9. Cấu trúc của luận văn
2.2.Cấu trúc, vai trị và các mục tiêu dạy học chƣơng “Từ vi mơ đến vĩ mơ”
2.2.1. Vị trí vai trị của chƣơng “Từ vi mơ đến vĩ mơ” – SGK Vật lý 12 nâng cao
Chương “Từ vi mơ đến vĩ mơ” là chương thứ X và cũng là chương cuối cùng trong chương trình SGK Vật lý 12 nâng cao, sau chương “Hạt nhân nguyên tử”. Ở chương này, học sinh được cung cấp các kiến thức về:
- Các hạt sơ cấp: tính chất, cách phân loại và tương tác giữa các hạt sơ cấp. - Hệ Mặt Trời: cấu tạo, chuyển động của Mặt Trời, Trái Đất và các thành viên khác trong hệ Mặt Trời
- Các sao và các thiên hà trong vũ trụ
- Một số nội dung cơ bản của thuyết Big Bang giải thích nguồn gốc của vũ trụ. Đây là các kiến thức thuộc về lĩnh vực vật lý hiện đại mà trong thời đại kinh tế tri thức học sinh cần phải biết. Đồng thời đây cũng là những kiến thức cơ sở để học sinh cĩ điều kiện nghên cứu các kiến thức cao hơn của vật lý hiện đại trong các bậc học tiếp theo.
2.2.2. Cấu trúc của chƣơng “Từ vi mơ đến vĩ mơ”
Chương “Từ vi mơ đến vĩ mơ” bao gồm 4 bài lí thuyết, cụ thể là những bài sau: - Bài 58: Các hạt sơ cấp.
- Bài 59: Mặt Trời, hệ Mặt Trời. - Bài 60: Sao, thiên hà.
- Bài 61: Thuyết Big Bang.
Tổng số tiết học của chương này là 6 tiết, trong đĩ 4 bài lí thuyết dạy trong 5 tiết và một tiết kiểm tra học kì. Tùy vào khối lượng kiến thức mỗi bài và vào tình hình, điều kiện cụ thể khi dạy mà mà giáo viên phân bố thời lượng cho hợp lí. Ở đậy chúng tơi xin đưa ra phân phối chương trình chương “Từ vi mơ đến vĩ mơ – SGK Vật Lý 12 nâng cao” như sau:
Số hĩa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Bảng 2.1: Phân phối chương trình chương “Từ vi mơ đến vĩ mơ” – SGK Vật lý 12 nâng cao
Chương X: Từ vi mơ đến vĩ mơ Tiết 99 + 100 Các hạt sơ cấp
Tiết 101 Mặt trời, hệ Mặt Trời Tiết 102 Sao, thiên hà
Tiết 103 Thuyết Big Bang Tiết 104 Kiểm tra
2.2.3. Các yêu cầu cần đạt đƣợc khi học chƣơng “Từ vi mơ đến vĩ mơ” – SGK Vật lý 12 nâng cao SGK Vật lý 12 nâng cao
1. Về kiến thức
- Nêu được hạt sơ cấp là gì và các đặc trưng cơ bản của chúng.
- Trình bày được sự phân loại các hạt sơ cấp. Nêu được tên một số hạt sơ cấp. - Nêu được các khái niệm phản hạt, hạt quark.
- Trình bày được sự tương tác của các hạt sơ cấp.
- Nêu được những đặc điểm chính về cấu tạo và chuyển động của hệ Mặt Trời. - Trình bày được các đặc điểm chính của Mặt Trời, Trái Đất, Mặt Trăng. - Nêu được sao là gì, thiên hà là gì?
- Trình bày được sự phân loại các sao và các thiên hà.
- Trình bày được những nét khái quát về sự tiến hĩa của các sao.
- Trình bày được những đặc điểm chính của Thiên Hà của chúng ta (dải Ngân Hà) - Nêu được các sự kiện dẫn đến sự ra đời của thuyết Big Bang
- Nêu được những nội dung chính của thuyết Big Bang.
2. Về kĩ năng.
- So sánh sự tương tự giữa thế giới vi mơ và thế giới vĩ mơ.
- Quan sát, phân tích các hình ảnh các đoạn phim học tập về hệ Mặt Trời, các sao, các thiên hà…
Số hĩa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
3. Về thái độ.
- Hình thành lịng ham mê, yêu thích mơn Vật lý, lịng ham mê tìm hiểu những kiến thức Thiên văn học (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Rèn luyện ý thức tự giác, chủ động trong học tập thơng qua việc tự giác hoạt động nhĩm, cùng hợp tác với bạn và giáo viên trong học tập.
