8. Các chữ viết tắt trong đề tài
4.4.3. Quan hệ giữa bồi dưỡng năng lực sáng tạo cho học sinh và rèn luyện
Xây dựng tình huống có vấn đề tạo ra hứng thú ban đầu nhưng muốn duy trì được hứng thú, tính tích cực, tự giác trong một quá trình hoạt động thì cần phải giúp đỡ cho học sinh sao cho họ có thể thành công trong khi thực hiện các hành động. Càng thành công họ càng cố gắng vươn lên thực hiện các nhiệm vụ khó khăn hơn, phức tạp hơn. Có thể rèn luyện những kỹ năng theo hai cách: Một là làm theo mẫu nhiều lần (bắt chước) theo một Angôrit (một trình tự chặt chẽ, máy móc), hai là rèn luyện theo những cơ sở định hướng (đó là những sơ đồ, những kế hoạch tổng quát).
Rèn luyện kỹ năng theo những sơ đồ định hướng sẽ giúp cho học sinh có thể thực hiện tốt những hành động phức tạp trong đó không phải thực hiện các thao tác theo một Angôrit chặt chẽ là con đường tối ưu, nhiều khi cần có sự chủ động thay đổi hoặc kết hợp chúng để đem lại những hiệu quả nhanh hơn, chính xác hơn.
Thí dụ như để rèn luyện kỹ năng lập phương án thí nghiệm để kiểm tra một giả thuyết có thể thực hiện theo sơ đồ định hướng sau:
Chọn một hệ quả suy ra từ lý thuyết, hệ quả đó biểu hiện ra ở hiện tượng, những đại lượng vật lí có thể quan sát hoặc đo lường được.
Chọn những dụng cụ thiết bị có khả năng quan sát được những hiện tượng hay đo lường được những đại lượng dự đoán trong điều kiện cụ thể của hệ quả. Lập kế hoạch thí nghiệm bao gồm:
Lập sơ đồ bố trí các dụng cụ thiết bị mà ta cho là hợp lý nhất để cho hiện tượng xảy ra, các hiện tượng phải đo bộc lộ ra.
Xác định trình tự các thao tác chân tay tác động lên dụng cụ thí nghiệm. Tiến hành thí nghiệm theo những trình tự đã định.
Thu thập tài liệu, số liệu quan sát được, ghi vào bảng. Xác định sơ bộ những sai số của phép đo.
Xử lý kết quả thí nghiệm: Từ bảng số liệu rút ra những mối quan hệ, phụ thuộc hàm số, lập công thức của sự phụ thuộc cần kiểm tra. So sánh kết quả thu được trong thí nghiệm với kết quả mong đợi (dự đoán).
Kết luận về tính chân thật của giả thuyết.
4.4.3. Quan hệ giữa bồi dưỡng năng lực sáng tạo cho học sinh và rèn luyện áp dụng PPTN dụng PPTN
PPTN không phải đơn giản là làm thí nghiệm mà là sự phối hợp giữa quan sát, thí nghiệm với sự suy nghĩ lí thuyết để rút ra những kết luận có tính khái quát, phổ biến, vượt ra khỏi những thí nghiệm cụ thể riêng biệt. Nhờ thế mà PPTN giúp ta tìm tòi phát hiện ra cái mới.
Trong các giai đoạn chính của PPTN, có hai giai đoạn của PPTN thể hiện rõ sự sáng tạo (tìm ra cái mới) là khâu xây dựng giả thuyết và bố trí thí nghiệm kiểm tra.
Trước một vấn đề, một câu hỏi mà với những kiến thức đã biết, những phương pháp đã biết không thể trả lời được, học sinh không thể trả lời chính xác đúng ngay được. Họ phải dự đoán, thử đưa ra một nguyên nhân mới, một mối quan hệ mới, một tính chất mới của sự vật, một cách lập luận mới…để trả lời câu hỏi.
Muốn biết lý giải đó, câu trả lời dự đoán đó có đúng không, có phù hợp với thực tế không phải làm thí nghiệm để kiểm tra. Trong PPTN ta coi thực tiễn là tiêu chuẩn của chân lý. Đưa ra phương án thí nghiệm để kiểm tra một giả thuyết cũng là một việc đòi hỏi sự sáng tạo cao.
PPDH cổ truyền còn nặng về thông báo, giảng giải những kết quả mà các nhà khoa học đã thu được. Chúng ta có làm thí nghiệm, thậm chí còn làm nhiều thí nghiệm, nhưng chỉ là những thí nghiệm minh họa. Đôi khi cũng làm thí nghiệm có tính nghiên cứu, nghĩa là từ thí nghiệm rút ra kết luận. Song những thí nghiệm đó phần nhiều đã do giáo viên sắp sẵn, thành công ngay, đạt kết quả mong muốn ngay, nhìn thấy ngay, không phải suy nghĩ sáng tạo gì nhiều.
