Tích hợp giáo dục bảo vệ môi trường trong dạy học vật lí 12

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC PHẠM MINH HẢI TÍCH HỢP GIÁO DỤC BẢO VỆ MƠI TRƯỜNG TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ 12 LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM VẬT LÍ HÀ NỘI - 2013 i ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC PHẠM MINH HẢI TÍCH HỢP GIÁO DỤC BẢO VỆ MƠI TRƯỜNG TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ 12 CHUN NGÀNH: LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC (BỘ MÔN VẬT LÍ) Mã số : 60 14 10 LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM VẬT LÍ Người hướng dẫn khoa học: TS NGÔ DIỆU NGA HÀ NỘI - 2013 ii LỜI CẢM ƠN Bằng tất lòng kính trọng biết ơn sâu sắc, tác giả xin gửi lời cám ơn trân thành đến: Đặc biệt TS Ngô Diệu Nga tận tình giúp đỡ, hướng dẫn, động viên tác giả lúc khó khăn Cảm ơn dành thời gian công sức dẫn hướng giúp tác giả hoàn thành tốt luận văn Các thầy giảng dạy lớp cao học khóa – Trường ĐHGD – ĐHQGHN truyền thụ cho chúng em kiến thức kinh nghiệm quý báu Xin cảm ơn Ban giám hiệu, thầy cô giáo tổ Lý, em học sinh trường THPT Nguyễn Huệ – Tỉnh Yên Bái tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả thực đề tài Cuối cùng, xin cảm ơn gia đình, bạn bè động viên hỗ trợ tác giả suốt thời gian qua Tác giả Phạm Minh Hải i DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT BVMT Bảo vệ môi trường ĐC Đối chứng GV Giáo viên HS Học sinh THPT Trung học phổ thông TN Thực nghiệm TNSP Thực nghiệm sư phạm ii MỤC LỤC Lời cảm ơn i Danh mục kí hiệu, chữ viết tắt ii Mục lục iii Danh mục bảng v Danh mục hình , đồ thị, sơ đồ vi MỞ ĐẦU Chương 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VẤN ĐỀ BẢO VỆ MƠI TRƯỜNG VÀ TÍCH HỢP GIÁO DỤC BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ 1.1 Cơ sở lý luận vấn đề bảo vệ mơi trường tích hợp giáo dục bảo vệ mơi trường dạy học 1.1.1 Những vấn đề chung môi trường 1.1.2 Giáo dục bảo vệ môi trường 11 1.1.3 Phương pháp tích hợp giáo dục bảo vệ mơi trường dạy học vật lí bậc Trung học phổ thơng 17 1.2 Thực tiễn vấn đề bảo vệ môi trường tích hợp giáo dục bảo vệ mơi trường dạy học 23 1.2.1 Tình hình bảo vệ mơi trường Việt Nam 23 1.2.2 Chủ trương Đảng Nhà nước, ngành Giáo dục đào tạo công tác giáo dục bảo vệ môi trường 26 1.2.3 Thực trạng việc tích hợp giáo dục bảo vệ mơi trường dạy học mơn Vật lí 12 28 Kết luận chương 30 Chương 2: THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH DẠY HỌC TÍCH HỢP GIÁO DỤC BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG Ở MỘT SỐ NỘI DUNG KIẾN THỨC VẬT LÍ 12 32 2.1 Mục tiêu tích hợp giáo dục bảo vệ mơi trường dạy học Vật lí 12 32 2.1.1 Về kiến thức 32 2.2.2 Về kĩ 33 iii 2.2.3 Về tình cảm, thái độ 33 2.2 Nội dung tích hợp giáo dục bảo vệ mơi trường dạy học Vật lí 12 34 2.3 Thiết kế tiến trình dạy học tích hợp giáo dục bảo vệ môi trường số nội dung kiến thức chương trình Vật lí 12 36 Kết luận chương 78 Chương 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 80 3.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm 80 3.2 Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 80 3.3 Đối tượng thực nghiệm sư phạm 80 3.4 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 80 3.5 Tiến trình thực nghiệm sư phạm 81 3.6 Kết thực nghiệm sư phạm 82 3.6.1 Cơ sở để đánh giá kết thực nghiệm sư phạm 82 3.6.2 Đánh giá định tính kết thực nghiệm sư phạm 82 3.6.3 Đánh giá định lượng kết thực nghiệm sư phạm 88 Kết luận chương 94 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 96 Kết luận 96 Khuyến nghị 97 TÀI LIỆU THAM KHẢO 98 iv DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 3.1: Đánh giá tỉ lệ trả lời câu hỏi kiểm tra 10 phút 88 Bảng 3.2: Kết kiểm