9. Cấu trúc của luận văn
2.3.3.Xây dựng tiến trình dạy học bài 61: Thuyết Big Bang
2.3.3.1. Mục tiêu
- Nêu được các sự kiện dẫn đến sự ra đời của thuyết Big Bang - Nêu được những nội dung chính của thuyết Big Bang. - Vận dụng định luật Hơpbơn vào một số bài tập
- Nhận xét câu trả lời của HS
+ Khối lượng: bằng khoảng 150 tỉ lần khối lượng Mặt Trời
+ Chứa vài trăm tỉ ngơi sao
+ Hệ Mặt Trời nằm trong một cánh tay xoắn ở rìa Thiên Hà, cách trung tâm trên 30 nghìn năm ánh sáng và quay quanh Thiên Hà với tốc độ khoảng 250km/s
- Như vậy ta thấy: các sao khơng rải đều trong vũ trụ mà tập trung thành các thiên hà. Các thiên hà gần nhau thì tạo thành nhĩm thiên hà. Các nhĩm thiên hà gần nhau lại tạo thành siêu nhĩm thiên hà.
Số hĩa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 2.3.3.2. Chuẩn bị Giáo viên: - Một số hình ảnh về vũ trụ - Phiếu học tập. PHIẾU HỌC TẬP
Câu 1. Theo thuyết Big Bang, các nguyên tử xuất hiện ở thời điểm nào sau đây? A. t = 3000 năm. B. t = 30 000 năm
C. t = 300 000 năm. D. t = 3 000 000 năm
Câu 2. Chọn câu sai:
A. Vũ trụ đang giãn nở, tốc độ lùi xa của thiên hà tỉ lệ với khoảng cách d giữa thiên hà và chúng ta.
B. Trong vũ trụ, cĩ bức xạ từ mọi phía trong khơng trung, tơng ứng với bức xạ nhiệt của vật ở khoảng 5K, gọi là bức xạ nền của vũ trụ.
C. Vào thời điểm t =10-43s sau vụ nổ lớn kích thớc vũ trụ là 10-35m, nhiệt độ 1032
K, mật độ 1091
kg/cm3. Sau đĩ giãn nở rất nhanh, nhiệt độ giảm dần. D. Vào thời điểm t = 14.109
năm vũ trụ đang ở trạng thái như hiện nay, với nhiệt độ trung bình T = 2,7K.
Câu 3. Hãy xác định khoảng cách đến một thiên hà cĩ tốc độ lùi xa nhất bằng 15000km/s.
A. 16,62.1021km B. 4,2.1021km C. 8,31.1021km D. 8,34.1021km.
Câu 4. Tính tốc độ lùi xa của sao Thiên Lang ở cách chúng ta 8,73 năm ánh sáng. A. 0,148m/s. B. 0,296m/s
C. 0,444m/s D. 0,592m/s.
Câu 5. Chọn câu đúng. Các vạch quang phổ của thiên hà: A. đều bị lệch về phía bớc sĩng ngắn.
B. đều bị lệch về phía bớc sĩng dài.
Số hĩa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
D. cĩ trờng hợp lệch về phía bớc sĩng ngắn, cĩ trờng hợp lệch về phía bớc sĩng dài. 2.3.3.3. Tổ chức các hoạt động dạy học
Hoạt động 1: Đặt vấn đề vào bài mới.
Trợ giúp của giáo viên Hoạt động của học sinh
- Cho HS quan sát một số hình ảnh về một số thiên thể trong vũ trụ.
- Đặt câu hỏi: Ta thấy vũ trụ vơ cùng rộng lớn, rất phong phú và đa dạng. Vậy vũ trụ đã được hình thành như thế nào?
-Quan sát, lắng nghe và nhận thức được vấn đề.
Hoạt động 2: Tìm hiểu các thuyết tiến hĩa của vũ trụ.
Số hĩa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
- Khi nghiên cứu về sự tiến hĩa của vũ trụ, các nhà khoa học đã đưa ra nhiều giả thuyết khác nhau. