơn Khoa học lớp 3.2 Khách thể nghiên cứu Nội dung Năng lượng mặt trời, gió nước chảy 3.3 Phạm vi nghiên cứu Chủ đề Năng lượng Chương trình GDPT 2018 mơn Khoa học để dạy học ứng dụng lượng Mặt Trời vào thực tiễn dành cho học sinh lớp Thành phố Hồ Chí Minh Phương pháp nghiên cứu Phương pháp phân tích tổng hợp lí thuyết: Phương pháp sử dụng để thu thập, chọn lọc đọc tài liệu liên quan đến vấn đề nghiên cứu: Chương trình GDPT tổng thể 2018, Chương trình GDPT mơn Khoa học 2018, Chương trình GDPT cấp Tiểu học năm 2006 Chương CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO VÀ NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI 1.1 Cơ sở lí luận lượng tái tạo 1.1.1 Khái niệm lượng, lượng tái tạo 1.1.1.1 Khái niệm lượng Theo từ điển Tiếng Việt từ điển Vật lý phổ thông: “Năng lượng đại lượng đặc trưng cho khả sinh công vật; thơng số liên quan đến q trình chuyển động vật chất, bao gồm từ trường hạt bản.” 1.1.1.2 Khái niệm lượng tái tạo Theo Giáo trình Cơ sở kỹ thuật lượng tái tạo, Phan Văn Quang (2017), lượng tái tạo lượng lấy từ nguồn nhiên liệu tự nhiên để chuyển hóa sang lượng điện nhiệt lượng mặt trời, lượng gió, lượng thủy điện, lượng nhiệt từ lịng đất (địa nhiệt), lượng từ nhiên liệu sinh học, lượng từ khí sinh học, lượng từ khí hydro, lượng sóng, lượng thủy triều * Một số quan điểm lượng - Năng lượng bền vững hệ thống lượng phục vụ nhu cầu mà không làm hại tới việc đáp ứng nhu cầu hệ tương lai Nguyên tắc chủ đạo cho bền vững phát triển bền vững, bao gồm bốn lĩnh vực kết nối lẫn nhau: sinh thái, kinh tế, trị văn hóa Khái niệm cịn bao gồm công nghệ tiên tiến để khai thác với hiệu suất cao, yếu tố tạo lượng có sẵn tự hàng triệu năm, song chưa có cơng nghệ cao để khai thác với hiệu suất cao Như vậy, hiểu hiệu suất cao lượng tái tạo hai đặc điểm quan trọng tạo nên lượng bền vững Năng lượng hạt nhân coi lượng bền vững lại chứa đựng nhiều rủi ro cho mơi trường nên đề cập - Năng lượng dạng lượng thỏa mãn yêu cầu đòi hỏi ngày tăng thêm phạm vi tồn cầu mà khơng gây dấu ấn làm tác hại đến cân mơi trường Nó đòi hỏi nhiều yếu tố hiệu suất cao, không ảnh hưởng đến môi trường, đáp ứng địi hỏi sử dụng, chuyển đổi có cơng nghệ lưu trữ sạch, tiện lợi cho trình sử dụng - Năng lượng xanh khái niệm hẹp lượng tái tạo, biểu thị nguồn lượng tái tạo công nghệ chế tạo lượng có lợi cho mơi trường Cơ quan bảo vệ môi trường Mỹ định nghĩa lượng xanh lượng chế tạo từ lượng Mặt trời, gió, địa nhiệt, sinh khối, trạm thủy điện nhỏ có tác động thấp đến mơi trường 1.1.2 Phân loại nguồn lượng tái tạo có nguồn gốc từ Mặt Trời - Năng lượng Mặt Trời sử dụng trực tiếp: Bức xạ Mặt Trời chuyển thẳng thành lượng có ích, nhiều cơng nghệ khác làm nước nóng, sưởi ẩm khơng khí nhà hay thắp sáng Năng lượng Mặt Trời biến đổi trực tiếp thành điện cách sử dụng modun pin Mặt Trời - Năng lượng Mặt Trời sử dụng gián tiếp: Bức xạ Mặt Trời chuyển thành dạng lượng khác gió, thủy điện, sóng, sinh khối Sinh khối nguồn lượng có khả tái sinh tồn phát triển nhờ ánh sáng mặt trời Các loài thực vật hấp thụ ánh sáng mặt trời để thực phản ứng quang hợp, biến đổi khống chất, nước ngun tố vơ khác thành chất hữu Phản ứng quang hợp phản ứng tạo thức ăn cho động vật Trong trình quang hợp, thực vật cịn hấp thụ khí cacbonic tạo oxy chất khí tạo sống trái đất 1.1.3 Ưu nhược điểm nguồn lượng có nguồn gốc từ Mặt Trời Nguồn lượng mặt trời nguồn lượng dồi dào, xanh, sạch, thân thiện với mơi trường Chi phí thực nguồn lượng giảm nhanh chóng dự kiến tiếp tục giảm năm lượng mặt trời thực nguồn