tra 10 phút 88 Bảng 3.3: Thống kê câu trả lời kiểm tra cuối chương 89 Bảng 3.4: Thống kê kết điểm kiểm tra 90 Bảng 3.5: Xử lí kết để tính tham số 90 Bảng 3.6: Tổng hợp tham số , x S2, S, V Bảng 3.7: Tính tần suất tần suất luỹ tích hội tụ lùi 91 Bảng 3.8 Bảng kết hai đội tham gia trò chơi 93 v 91 DANH MỤC CÁC HÌNH, ĐỒ THỊ Trang Hình 3.1: HS lớp theo dõi phần trình bày bạn 83 Hình 3.2: Đại diện nhóm trình bày 84 Hình 3.3: HS thảo luận, chấm nhóm bạn 85 Hình 3.4: HS tự đánh giá kết làm việc cá nhân nhóm 86 Hình 3.5: GV thể chế hóa kiến thức 86 Hình 3.6 HS lớp ĐC học 87 Đồ thị 3.1: Đường phân bố tần suất 92 Đồ thị 3.2 Đường phân bố tần suất luỹ tích hội tụ lùi 92 vi MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Mơi trường có vai trò quan trọng đời sống Đó khơng nơi tồn tại, sinh trưởng phát triển mà nơi lao động nghỉ ngơi, hưởng thụ trau dồi nét đẹp văn hóa, thẩm mĩ…Đó khơng gian sinh sống người sinh vật, nơi chứa đựng nguồn tài nguyên cần thiết cho đời sống sản xuất, nơi chứa đựng, phân hủy phế thải người tạo sống hoạt động sản xuất; đồng thời nơi lưu giữ, cung cấp thông tin khứ, tại, tương lai; lưu giữ, cung cấp thông tin đa dạng nguồn gen, loài động thực vật, hệ sinh thái tự nhiên, cảnh quan thiên nhiên… Trong năm gần tốc độ phát triển khu công nghiệp, với tốc độ tăng trưởng kinh tế toàn cầu, kinh tế nước ta phát triển nhanh chóng, khoa học kỹ thuật, công nghệ phát triển giúp người lao động thủ cơng thay máy móc Năng suất lao động tăng nâng mức sống người ngày cao, mức sống nhân dân ngày cải thiện rõ rệt Nhưng bên cạnh kết thu khơng tác hại riêng nó, chất thải công nghiệp gây ảnh hưởng môi trường ngày cao trở thành nạn ô nhiễm Kinh tế tăng trưởng xã hội phát triển dân số nhanh, sinh hoạt người đa dạng phong phú dẫn đến chất thải ngày nhiều gây ô nhiễm mơi trường sống Đứng trước tình trạng này, người phải có biện pháp làm mơi trường sống Do đó, bảo vệ mơi trường vấn đề mang tính sống đất nước, nhân loại, yếu tố định phát triển bền vững, liên quan chặt chẽ tới phát triển kinh tế - xã hội, gắn liền với đấu tranh xóa đói, giảm nghèo, đảm bảo cơng xã hội, ổn định trị an ninh quốc gia Yếu tố môi trường ngày ảnh hưởng tới chất lượng sản phẩm hàng hóa, lực cạnh tranh kinh tế Mơi trường ảnh hưởng trực tiếp đến phát triển thể chất người, phát triển giống nòi Vì mục tiêu đào tạo người giai đoạn nước ta phát triển người tồn diện “Cao trí tuệ, cường tráng thể chất, phong phú tinh thần, sáng đạo đức” Chính nhà trường cần làm tốt việc giáo dục bảo vệ mơi trường, có vai trò quan trọng lực lượng thanh, thiếu niên lực lượng nòng cốt, tương lai đất nước chiếm với lực lượng đông xã hội vào khoảng 1/3 nhân loại Chúng ta phải giáo dục việc bảo vệ mơi trường với tồn thể học sinh lực lượng động, có hai mặt: Xấu: Tự tàn phá thiên nhiên, gây ô nhiễm môi trường cân sinh thái; Tốt: Nếu nhận thức thành viên có ý thức, thực tốt lực lượng tốt bảo vệ, khơi phục thiên nhiên, góp phần xóa đói giảm nghèo, cải thiện sức khỏe người Bộ Giáo dục Đào tạo đạo sở giáo dục nước tổ chức triển khai nhiệm vụ giáo dục bảo vệ môi trường thực hoạt động giáo dục bảo vệ môi trường nhà trường Xác định nhiệm vụ trọng tâm cho giáo dục phổ thông trang bị cho học sinh kiến thức, kĩ môi trường bảo vệ mơi trường hình thức phù hợp cho mơn học thơng qua hoạt động ngoại khóa, ngồi lên lớp, xây dựng mơ hình nhà trường xanh – – đẹp phù hợp với vùng miền.Trong thời gian qua, nhiều nội dung giáo dục bảo vệ môi trường thực đạt kết định Tuy nhiên, công tác giáo dục bảo vệ mơi trường chưa thật làm cho học sinh hiểu biết sâu sắc, đầy đủ, chưa thật có kiến thức mơi trường để tự giác thực Việc tích hợp giáo dục bảo vệ môi trường môn học thật cần thiết, nhằm nâng cao hiểu biết người học ý thức tự giác bảo vệ môi trường Việc vận dụng tư tưởng dạy học tích hợp vào trình dạy học cần thiết, xu hương dạy học nhiều nước giới quan tâm Ở Việt Nam, dạy học tích hợp triển khai từ năm 60 đến việc nghiên cứu vận dụng chưa phổ biến Vì lí trên, tơi lựa chọn đề tài: “Tích hợp giáo dục bảo vệ mơi trường dạy học Vật lí 12” Mục tiêu nghiên cứu Nghiên cứu hệ thống quan điểm lý luận giáo dục bảo vệ mơi trường việc tích hợp giáo dục bảo vệ môi trường dạy học Vật lí để thiết kế số phương án dạy học Vật lí 12 tích hợp giáo dục bảo vệ môi trường Nhiệm vụ nghiên cứu - Nghiên cứu hệ thống quan điểm lý luận bảo vệ môi trường - Nghiên cứu lý luận tích hợp giáo dục bảo vệ môi trường dạy học Phụ lục 3: Hệ thống câu hỏi đáp án thi “Tìm hiểu hạt nhân nguyên tử” HỆ THỐNG CÂU HỎI PHẦN THI “HIỂU BIẾT CỦA EM” Câu Cho ba hạt nhân X, Y Z có số nuclôn tương ứng AX, AY, AZ với AX = 2AY = 0,5AZ Biết lượng liên kết hạt nhân tương ứng ΔEX, ΔEY, ΔEZ với ΔEZ < ΔEX < ΔEY Sắp xếp hạt nhân theo thứ tự tính bền vững giảm dần A Y, X, Z B Y, Z, X C X, Y, Z D Z, X, Y Câu Nếu hít lượng loại tia phóng xạ gây tổn thương mặt sinh học nhiều nhất: A Tia  B Tia  C Tia  D Tia X Câu Chọn câu trả lời sai: A Sau khoảng thời gian hai lần chu kỳ bán rã, chất phóng xạ lại phần tư khối lượng ban đầu B Sau khoảng thời gian ba lần chu kỳ bán rã, chất phóng xạ lại phần chín khối lượng ban đầu C Sau khoảng thời gian ba lần chu kỳ bán rã, chất phóng xạ lại phần tám khối lượng ban đầu D Sau khoảng thời gian hai lần chu kỳ bán rã, chất phóng xạ bị phân rã ba phần tư khối lượng ban đầu Câu Đồng vị Rn222 có phóng xạ , đồng vị có nguy gây ung thư phổi cho người cao Những vật liệu sau có khả tạo khí Radon nhà: A Tường nhà gạch, xi măng B Vật dụng gỗ C Các thiết bị điện dân dụng D Các đồ dùng nhựa Câu Phát biểu sau sai nói tượng phóng xạ? A Trong phóng xạ , hạt nhân có số nơtron ln nhỏ số nơtron hạt nhân mẹ B Trong phóng xạ -, hạt nhân mẹ hạt nhân có số khối nhau, số prơtơn khác C Trong phóng xạ , có bảo tồn điện tích nên số prơtơn bảo tồn 101 D Trong phóng xạ +, hạt nhân mẹ hạt nhân có số khối nhau, số nơtron khác Câu Biết đồng vị phóng xạ 14 C có chu kì bán rã 5730 năm Giả sử mẫu gỗ cổ có độ phóng xạ 200 phân rã/phút mẫu gỗ khác loại, khối lượng với mẫu gỗ cổ đó, lấy từ chặt, có độ phóng xạ 1600 phân rã/phút Tuổi mẫu gỗ cổ cho là: A 1910 năm B 2865 năm C 11460 năm D 17190 năm Câu Đặc điểm sau ưu điểm lượng điện hạt nhân: A Bảo tồn nguyên liệu hóa thạch B Cung cấp sản lượng điện lớn C Không gây ô nhiễm cho mơi trường D Khơng gây hiệu ứng khí nhà kính Câu Ngày 11/3/2011 động đất sóng thần Nhật Bản làm hư hại hệ thống làm mát nhà máy điện hạt nhân Fukushima I, tạo nên đám mây bụi phóng xạ lan ngồi Nhiều người dân hít phải đồng vị phóng xạ I-131 có chu kì bán rã ngày Giả sử sau họ khơng hít phải đồng vị phóng xạ I-131 sau ngày lượng chất phóng xạ thể người là: A Bằng 1/2 lượng ban đầu B Nhỏ 1/2 lượng ban đầu C Lớn 1/2 lượng ban đầu D Bằng lượng ban đầu Câu Hạt nhân triti (T) đơteri (D) tham gia phản ứng nhiệt hạch sinh hạt  hạt nơtrôn Cho biết độ hụt khối hạt nhân triti mT = 0,0087u, hạt nhân đơteri mD = 0,0024u, hạt nhân X mα = 0,0305u; 1u = 931MeV/c2 Năng lượng toả từ phản ứng bao nhiêu? A ΔE = 18,0614MeV B ΔE = 18,0614J C ΔE = 38,7296MeV D ΔE = 38,7296J Câu 10 Để làm giảm độ phóng xạ nhà ta nên: A Đặt xanh nhà B Không sử dụng thiết bị điện C Mở rộng cửa thơng gió D Đặt đá phong thủy nhà Câu 11 Trong phản ứng hạt nhân toả lượng, đại lượng sau hạt sau phản ứng lớn so với lúc trước phản ứng A Tổng độ hụt khối hạt B tổng khối lượng hạt C Tổng vectơ động lượng hạt D tổng số nuclôn hạt 102 Câu 12 Tia phóng xạ ứng dụng bảo vệ mơi trường biện pháp sau đây? A Sử lý khói thải