- Rèn luyện tác phong làm việc tỉ mỉ, cẩn thận, trung thực… trong học tập, trong khoa học và trong cơng việc.
- Cĩ ý chí phấn đấu, tự tin vào bản thân, mong muốn được khẳng định mình trước tập thể.
- Cĩ ý thức sẵn sàng áp dụng những hiểu biết Vật lý của mình vào thực tế để cải thiện điều kiện sĩng và bảo vệ mơi trường.
2.3. Thiết kế tiến trình dạy học một số kiến thức Thiên văn học, chƣơng “Từ vi mơ đến vĩ mơ” – SGK Vật lý 12 nâng cao “Từ vi mơ đến vĩ mơ” – SGK Vật lý 12 nâng cao
Căn cứ vào mục đích của đề tài là nghiên cứu thiết kế tiến trình dạy học một số kiến thức Thiên văn học của chương “Từ vi mơ đến vĩ mơ” – SGK Vật lý 12 nâng cao, nhằm phát huy hứng thú, tính tích cực học tập của học sinh. Vì vậy, chúng tơi đã đi xậy dựng tiến trình dạy học một số bài cụ thể sau:
- Bài 59: Mặt Trời, hệ Mặt Trời. - Bài 60: Sao, thiên hà.
- Bài 61: Thuyết Big Bang.
2.3.1. Xây dựng tiến trình dạy học bài 59: Mặt Trời, hệ Mặt Trời
2.3.1.1. Mục tiêu.
- Nêu được những đặc điểm chính về cấu tạo và chuyển động của hệ Mặt Trời. - Trình bày được các đặc điểm chính về cấu trúc, năng lượng, sự hoạt động của Mặt Trời.
- Trình bày được các đặc điểm chính của Trái Đất, các đặc điểm của Mặt Trăng – vệ tinh của Trái Đất
Số hĩa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
- Trình bày được sao chổi là gì, thiên thạch là gì?
2.3.1.2. Chuẩn bị.
Giáo viên:
- Sưu tầm các ảnh chụp, các đoạn phim về hệ mặt trời, Mặt Trời, Trái Đất, Mặt Trăng, các sao chổi và thiên thạch
- Phiếu học tập.
PHIẾU HỌC TẬP
Câu 1. Phát biểu nào sau đây đúng khi nĩi về cấu trúc của Mặt Trời? Mặt Trời cấu tạo gồm hai phần là:
A. Sắc cầu và nhật hoa
B. Quang cầu và khí quyển Mặt Trời C. Sắc cầu và khí quyển Mặt Trời D. Quang cầu và nhật hoa
Câu 2. Mặt Trời duy trì được năng lượng bức xạ của mình là do A. Kích thước của Mặt Trời rất lớn
B. Mặt Trời cĩ khối lượng rất lớn
C. Mặt Trời liên tục hấp thụ năng lượng ở xung quanh
D. Trong lịng Mặt Trời đang diễn ra các phản ứng nhiệt hạch
Câu 3. Kết luận nào sau đây sai khi nĩi về chuyển động của Trái Đất A. Trái Đất chuyển động quanh Mặt Trời theo một quỹ đạo gần trịn B. Trái đất tự quay quanh mình nĩ
C. Trục quay của Trái Đất quanh mình nĩ nghiêng so với mặt phẳng quỹ đạo một gĩc 23o27’
D. Trục quay của Trái Đất quanh mình nĩ nghiêng so với mặt phẳng quỹ đạo một gĩc 66o33’
Câu 4. Phát biểu nào sau đây sai khi nĩi về cấu tạo của Trái Đất? A. Trái Đất cĩ dạng hình cầu hơi dẹt ở hai cực (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Số hĩa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
C. Trái Đất cấu tạo gồm hai phần: Lõi và vỏ
D. Trái Đất cĩ một cái lõi được cấu tạo chủ yếu bằng sắt và niken
Câu 5. Chọn phương án đúng.
Mặt Trăng luơn hướng một nửa nhất định của nĩ về phái Trái Đất vì
A. Mặt Trăng tự quay quanh trục của nĩ với chu kì bằng chu kì chuyển động quanh Trái Đất
B. Mặt Trăng cách Trái Đất 384000km C. Lực hấp dẫn của Mặt Trăng nhỏ
D. Nhiệt độ trong một ngày đêm trên Mặt Trăng chênh lệch nhau rất lớn.
Câu 6. Phát biểu nào sau đây đúng khi nĩi về sao chổi? A. Sao chổi là loại hành tinh giống như Trái Đất
B. Sao chổi cĩ kích thước lớn hơn kích thước Trái Đất nhưng nhỏ hơn kích thước của Mặt Trời
C. Chu kí chuyển động của sao chổi quanh Mặt Trời bằng chu kì chuyển động của Trái Đất
D. Sao chổi cĩ kích thước nhỏ và được cấu tạo bởi các chất dễ bốc hơi
Học sinh: Ơn lại kiến thức đã được học về hệ Mặt Trời, Mặt Trời, Trái Đất (học ở mơn địa lí và ở SGK Vật Lí 10)
2.3.1.3. Tổ chức các hoạt động dạy học
Hoạt động 1: Ổn định tổ chức, kiểm tra bài cũ, đặt vấn đề vào bài mới
Trợ giúp của giáo viên Hoạt động của học sinh
- Yêu cầu báo cáo sĩ số, chuẩn bị bài
- Kiểm tra bài cũ: Hãy nêu tính chất và tương tác cơ bản của hạt sơ cấp
- Nhận xét, đánh giá kiểm tra
- Đặt vấn đề: Ngày nay, nhờ các kính thiên văn hiện đại, các con tàu và các trạm vũ trụ
- Ổn định chỗ ngồi, báo cáo sĩ số - Trả lời theo yêu cầu của giáo viên
- Lắng nghe, nhận thức được vấn đề nghiên cứu.
Số hĩa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
mà con người ngày càng cĩ điều kiện đi sâu tìm hiểu về hệ Mặt Trời. Vậy hệ Mặt Trời của chúng ta cĩ cấu tạo như thế nào và các hành tinh trong hệ Mặt Trời vận động ra sao? Bài học ngày hơm nay của chúng ta sẽ trả lời câu hỏi này
Hoạt động 2: Tìm hiểu cấu tạo và chuyển động của hệ Mặt Trời
Trợ giúp của giáo viên Hoạt động của học sinh
- Ở lớp 10 chúng ta đã được học về các định luật Keple và thuyết nhật tâm của Copecnic. Vậy theo thuyết nhật tâm của Copecnic, Mặt Trời đĩng vai trị là gì trong hệ?
- Hãy kể tên các hành tinh lớn chuyển động quanh Mặt Trời
- Thơng báo: Trong hệ Mặt Trời, ngồi Mặt trời và các hành tinh lớn cịn cĩ rất nhiều các tiểu hành tinh, các sao chổi và thiên thạch cũng chuyển động quanh Mặt Trời. - Để thấy được hệ Mặt Trời như thế nào, chúng ta hay cùng xem đoạn phim sau về hệ Mặt Trời (GV cho HS xem một đoạn phim ngắn về hệ Mặt Trời)
- Mặt Trời ở trung tâm của hệ (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Cĩ 8 hành tinh lớn chuyển động quanh Mặt Trời: Thủy Tinh, Kim Tinh, Trái Đất, Hỏa Tinh, Mộc Tinh, Thổ Tinh, Thiên Vương Tinh, Hải Vương Tinh
- Tiếp thu, ghi nhớ
Số hĩa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
- Ở các lớp dưới chúng ta đã được biết về chuyển động của Trái Đất. Vậy Trái Đất tham gia mấy chuyển động, đĩ là những chuyển động nào?
- Vậy liệu các hành tinh khác trong hệ Mặt Trời cĩ chuyển động giống như Trái Đất của chúng ta hay khơng? Muốn biết điều này chúng ta cùng xem lại đoạn phim về hệ Mặt Trời, và chú ý tới các chi tiết nĩi về chuyển động của các hành tinh như: tốc độ quay, chiều quay, mặt phẳng quỹ đạo…
- Trong hệ Mặt Trời thì các hành tinh và mặt trời chuyển động như thế nào?
- Nhận xét, khẳng định lại những đặc điểm
- Trái Đất tham gia 2 chuyển động: chuyển động tự quay quanh trục và chuyển động quay quanh Mặt Trời. - Xem lại đoạn phim về hệ Mặt Trời để nghiên cứu chuyển động của các hành tinh trong hệ Mặt Trời.
- Trình bày các đặc điểm về chuyển động của hệ Mặt Trời:
+ Tất cả các hành tinh đều chuyển động quanh Mặt Trời theo cùng một chiều (chiều thuận) và gần như trong cùng một mặt phẳng, hành tinh càng ở gần mặt trời thì chuyển động càng nhanh.
+ Mặt Trời và các hành tinh đều tự quay quanh mình nĩ theo chiều thuận (trừ Kim Tinh quay theo chiều ngược lại)
Số hĩa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
về cấu tạo và chuyển động của hệ Mặt Trời.
Hoạt động 3: Tìm hiểu những đặc điểm chính của Mặt Trời
Trợ giúp của giáo viên Hoạt động của học sinh
Chuyển ý: Trong hệ Mặt Trời thì Mặt Trời là thiên thể lớn nhất, và là thiên thể nĩng sáng duy nhất, chi phối chuyển động của các hành tinh. Bây giờ ta sẽ đi tìm hiểu về thiên thể này.