lượng tương lai đầy hứa hẹn cho khả phát triển kinh tế môi trường bền vững Tuy nhiên lượng mặt trời có hạn chế phụ thuộc vào thời tiết ngày hoạt động vào ban ngày, để tạo nguồn điện lớn cần phải có khu vực rộng lớn để đặt pin mặt trời, pin dễ hư hỏng, tạo nguồn rác thải điện tử độc hại không xử lý cách 1.2 Cơ sở thực tiễn 1.2.1 Vai trò lượng mặt trời đời sống người Năng lượng mặt trời sử dụng toàn giới để sưởi ấm, sấy khô nông sản, làm muối… gần sử dụng để tạo điện 1.2.2 u cầu cần đạt Chương trình GDPT mơn Khoa học 2018 mạch nội dung Năng lượng mặt trời, gió nước chảy - Kể tên số phương tiện, máy móc hoạt động người sử dụng lượng mặt trời, gió nước chảy - Thu thập, xử lí thơng tin trình bày (bằng hình thức khác nhau) việc khai thác, sử dụng dạng lượng nêu 1.2.3 Một số ứng dụng lượng mặt trời phổ biến Sản xuất điện từ lượng mặt trời Sấy khô sản phẩm nông nghiệp Hệ thống sưởi ấm, làm mát thơng gió Máy nước nóng lượng mặt trời Năng lượng cho phương tiện máy bay Đồng hồ mặt trời Năng lượng cho phương tiện ô tô Máy tính xách tay lượng mặt trời Ứng dụng lượng mặt trời Bếp điện mặt trời xử lý nước CHƯƠNG MỘT SỐ ỨNG DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI VÀO THỰC TIỄN DẠY HỌC DÀNH CHO HỌC SINH LỚP TẠI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH 2.1 Câu hỏi gợi ý Bài 41: Năng lượng mặt trời sách giáo khoa Khoa học lớp hành Thông tin cung cấp: Mặt trời chiếu sáng sưởi ấm mn lồi, giúp cho xanh tốt, người động vật khỏe mạnh Cây xanh hấp thụ lượng mặt trời để sinh trưởng phát triển Cây thức ăn trực tiếp gián tiếp động vật Cây cung cấp củi đun Than đá, dầu mỏ, khí đốt tự nhiên hình thành lượng mặt trời Năng lượng mặt trời cịn gây nắng, mưa, gió, bão, … Trái Đất  Mặt Trời nguồn lượng chủ yếu, sống Trái Đất - Con người sử dụng lượng mặt trời cho sống nào? Câu trả lời gợi ý: Năng lượng mặt trời dùng để chiếu sáng, sưởi ấm, làm khô, đun nấu, phát điện, … - Ở địa phương bạn, lượng mặt trời sử dụng việc gì? Câu trả lời gợi ý: tắm biển, phơi cà phê, sử dụng pin mặt trời vệ tinh nhân tạo, làm muối, … 2.2 Xây dựng kế hoạch dạy học Ứng dụng lượng Mặt Trời sống Trường TH ……………… KẾ HOẠCH BÀI DẠY MÔN: KHOA HỌC – TUẦN … – TIẾT … Bài: ỨNG DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI TRONG CUỘC SỐNG GV giảng dạy: Thời gian thực hiện: ngày tháng năm I YÊU CẦU CẦN ĐẠT Về kiến thức - Kể tên số phương tiện, máy móc hoạt động người sử dụng lượng mặt trời Về kĩ - Thu thập, xử lí thơng tin trình bày (bằng hình thức khác nhau) việc khai thác, sử dụng dạng lượng mặt trời Về thái độ - Có ý thức học tập tích cực, kiên trì, tự giác xây dựng - Có ý thức sử dụng tiết kiệm điện - Giáo dục học sinh ham học Khoa học Phẩm chất, lực: - Năng lực tự chủ tự học, lực giao tiếp hợp tác, lực giải vấn đề sáng tạo, lực ngôn ngữ,… - Phẩm chất: chăm chỉ, trách nhiệm, nhân ái, có tinh thần hợp tác làm việc nhóm * KNS: Rèn kĩ tư phản biện, kĩ thuyết trình II ĐỒ DÙNG DẠY HỌC: Giáo viên - Giáo án - Bài giảng điện tử - Máy tính bỏ túi sử dụng lượng mặt trời, tranh ảnh phương tiện, máy móc hoạt động người sử dụng lượng mặt trời Học sinh - Sách giáo khoa - Bảng nhóm, bút lơng III TIẾN TRÌNH DẠY HỌC Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Hoạt động 1: Khởi động - HS tham gia trò chơi Truyền điện để nêu hoạt động người, động Trò chơi: Món quà bất ngờ - GV nhận xét, đánh giá vật, phương tiện, máy móc nguồn lượng cho hoạt động GV dẫn dắt giới thiệu Hoạt động 2: Tìm hiểu lượng mặt trời - GV chia nhóm, yêu cầu nhóm thảo luận câu hỏi: + Mặt