loại trừ khí gây nhiễm mơi trường B Chiếu xạ vào bùn thải để diệt khuẩn C Chiếu tia phóng xạ vào rác thải để chế biến thành phân bón D Pha trộn đồng vị phóng xạ vào nước thải để diệt khuẩn Câu 13 Một nhà máy điện ngun tử có cơng suất phát điện 1920MW, dùng lượng phân hạch hạt nhân U235 với hiệu suất 30% Trung bình hạt U235 phân hạch tỏa lượng 200MeV Trong 365 ngày hoạt động, nhà máy tiêu thụ khối lượng U235 nguyên chất là: A 1585 kg B 2462 kg C 3216 kg D 10477 kg Câu 14 Năng lượng nhiệt hạch gây tượng sau đây? A Ô nhiễm phóng xạ B Ô nhiễm ánh sáng C Ô nhiễm nhiệt D Ô nhiễm sóng điện từ Câu 15 Mặt trời có cơng suất xạ tồn phần 3,8.1026 (W) Chu trình cacbon nitơ đóng góp 34% vào công suất xạ Mặt Trời Biết chu trình toả lượng 26,8 MeV Hỏi sau phút Mặt Trời khối lượng Hêli tạo chu trình cácbon-nitơ A 11 (tỉ tấn) B 12 (tỉ tấn) C (tỉ tấn) D 10 (tỉ tấn) ĐÁP ÁN PHẦN THI “HIỂU BIẾT CỦA EM” Câu Chọn A Vì: hạt nhân có lượng liên kết riêng lớn bền vững lượng liên kết riêng tính cơng thức:   E nên hạt nhân Y có E lớn A A nhỏ nên  lớn nhất, hạt nhân Y bền nhất, sau đến hạt nhân X cuối hạt nhân Z Câu Chọn B Vì: Tia  có khả ion hóa mạnh nên tạo lượng lớn sản phẩm ion hóa thời gian ngắn mật độ ion cao, ion làm tổn thương lâu dài đến mơ ảnh hưởng đến tồn hoạt động tế bào, gây nguy ung thư, khuyết tật di truyền đến hệ sau, nồng độ cao gây tử vong Các loại tia khác có khả 103 đâm xuyên mạnh, khả ion hóa hơn, tạo ion mật độ thấp nên ảnh hưởng vùng rộng nên không mạnh tia  tập trung vùng nhỏ Vì hít lượng tia  có khả gây tổn thương mặt sinh học nhiều loại tia phóng xạ khác Câu Chọn B Vì: Theo cơng thức định luật phóng xạ có: N  No 2t / T , sau thời gian t = 3T N = No/8 Câu Chọn A Vì gạch xi măng số loại vật liệu xây dựng khác có chứa lượng Radon định gây nhiễm phóng xạ nhà Còn vật dụng gỗ, nhựa, thiết bị điện không gây ô nhiễm phóng xạ Câu Chọn C Vì khơng phải tất hạt tham gia sinh sau phản ứng hạt nhân mà hạt sơ cấp, nên có định luật bảo tồn điện tích, khơng có định luật bảo tồn số prơtơn Câu Chọn D Vì thời gian phút nhỏ so với chu kì bán rã C14 (5730 năm) nên coi số hạt phân rã phút tương đương độ phóng xạ chất thời điểm Theo cơng thức tính độ phóng xạ: H  H o 2t / T suy thời gian t Câu Chọn C Năng lượng điện hạt nhân có gây nhiễm phóng xạ nhiễm nhiệt cho mơi trường, phản ứng phân hạch tạo đồng vị phóng xạ phản ứng nhiệt hạch lại xảy điều kiện nhiệt độ cao Câu Chọn B Vì ngồi chu kì bán rã đồng vị I-131 lượng chất phóng xạ ngồi q trình tiết thể Nên chất phóng xạ vào thể phân rã nhanh mức độ phân rã vật lí Câu Chọn A Theo cơng thức tính lượng phản ứng ta có: E = (mT + mD – m – mn).c2 = (m – mT – mD).c2 = 18,0614 MeV 104 Câu 10 Chọn C Vì mở rộng thơng gió khơng khí nhà liên tục trao đổi, làm giảm nồng độ chất phóng xạ nhà đồng vị Rn222 Câu 11 Chọn A Vì có định luật bảo tồn số khối, mặt khác, với phản ứng tỏa lượng tổng khối lượng hạt trước phản ứng lớn tổng khối lượng hạt sau phản ứng, nên độ hụt khối hạt sau lớn độ hụt khối hạt trước phản ứng Câu 12 Chọn D Vì ta dùng phương pháp chiếu xạ để diệt khuẩn, loại bỏ khí độc khơng trộn đồng vị phóng xạ vào chất thải làm tăng nhiễm phóng xạ cho chất thải Câu 13 Chọn B Vì: Điện cần cung cấp 365 ngày là: Eđ = P.t = 1920.106.365.86400 = 6,055.1016 (J) Năng lượng phản ứng cung cấp là: H Eđ E 100% => E  đ 100%  2,018.1017 ( J ) E H Số phản ứng thực số hạt U235 phân hạch nên khối lượng U235 cần dùng là: m N E     2642 (kg) NA E.N A Câu 14 Chọn C Vì phản ứng nhiệt hạch xảy nhiệt độ cao, sản phẩm phản ứng hạt nhân bền khơng có tính phóng xạ, nên phản ứng nhiệt hạch có khả gây nhiễm nhiệt Câu 15 Chọn B Vì lượng xạ mặt trời phút là: E = P.t = 3,8.1026.60 = 2,28.1028 (J) Năng lượng chu trình cacbon – nitơ chiếm 