Hiện nay, nền giáo dục Việt Nam lấy việc rèn luyện tư duy sáng tạo cho PPTN làm mục tiêu quan trọng. Bởi thế, bắt đầu từ năm học 2000- 2001 đã cho thí điểm chương trình trung học cơ sở mới. Trong đó vật lí bắt đầu được học từ lớp 6. Chương trình mới này đặc biệt coi trọng việc áp dụng PPTN. Thường xuyên trong các bài học xây dựng kiến thức mới có hai khâu “Dự đoán” và “Bố trí thí nghiệm kiểm tra”.
4.4.4.Các mức áp dụng PPTN trong dạy học vật lí ở trường phổ thông
Mức 1: Thực hiện thí nghiệm kiểm tra giả thuyết
Mức 2: Thực hiện thí nghiệm xây dựng và kiểm tra giả thuyết
Mức 3: Thực hiện và xây dựng tình huống, thí nghiệm xây dựng và kiểm tra GT
4.5. Những sự chuẩn bị cần thiết để áp dụng PPTN
Chuẩn bị cơ sở vật chất: Giúp làm nảy sinh vấn đề cần nghiên cứu, giúp kiểm tra được giả thuyết khoa học…
Chuẩn bị cho HS những kỹ năng cần thiết khi áp dụng PPTN, ví dụ: Kỹ năng đưa ra giả thuyết khoa học, kỹ năng lập phương án tiến hành thí nghiệm kiểm tra…
Chuẩn bị nghiệp vụ của GV: GV phải biết PPTN, GV phải biết cách tổ chức dạy học theo tinh thần áp dụng PPTN.
Chương 5
THIẾT KẾMỘT SỐ BÀI TRONG CHƯƠNG IX. HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ, VẬT LÍ 12 NC
5.1. Đại cương chương IX. Hạt nhân nguyên tử, Vật lí 12 nâng cao.
Đây là chương cung cấp kiến thức khá mới về phản ứng hạt nhân, dù những kiến thức về cấu tạo nguyên tử và hạt nhân đã được học ở lớp 10 nhưng đó chỉ là kiến thức cơ bản, trong chương này sẽ trình bày cụ thể hơn, cập nhật thêm những vấn đề mới, logic hơn, rõ ràng và chính xác hơn.
Chương “ Hạt nhân nguyên tử” trình bày một số vấn đề cơ bản của vật lý hạt nhân: Các đặc trưng của hạt nhân nguyên tử ( cấu tạo, độ hụt khối, năng lượng liên kết), các phản ứng hạt nhân nguyên tử ( sự phóng xạ, phản ứng phân hạch, phản ứng nhiệt hạch), năng lượng hạt nhân, cùng các ứng dụng của phản ứng hạt nhân và đồng vị phóng xạ. Những vấn đề trên được SGK trình bày rất có hệ thống nhằm đảm bảo tính hiện đại, tính cập nhật phù hợp với xu thế chung, qua đó tạo điều kiện tốt cho việc đổi mới PP dạy của thầy, và PP học của trò từ đó nâng cao chất lượng dạy và học.
5.1.1. Mục đích của chương.
Ở chương này, ta cần nghiên cứu các vấn đề chính như : cấu tạo của hạt nhân nguyên tử, độ hụt khối, sự phóng xạ, phản ứng hạt nhân, phản ứng nhiệt hạch, phản ứng phân hạch và vận dụng kiến thức để giải thích các hiện tượng vật lí có liên quan và giải thích được các bài tập của chương.
a. Kiến thức:
Nêu được cấu tạo hạt nhân, từ kí hiệu hạt nhân xác định được số lượng các nuclon cấu tạo hạt nhân và tính được khối lượng hạt nhân.
Trình bày được lực hạt nhân là gì và các đặc điểm của lực hạt nhân.
Nêu được độ hụt khối của hạt nhân là gì và viết được công thức tính độ hụt khối.
Nêu được năng lượng liên kết hạt nhân là gì và viết được công thức tính năng lượng liên kết hạt nhân. Nêu được năng lượng liên kết riêng là gì và hiểu được mối liên hệ giữa năng lượng liên kết riêng với tính bền vững của hạt nhân.
Nêu được phản ứng hạt nhân là gì và phân biệt được các định luật bảo toàn phản ứng hạt nhân.
Nêu được hiện tượng phóng xạ là gì, thành phần và bản chất của các tia phóng xạ. Phát biểu được định luật phóng xạ và viết được hệ thức của định
luật này. Nêu được độ phóng xạ là gì, viết được công thức tính độ phóng xạ và nêu được ứng dụng của các đồng vị phóng xạ.
Nêu được phản ứng phân hạch là gì, viết được một phương trình ví dụ về phản ứng này. Nêu được phản ứng dây chuyền là gì, các điều kiện để phản ứng này xảy ra.Nêu được các bộ phận chính của nhà máy điện hạt nhân.
Nêu được phản ứng nhiệt hạch là gì và điều kiện để phản ứng này xảy ra.Nêu được ưu điểm của năng lượng do phản ứng nhiệt hạch tỏa ra.
b. Kỹ năng
Tính được độ hụt khối và năng lượng liên kết của hạt nhân nguyên tử.
Viết được một ví dụ về phương trình phản ứng hạt nhân và tính được năng lượng tỏa ra hay thu vào trong phản ứng hạt nhân.
Vận dụng được định luật phóng xạ và khái niệm độ phóng xạ để giải được các bài tập.
5.1.2. Sơ đồ cấu trúc nội dung. Nhận xét: Nhận xét:
Chương được xây dựng theo tinh thần áp dụng phương pháp thực nghiệm. Nội dung nghiên cứu của chương:
Trước tiên SGK cung cấp các kiến thức cơ bản về cấu tạo hạt nhân, rồi chuyển sang nghiên cứu sự biến đổi tự nhiên của cấu tạo ấy, tức hiện tượng phóng xạ cả về mặt định tính lẫn định lượng (định luật phóng xạ, chu kỳ bán rã....). Phóng xạ chỉ là một trường hợp riêng của phản ứng hạt nhân nên tiếp đó HS được học tiếp một cách tổng quát về phản ứng hạt nhân. Trọng tâm là các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân: định luật bảo toàn số nuclon, định luật bảo toàn điện tích, định luật bảo toàn năng lượng toàn phần, định luật bảo toàn động lượng.
Sau khi học xong phóng xạ là phản ứng hạt nhân tự nhiên thì tiếp đó tìm hiểu các phản ứng nhân tạo và giới thiệu các đồng vị phóng xạ. Phần quan trọng nhất trong vật lí hạt nhân là năng lượng hạt nhân được bắt đầu bằng hệ thức Anhxtanh. Năng lượng này tỏa ra trong hai loại phản ứng: phản ứng phân hạch và phản ứng nhiệt hạch.
Cấu tạo của hạt nhân nguyên tử: * Hạt nhân có kí hiệu : ZAX
* Độ hụt khối mcủa hạt nhân ZAX : m[Zmp (AZ)mn]m
* Năng lượng liên kết Wlk:
Wlk [Zmp (AZ)mn m]c2
* Năng lượng liên kết riêng riêng : A Wlk Hạt nhân có càng lớn thì càng bền vững. Phóng xạ
* Các tia phóng xạ gồm : tia , tia , tia . * Phóng xạ : 3 2 1 3 3 2 2 1 1X ZA X ZA X A Z * Định luật phóng xạ : T t t N e N t N( ) 0 02 T t t m e m t m( ) 0 02 0 0 0 0 ; 2 ) ( N H N H H e H t H T t t Vận dụng giải bài tập về phóng xạ và phản ứng hạt nhân Phản ứng hạt nhân * Phản ứng hạt nhân : ZA11X1ZA22 X2 ZA33 X3ZA44 X4
* Các định luật bảo toàn : số khối, điện tích, năng lượng, động lượng.
* Năng lượng trong phản ứng hạt nhân là
tỏa năng lượng khi : W = (m0 – m) c2 > 0
thu năng lượng
W = (m0 – m) c2 < 0 * Phản ứng phân hạch : Sự phân hạch. 92235U 10 n 92236U ZA X1 ZA2 X2 k10n 200MeV 2 1 1
Điều kiện xảy ra phản ứng dây chuyền.
* Phản ứng nhiệt hạch : Phản ứng nhiệt hạch. MeV n H H H 12 32 10 3,25 2 1
5.2. Thiết kế một số bài trong chương. 5.2.1. BÀI 53 : PHÓNG XẠ
I . MỤC TIÊU : 1. Kiến thức :
- Nêu được hiện tượng phóng xạ là gì.
- Nêu được các loại tia phóng xạ và bản chất các tia phóng xạ.
- Phát biểu được định luật phóng xạ và viết được hệ thức của định luật này. - Nêu được độ phóng xạ là gì và viết được công thức tính độ phóng xạ. - Nêu được ứng dụng của các đồng vị phóng xạ.