trời cung cấp lượng cho Trái Đất - HS thảo luận nhóm đơi dạng nào? nhóm + Nêu vai trò lượng nặt trời - Thời gian: phút sống? + Nêu vai trò lượng mặt trời thời tiết khí hậu? - GV chốt: Than đá, dầu mỏ khí tự nhiên hình thành từ xác sinh vật qua hàng triệu năm Nguồn gốc lượng Mặt Trời Nhờ lượng mặt trời có q trình quang hợp cối sinh trưởng - GV mời HS nêu nhiệm vụ - Kể số ví dụ việc sử dụng lượng mặt trời sống hàng ngày - Kể tên số cơng trình, máy móc sử dụng lượng mặt trời HS tham gia Truyền điện thời gian phút - GV nhận xét cho HS quan sát tranh ảnh phương tiện, máy móc hoạt động người - HS quan sát sử dụng lượng mặt trời Hoạt động 3: Thực hành - HS thực thí nghiệm nhóm 5, tiến hành lựa chọn GV cho HS lựa chọn dụng cụ, vật liệu làm thí dụng cụ vật liệu, tiến hành nghiệm ứng dụng lượng mặt trời đời làm thí nghiệm ghi chép vào sống người phiếu báo cáo thí nghiệm - Dụng cụ, vật liệu ứng dụng lượng mặt trời làm khô vật: khăn tay bị ướt, hoa tươi, khăn giấy - Bộ thí nghiệm tìm hiểu phát điện sử dụng lượng Mặt Trời Gồm: pin Mặt Trời gắn giá có giắc cắm để lấy điện quay theo phía để đón ánh sáng động cơ, trục có lắp hình trịn nhựa, bề mặt chia thành phần qua tâm phần sơn màu riêng biệt (đỏ, lục, lam) để quan sát - Làm xe điều khiển chạy lượng mặt trời: Một pin Mặt Trời, bánh xe vàng, bánh xe (4 bánh xe vàng), động giảm tốc, cặp pin 3V, kính FPV, camera FPV, mạch sạc TX - RX GV cho HS xem video hướng dẫn HS cần trợ giúp: https://www.youtube.com/watch?v=CqyBow3bZa0 - Thuyền lượng mặt trời: + Nguyên liệu: Tấm pin lượng 5.5V, mô tơ máy bay 4V, dây nối, công tắc, xốp, keo nến, tăm xiên + Dụng cụ: dao rọc giấy, kéo, kìm GV cho HS xem video hướng dẫn HS cần trợ giúp: https://www.youtube.com/watch?v=5_NDaTJ_Klw GV nhận xét, tuyên dương trình thực thí nghiệm HS Hoạt động 4: Dặn dị - GV nhận xét tiết học - HS lắng nghe, ghi chép nhật kí học tập - Chuẩn bị IV ĐIỀU CHỈNH SAU TIẾT DẠY (NẾU CÓ): 10 TÀI LIỆU THAM KHẢO Bộ GD-ĐT (2006) Chương trình Giáo dục phổ thông (Ban hành kèm theo định số 16/2006/ QĐ – BGDĐT ngày 05 tháng năm 2006) Hà Nội Bộ GD-ĐT (2007) Khoa học NXB Giáo dục Việt Nam Bộ GD-ĐT (2018) Chương trình giáo dục phổ thông môn Khoa học (Ban hành kèm theo Thông tư số 32/2018/TT/BGDĐT ngày 26/12/2018 Bộ trưởng GD-ĐT) Hà Nội Phạm Thị Phương Thảo (2022) Phát triển lượng tái tạo tỉnh Bình Thuận: Luận văn Thạc sĩ Địa lí học chuyên ngành Địa lí học [Luận văn Thạc sĩ, Trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh] https://dlib.hcmue.edu.vn/flowpaper/simple_document.php?subfolder=17/92/61/&doc =17926193425877681534734119131833943946&bitsid=ffaa3ea9-b453-41eb-ae39f755f9a262af&uid=6c9a4600-e5b1-473a-846e-4a46fad4b652 nguồn lượng phát triển tồn cầu (25/03/2020) Trích dẫn https://evngenco2.vn/vi/news/thong-tin-tuyen-truyen/5-nguon-nang-luong-sachdang-duoc-phat-trien-tren-toan-cau-675.html 11 ... LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO VÀ NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI 1.1 Cơ sở lí luận lượng tái tạo 1.1.1 Khái niệm lượng, lượng tái tạo 1.1.2 Phân loại nguồn lượng. .. 2006 Chương CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO VÀ NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI 1.1 Cơ sở lí luận lượng tái tạo 1.1.1 Khái niệm lượng, lượng tái tạo 1.1.1.1 Khái niệm lượng Theo từ điển Tiếng... lớp xoay quanh chủ đề Trong đó, chủ đề Năng lượng bao gồm nội dung Ánh sáng; Âm thanh; Nhiệt Vai trò lượng; Năng lượng điện; Năng lượng chất đốt; Năng lượng mặt trời, gió nước chảy Từ thực tiễn