34% nên có giá trị là: E’ = E.0,34 = 7,752.1027 (J) Cứ chu trình tạo hạt nhân Heli khối lượng Heli tạo thành phút là: m N E'     1,2.1016 ( g )  12 (tỉ tấn) NA E.N A 105 CHỦ ĐỀ PHẦN THI “HÙNG BIỆN” Chủ đề: Vì giới ngày mai cần lượng hạt nhân ĐÁP ÁN u cầu nêu ý sau: - Mơi trường sống bị ảnh hưởng nghiêm trọng (tài nguyên cạn kiệt, chất thải nhiều, gây hiệu ứng khí nhà kính, thiếu lượng ) vì: cách mạng nông nghiệp, công nghiệp, y học, dân số tăng nhanh - Nhu cầu sử dụng lượng nhân loại ngày tăng, nguồn lượng điện nhiệt điện, thủy điện gây tổn hại cho môi trường nghiêm trọng - Các nguồn lượng mặt trời, gió, sinh nhiệt cơng nghệ hạn chế, sản lượng thấp chưa đủ đáp ứng nhu cầu lượng ngày cao nhân loại - Tính cần thiết lượng hạt nhân: có nhiều ưu điểm vượt trội: + Cung cấp sản lượng điện lớn phạm vi toàn cầu + Phát thải khí nhà kính, nguy hại cho môi trường + Bảo tồn nguồn ngun liệu hóa thạch cho hệ sau + Lượng chất thải có độ nguy hiểm cao nhiều so với nhà máy sản xuất điện khác bảo quản không phát thải trực tiếp môi trường cách sản xuất điện khác + Ngồi tạo lượng sạch, cơng nghệ hạt nhân giúp người lấy đồng vị phóng xạ có ích cho nhiều lĩnh vực: y học, cơng nghiệp, nông nghiệp, nghiên cứu - Tuy nhiên: cần tiếp tục nghiên cứu để nâng cao độ an toàn cho nhà máy điện hạt nhân, bảo quản sử lý chất thải cần có kế hoạch lâu dài an toàn cho hệ mai sau 106 Phụ lục 4: Các giáo án Power Point Bài: Sóng điện từ Khái niệm Đặc điểm SĨNG ĐIỆN TỪ KHÁI NIỆM: Quá trình lan truyền điện trường từ trường biến thiên không gian dạng sóng gọi sóng điện từ - Tính chất Ứng dụng Tác động Slides Slides ĐẶC ĐIỂM - Lan truyền với vận tốc vận tốc ánh sáng - Có liên hệ đại lượng đặc trưng sóng:  = v.T = v/f - Là sóng ngang - Truyền loại mơi trường kể chân khơng - TÍNH CHẤT - Q trình truyền sóng q trình truyền lượng Năng lượng sóng tỉ lệ với f4 - Tuân theo quy luật: truyền thẳng, phản xạ, khúc xạ - Tuân theo quy luật: giao thoa, nhiễu xạ… - Slides Slides ỨNG DỤNG - Dùng thông tin liên lạc - Dùng y học - Dùng nông nghiệp - Dùng công nghiệp - Dùng thiết bị phục vụ sống - TÁC ĐỘNG: Đến sinh trưởng phát triển động, thực vật người - Giảm khả sinh trưởng phát triển… - Tổn thương mô tế bào - Rối loạn hệ tuần hoàn, thần kinh, nội tiết… Slides Những hạt gần thiết bị phát sóng (phải)khơng nảy mầm, hạt khơng gần thiết bị phát sóng mọc bình thường (Ảnh: MNN) Slides Ảnh ch p ng ng nói ch y n ĐTDĐ (Bild) Slides Nói chuyện điện thoại di động nửa ngày làm tăng nguy bị ung thư não tới 40% Slides 107 Những ứ trẻ mà mẹ dùng i n thoại di ộng trước s sinh có tới 80% ề có bất thường cảm xúc, tính cách, hiế ộng thái gặp vấn ề với bạn tr ng lứ Phổ mà cho l n tr yền sóng wifi khơng gian Slides Slides 10 CÁCH HẠN CHẾ TÁC HẠI CỦA SÓNG ĐIỆN TỪ: - Hạn chế sử dụng thiết bị điện - Mở thoáng cửa nhà - Để hoa, xanh nhà, trồng thêm xanh xung quanh nơi - Chế độ ăn uống: uống trà xanh, ăn đậu xanh, ăn tỏi sống… - Vệ sinh sẽ, rửa mặt thường xuyên… Slides 11 Slides 12 Bài: Phóng xạ HIỆN TƯỢNG PHĨNG XẠ Hiện tượng phóng xạ • Định nghĩa: Hạt nhân khơng bền tự phát phân rã, phát tia phóng xạ biến đổi thành hạt nhân khác gọi tượng phóng xạ • Đặc điểm: Hiện tượng phóng xạ phụ thuộc chất hạt nhân phóng xạ, khơng phụ thuộc yếu tố thuộc mơi trường ngồi • Hạt nhân phóng xạ hạt nhân mẹ; hạt nhân sản phẩm hạt nhân • - Các tia phóng xạ PHĨNG XẠ Định luật phóng xạ Độ phóng xạ Đồng vị phóng xạ Ứng dụng Slides Slides Tia  Các tia phóng xạ Bản chất: hạt nhân He Bị lệch hướng điện, từ trường Tia  Tia  Tính chất Tia  Khả ion hóa mạnh Khả đâm xuyên yếu… Slides Slides 108  : Hạt electron (e ) Bản chất Bản chất: Sóng điện từ có bước sóng ngắn ( ≤ 10-11 m) + : Hạt poziton (e+ ) Bị lệch hướng điện, từ trường