2. Kĩ năng :
- Vận dụng được định luật phóng xạ và khái niệm độ phóng xạ để giải được các bài tập trong SGK và các bài tập.
II . CHUẨN BỊ : 1 . Giáo viên :
- Bản vẽ sẵn hình 53.1 SGK và hình 53.3 SGK. - Chuẩn bị phiếu học tập cho HS.
2 . Học sinh :
- Đọc trước bài trong SGK và làm phiếu học tập mà GV đưa.
Phiếu học tập * Câu hỏi cho học sinh chuẩn bị bài ở nhà :
- Hiện tượng phóng xạ là gì? Nguyên nhân gây ra phóng xạ là do đâu? - Có mấy loại tia phóng xạ và bản chất của từng loại tia?
- Khi hạt nhân mẹ xảy ra phóng xạ các tia , , thì hạt nhân con tiến hay lùi như thế nào trong bảng hệ thống tuần hoàn.
- Tìm hiểu công thức về định luật phóng xạ của N, m, H.
* Câu hỏi củng cố bài :
B1. Chọn câu sai khi nói về tia anpha:
A. Có vận tốc xấp xỉ bằng vận tốc ánh sáng B. Có tính đâm xuyên yếu C. Mang điện tích dương +2e D. Có khả năng ion hóa chất khí.
B2. Chọn câu đúng. Trong phóng xạ γ hạt nhân con:
A. Lùi một ô trong bảng phân loại tuần hoàn. B. Không thay đổi vị trí trong bảng tuần hoàn.
C. Tiến một ô trong bảng phân loại tuần hoàn. D. Tiến hai ô trong bảng phân loại tuần hoàn.
B3. Đồng vị Pôlôni 21084Po là chất phóng xạ α, chu kì bán rã là 138 ngày. Độ phóng xạ ban đầu của 2mg Po là:
A. 2,879.1016 Bq B. 2,879.1019 Bq C. 3,33.1014 Bq D. 3,33.1011 Bq
B4.Câu 13 Câu nào sau đây là sai khi nói về sự phóng xạ.
A. Tổng khối lượng của hạt nhân tạo thành có khối lượng lớn hơn khối lượng hạt nhân mẹ.
B. không phụ thuộc vào các tác động bên ngoài. C. hạt nhân con bền hơn hạt nhân mẹ.
D. Là phản ứng hạt nhân tự xảy ra.
B5. Trong phóng xạ -, trong bảng phân loại tuần hoàn, hạt nhân con so với hạt nhân mẹ :
A. lùi hai ô. B. lùi một ô. C. tiến 1 ô.
D. không thay đổi vị trí.
B6. Khi một hạt nhân nguyên tử phóng xạ lần lượt một tia rồi một tia -
thì hạt nhân nguyên tử sẽ biến đổi như thế nào
A. Số khối giảm 4, số prôtôn giảm 2 B. Số khối giảm 4, số prôtôn giảm 1 C. Số khối giảm 4, số prôtôn tăng 1 D. Số khối giảm 2, số prôtôn giảm 1
B7. Chọn câu sai:
A. Nơtrinô xuất hiện trong sự phóng xạ α B. Nơtrinô hạt không có điện tích C. Nơtrinô xuất hiện trong sự phóng xạ β D. Nơtrinô là hạt sơ cấp
Đáp án câu hỏi củng cố bài:
III . THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH XÂY DỰNG KIẾN THỨC :
Thí nghiệm về phóng xạ Các tia phóng xạ.
Các loại tia phóng xạ: tia , tia , tia . Bản chất các loại tia phóng xạ
Ta thường nghe trong đời sống tồn tại nhiều phóng xạ có hại cho con người, vậy phóng xạ là gì? Phải chăng cơ thể chúng ta cũng có tính phóng xạ? Để biết được vấn trên ta tìm hiểu bài mới.
Định nghĩa hiện tượng phóng xạ.
VD: 1 2 3 3 3 2 2 1 1 X ZA X ZA X A Z Định luật phóng xạ. Độ phóng xạ. Định luật phóng xạ T t t N e N t N( ) 0 02 T t t m e m t m( ) 0 02 Độ phóng xạ H 0 0 0 0 ; 2 ) ( N H N H H e H t H T t t Đồng vị phóng xạ Các ứng dụng của đồng vị phóng xạ
Thí nghiệm kiểm tra
Những cơ hội để học sinh phát huy tính tích cực, sáng tạo :
- Phát phiếu câu hỏi để HS về nhà tìm hiểu trước khi tới lớp nhằm giúp HS định hướng được nội dung mình sẽ học gồm những gì, để chuẩn bị và phát biểu.
- Yêu cầu HS sưu tầm các tranh ảnh liên quan đến hiện tượng phóng xạ.