- Để nghiên cứu về Mặt Trời, chúng ta hãy cũng quan sát hình ảnh sau về Mặt Trời
- Vậy Mặt Trời cĩ cấu tạo gồm mấy phần, đĩ là những phần nào?
-Quan sát hình ảnh về Mặt Trời
- Cấu tạo của Mặt Trời gồm 2 phần: Quang cầu và khí quyển Mặt Trời. Khí quyển Mặt Trời lại được chia làm 2 lớp: Sắc cầu và Nhật hoa
Số hĩa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
- Đặc điểm của từng phần như thế nào? (Với câu hỏi này GV cĩ thể chia HS làm 3 nhĩm, nhĩm I nghiên cứu các đặc điểm của Quang cầu, nhĩm II nghiên cứu các đặc điểm của Sắc cầu, nhĩm III nghiên cứu các đặc điểm của Nhật hoa. Sau đĩ đại diện mỗi nhĩm trình bày kết quả của nhĩm mình)
- Nhận xét, khẳng định lại những đặc điểm về cấu tạo của Mặt Trời
- Thảo luận nhĩm, trình bày các đặc điểm của từng phần trong trong cấu trúc của Mặt Trời:
+ Quang cầu:
Bán kính: Khoảng 7.105
km (≈ 109 lần bán kính Trái Đất)
Khối lượng riêng trung bình: 1400 kg/m3
Nhiệt độ bề mặt: Khoảng 6000K
Nhiệt độ trong lịng Mặt Trời: cỡ trên chục triệu độ (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
+ Sắc cầu: Là lớp khí nằm sát mặt quang cầu, cĩ độ dày trên 10000km và nhiệt độ khoảng 4500K
+ Nhật hoa: Nằm ở ngồi cùng, cĩ hình dạng khơng xác định, nhiệt độ khoảng 1 triệu độ, vật chất ở trạng thái ion hĩa mạnh (trạng thái plaxma)
- Ta đã biết, hằng ngày Mặt Trời truyền năng lượng tới Trái Đất, nhờ đĩ sự sống trên Trái Đất được duy trì và phát triển. Nhưng năng lượng mà Mặt Trời truyền tới Trái Đất chỉ là 1 phần rất nhỏ so với tổng năng lượng mà nĩ tỏa ra xung quanh. Vậy cơng suất bức xạ của Mặt Trời là bao nhiêu. Và năng lượng đĩ được lấy từ đâu?
Số hĩa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
- Thơng báo: Để tính cơng suất của Mặt Trời (năng lượng mà Mặt Trời tỏa ra xung quanh trong 1 đv thời gian) thì người ta đo năng lượng mà Mặt Trời truyền vuơng gĩc tới 1 đvdt đặt cách nĩ 1đvtv trong 1 đvtg.
Giá trị năng lượng đĩ được gọi là hằng số Mặt Trời (H = 1360W/m2
).
- Từ giá trị của hằng số Mặt Trời hãy suy ra cơng suất bức xạ của Mặt Trời.
- Ta thấy cơng suất bức xạ của Mặt Trời là rất lớn. Vậy năng lượng của Mặt Trời cĩ nguồn gốc từ đâu?
GV dùng phương pháp đàm thoại để gợi ý HS về nguồn gốc năng lượng của Mặt Trời: + Mặt Trời được cấu tạo chủ yếu bởi các nguyên tố nào?
+ Đây là nguyên liệu của loại phản ứng nào mà chúng ta đã được học?
+ Để xảy ra phản ứng nhiệt hạch thì cần cĩ thêm điều kiện gì, và ở bên trong Mặt Trời cĩ điều kiện đĩ khơng?
- Lắng nghe, ghi nhận khái niệm và giá trị của hằng số Mặt Trời.
- Thảo luận để tìm cơng suất bức xạ của Mặt Trời: P = H.S
Trong đĩ:
H là hằng số Mặt Trời
S là diện tích hình cầu cĩ tâm là Mặt Trời, bán kính bằng 1 đvtv. Từ đĩ suy ra: P = 3,9.1026 W + Hidro và Heli + Phản ứng nhiệt hạch. + Để xảy ra phản ứng nhiệt hạch thì cần phải cĩ nhiệu độ hàng triệu độ, và ở trong lịng Mặt Trời cĩ nhiệt độ lên tới hàng chục triệu độ. Vậy trong lịng Mặt Trời cĩ thể xảy ra
Số hĩa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
+ Từ đây cĩ thể suy ra năng lượng Mặt Trời