Tia  Không bị lệch hướng điện, từ trường Tia  Khả ion hóa tia  Tính chất Tính chất Khả đâm xuyên mạnh Khả đâm xuyên mạnh tia  Có thể kèm theo phóng xạ  … Xuất hạt nơtrino phản nơtrino… Slides Chuyển động với vận tốc ánh sáng Slides KHÁI NIỆM TIA PHÓNG XẠ Tác hại nhiễm phóng xạ • Tia phóng xạ theo nghĩa gốc dòng hạt chuyển động nhanh phóng từ chất phóng xạ (các chất có hạt nhân ngun tử khơng bền) Các hạt phóng xạ chuyển động thành dòng định hướng • Như vậy: Ngồi tia phóng xạ , ,  có dòng hạt nơtrơn, nơtrinơ tia phóng xạ • Gây tổn thương cho mơ tế bào lớn • Gây nguy ung thư phổi, ung thư xương ung thư tuyến giáp cao • Gây đột biến, dị dạng có tế bào lỗi bị phơi nhiễm phóng xạ • Có khả gây tử vong với lượng xạ lớn Slides Slides Tác hại ô nhiễm phóng xạ Tác động khí phóng xạ radon gây ung thư phổi Slides Mayra Zhumageldina tắm cho cô gái Zhannoor 16 tuổi mắc chứng đầu nhỏ bị biến dạng cột sống ảnh hưởng phóng xạ Cơ bé sống người thực vật, khơng có khả suy nghĩ, nói chuyện hay làm động tác Slides 10 Rau biến dạng nhiễm phóng xạ Cà chua kết thành đoàn lớn giống cục bướu sưng đào dính liền với giống hình số Bệnh nhân nhiễm phóng xạ Berik mẹ ngơi làng ngày 19/11/2008 Nhà lãnh đạo cố Nhà nước Palestine, ông Yasser Arafat, nạn nhân nghi án đầu độc chất độc phóng xạ Po-210 Bắp cải lớn lần bình thường Củ có ngón tay Slides 11 Slides 12 109 Định luật phóng xạ Cách làm giảm tác hại phóng xạ nhà • Mở rộng cửa thống gió để khơng khí lưu thơng • Nên sống nhà làm tre, gỗ thay cho loại vật liệu gạch, xi măng, đá… • Khơng nên dùng đá phong thủy nhà • Nên để giày, dép có dính đất ngồi cửa, phủi bụi đất quần áo trước vào nhà • Rửa loại rau, củ, quả, vệ sinh thân thể, uống nhiều nước sạch… Công thức định luật phóng xạ: N  N o 2t / T  N o e t Định luật phóng xạ: Trong q trình phân rã, số hạt nhân phóng xạ giảm theo thời gian theo định luật hàm số mũ Slides 13 Slides 14 Độ phóng xạ Đồng vị phóng xạ Cơng thức tính độ phóng xạ: H  N   H o 2t / T  H o e t • Đồng vị phóng xạ đồng vị có tính phóng xạ • Đồng vị phóng xạ ngun tố hóa học có tính chất hóa học đồng vị bền nguyên tố Độ phóng xạ: Đặc trưng cho tính phóng xạ mạnh hay yếu lượng chất phóng xạ Độ phóng xạ lượng chất phóng xạ giảm theo thời gian theo định luật hàm số mũ - Slides 15 Slides 16 Ứng dụng đồng vị phóng xạ • Trong Y học: Dùng chuẩn đoán bệnh, điều trị bệnh xạ trị, sát trùng, diệt khuẩn dụng cụ • Dùng khảo cổ học: xác định niên đại cổ vật gốc sinh vật; Chụp rõ hoa văn phát vết rạn nứt cổ vật • Dùng cơng nghiệp: Đo độ dày vật liệu, kiểm tra chất lượng sản phẩm, tăng khả chịu nhiệt • Dùng nông nghiệp: Gây đột biến gen, tạo giống mới, triệt sâu hại kĩ thuật vô sinh • Dùng lĩnh vực bảo vệ môi trường: Sử lí khói thải, bùn thải, nước thải cơng nghiệp sinh hoạt Slides 17 Slides 18 Giống nho không hạt, giống lúa kháng sâu bệnh, giống chuối đột biến gien cho suất cao nhờ ứng dụng đồng vị phóng xạ nghiên cứu Việt Nam, trồng Bình Thuận Ứng dụng cơng nghệ hạt nhân y học để chiếu chụp, chuẩn đoán bệnh Hoa lưu ly trước sau chiếu tia phóng xạ Ảnh: Viện Nghiên cứu hạt nhân Đà Lạt Trị xạ phần khác thể Slides 19 Slides 20 110 Bài: Phản ứng phân hạch Định nghĩa ĐỊNH NGHĨA • Một hạt nhân nặng vỡ thành hai mảnh nhẹ PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH (có khối lượng cỡ) hấp thụ nơtron Đặc điểm nhiệt gọi phản ứng phân hạch hạt nhân • - Ứng dụng Slides Slides ĐẶC ĐIỂM PHẢN ỨNG DÂY CHUYỀN • Thuộc loại phản ứng hạt nhân tỏa lượng, lượng tỏa phản ứng cỡ 200 MeV • Hạt tham gia phản ứng hạt nhân nặng bền hạt sinh sau phản ứng • Hạt sinh sau phản ứng hai hạt nhân có số khối trung bình (thường đồng vị phóng xạ) vài nơtron có khả tạo phản ứng dây chuyền • Phương trình tổng quát cho phản ứng phân hạch có dạng: A1 A2 235 n 92 U Z1 X  Z X  k 0n • Liên hệ hệ số nhân nơtron với phản ứng dây chuyền: + Nếu k < 1: phản ứng dây chuyền không xảy + Nếu k = 1: phản ứng dây chuyền điều khiển + Nếu k > 1: phản ứng dây chuyền khơng điều khiển • Điều kiện xảy phản ứng phân hạch dây chuyền: + Hệ số nhân nơtron k ≥ + Khối lượng nhiên liệu phải có giá trị tối thiểu gọi khối lượng tới hạn Slides Slides ĐÁP ÁN BÀI TẬP CÂU Năng lượng tỏa tối thiểu phản ứng E = (mU + mn – mX – mLa – 2mn).c2 = 214,3162 MeV Năng lượng tỏa 1kg U235 phân hạch hoàn toàn E  N E   5,49.10 m  26 N A E  1000 6,02.10 23.214,3162 235 MeV  8,78.1013 ( J ) Lượng than đá cần đốt là: m'  Phản ứng phân hạch dây chuyền U235 Ảnh: blogspot.com Slides E   8,78.1013  3,03.106 (kg)  3030 (tấn) 2,9.107 Slides Lò phản ứng hạt nhân ỨNG DỤNG CỦA PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH Kiểm sốt Nhà máy điện hạt nhân Khơng kiểm sốt Bom hạt nhân phân hạch LÒ PHẢN ỨNG HẠT NHÂN: thiết bị điều khiển kiểm soát phản ứng phân hạch để thu nhiệt phản ứng tạo lấy đồng vị phóng xạ Ảnh: britannica.com Slides Slides 111 SƠ ĐỒ CẤU TẠO LÒ PHẢN ỨNG NƠTRON NHIỆT Trong lõi lò phản ứng, nguyên tố urani plutoni nạp vào nhiên liệu (màu đỏ) chìm nước Các điều khiển (màu đen) để làm nhanh chậm trình phân hạch nhiên liệu hạt nhân đặt bên nhiên liệu Ảnh: NHK Slides Slides 10 Theo thời gian, nhiên liệu hạt nhân biến thành nguyên tố nhẹ gây nên phản ứng phân hạch Nếu không tái chế làm giàu, chúng trở thành chất thải hạt nhân Ảnh: globalnuclearpower.eu VAI TRÒ CỦA LÒ PHẢN ỨNG HẠT NHÂN • Lấy lượng tỏa từ phản ứng chuyển hóa thành dạng lượng khác để sử dụng Ví dụ làm quay tuabin để phát điện • Lấy đồng vị phóng xạ sản phẩm phân hạch để dùng cho lĩnh vực: y tế, công nghiệp, nông nghiệp, nghiên cứu Slides 11 Slides 12 NHÀ MÁY ĐIỆN HẠT NHÂN NHÀ MÁY ĐIỆN HẠT NHÂN • Cấu tạo gồm hai phận là: - Lò phản ứng hạt nhân - Máy phát điện * Hoạt động: Lò phản ứng hạt nhân hoạt động, chất tải nhiệt sau chạy qua vùng tâm lò phản ứng hạt nhân chạy qua phận trao đổi nhiệt, cung cấp nhiệt Nhà máy điện hạt nhân Fukushima – Nhật Bản cho lò sinh hơi, nước làm chạy turbin phát điện Nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận – Việt Nam nhà máy điện thông thường Slides 13 Slides 14 ƯU VÀ NHƯỢC ĐIỂM CỦA NHÀ MÁY ĐIỆN HẠT NHÂN Sơ đồ hoạt động nhà máy điện hạt nhân Ảnh: scanada.com • Ưu điểm: - Phát thải khí gây hiệu ứng nhà kính - Có thể cung cấp sản lượng điện cao - Có thể đồng thời lấy lượng số đồng vị phóng xạ sử dụng cho lĩnh vực khác • Nhược điểm: - Tạo chất thải phóng xạ gây nhiễm phóng xạ cho mơi trường - Rủi ro cao: Mặc dù có tiêu chuẩn an tồn cao tai nạn xảy Hậu tai nạn lại có sức tàn phá lớn tới người lẫn tự nhiên - Nguồn nguyên liệu cho phản ứng phân hạch khan Slides 15 Slides 16 112 BOM HẠT NHÂN PHÂN HẠCH Sức sống hoa hướng dương cánh đồng ngơ xanh tốt tín hiệu khẳng định điện hạt nhân có độ an tồn cao Lượng khói thải làm nhà máy điện hạt nhân xem khắc tinh biến đổi khí hậu • Có hai loại bom hạt nhân phân hạch chế tạo bom Uranium bom Plutonium • Nguyên tắc hoạt động: phản ứng phân hạch khơng kiểm sốt với hệ số nhân nơtron k > • Nguyên tắc chế tạo: có từ khối lượng chưa tới hạn (Sub Critical) trở lên cho chập lại làm thời điểm ngắn sức nổ khối thuốc nổ thơng thường, khối lượng tổng cộng vượt qua lượng tới hạn bom phát nổ Slides 17 Slides 18 Quả bom hạt nhân Little Boy với nhiên liệu sử dụng uranium TÁC ĐỘNG CỦA SỰ NỔ BOM HẠT NHÂN PHÂN HẠCH • Ban đầu lượng lớn nơtron giải phóng Những người gần tâm bom nổ bị nhiễm lượng nơtron lớn chết • Tiếp cơng ánh sáng sóng nhiệt Con người bị sóng nhiệt bao phủ, bỏng toàn thân chết đau đớn thảm khốc • Cuối cơng sóng xung kích (shock-wave) Các cơng trình xây dựng, nhà cửa bị phá huỷ thổi bay Toàn môi trường trở thành tan hoang chốc lát • Tác hại nổ bom không diễn thời gian nổ bom mà ảnh hưởng đến người môi trường thời gian dài sau Hình ảnh vụ nổ bom hạt nhân phân hạch Nhật Bản năm 1945 Slides 19 Cảnh tượng phần lại nhà thờ đồi thành phố Nagasaki, Nhật Bản sau Mỹ ném bom nguyên tử xuống năm 1945 Slides 20 Một số nạn nhân bom hạt nhân Kurchatov, nơi diễn gần 500 vụ nổ thử nghiệm hạt nhân thời gian diễn Chiến tranh Lạnh… Những em bé bị nhiễm phóng xạ nạn nhân sống sót sau nổ bom nguyên tử Hiroshima, Slides 21 Slides 22 Một số hoạt động lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt Ảnh: Viện Nghiên cứu hạt nhân Đà Lạt Một số hoạt động lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt Ảnh: Viện Nghiên cứu hạt nhân Đà Lạt Slides 23 Slides 24 113 Bài: Phản ứng nhiệt hạch ĐỊNH NGHĨA Định nghĩa • Là phản ứng hai hay nhiều hạt nhân nhẹ kết Điều kiện phản ứng PHẢN ỨNG NHIỆT HẠCH hợp lại thành hạt nhân nặng điều kiện nhiệt độ cao Đặc điểm • Ví dụ: H 12 H 32 He 10 n • Ứng dụng Slides slides ĐẶC ĐIỂM CỦA PHẢN ỨNG NHIỆT HẠCH ĐIỀU KIỆN XẢY RA PHẢN ỨNG • Phản ứng nhiệt hạch phản ứng hạt nhân tỏa • Nhiệt độ phải cao (plasma) cỡ 107 - 108 K lượng Năng lượng tỏa phản ứng cỡ khoảng • Mật độ hạt nhân plasma phải đủ lớn 4MeV • Thời gian trì trạng thái plasma nhiệt độ cao • Các hạt nhân tham gia phản ứng hạt nhân phải đủ lớn • Điều kiện chung: nhẹ bền hạt nhân sinh sau phản ứng n.t  1014 1016  s / cm3 • Phản ứng xảy điều kiện nhiệt độ cao • cỡ khoảng 107 đến 108K Slides slides ỨNG DỤNG CỦA PHẢN ỨNG NHIỆT HẠCH Quả bom nhiệt hạch Tsar • Phản ứng nhiệt hạch tự nhiên: nguồn gốc lượng mặt trời số xạ lượng cung cấp cho trái đất để sưởi ấm trái đất làm cho sống trái đất trì phát triển • Phản ứng nhiệt hạch nhân tạo khơng kiểm sốt nổ bom khinh khí: có sức tàn phá lớn mơi trường • Con người khơng ngừng tìm cách tạo phản ứng nhiệt hạch điều khiển để lấy nguồn lượng phản ứng đáp ứng nhu cầu lượng nhân loại Quả cầu lửa khổng lồ xuất sau bom khinh khí nổ phía nam Thái Bình Dương năm 1956 Slides slides Vụ thử bom nhiệt hạch Tsar Liên Xơ 1953 Khi nổ bom khinh khí, cầu lửa khổng lồ bùng lên, sức công phá bom lớn gấp 2500 lần so với bom hạt nhân phân hạch Mĩ thả xuống Hiroshima Hoạt động Hiệp định phát triển lượng tổng hợp nhiệt hạch Châu Âu (EFDA) Tiến sĩ Romanelli (đứng sau) đồng nghiệp nghiên cứu cơng nghệ lò phản ứng tổng hợp nhiệt hạch dự án EFDA Nguồn:sciencedaily.com Hoạt động: Nhiên liệu bơm qua ống "Helium pipe", tạo thành plasma giam giữ từ trường nam châm (Magnet) Phản ứng nhiệt hạch xảy phát lượng nhiệt cực lớn Nhiệt lượng đun sôi nước tạo luồng nước (Steam) làm quay động phát điện Slides slides 114 Phụ lục 5: Các phiếu đánh giá PHIẾU ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ LÀM VIỆC CỦA THÀNH VIÊN NHÓM: … STT Họ tên Công việc giao Kết làm việc Điểm TỰ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ LÀM VIỆC CỦA NHÓM … Tự nhận xét: …………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… Điểm:…………………………… 115 ... BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG VÀ TÍCH HỢP GIÁO DỤC BẢO VỆ MƠI TRƯỜNG TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ 1.1 Cơ sở lý luận vấn đề bảo vệ mơi trường tích hợp giáo dục bảo vệ môi trường dạy học 1.1.1 Những vấn đề chung môi. .. CỦA VẤN ĐỀ BẢO VỆ MƠI TRƯỜNG VÀ TÍCH HỢP GIÁO DỤC BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ 1.1 Cơ sở lý luận vấn đề bảo vệ môi trường tích hợp giáo dục bảo vệ mơi trường dạy học ... phương án dạy học tích hợp giáo dục bảo vệ mơi trường dạy học Vật lí 12 Vấn đề nghiên cứu Tổ chức dạy học Vật lí 12 để tích hợp nội dung giáo dục bảo vệ môi trường hiệu quả? Giả thuyết khoa học Nếu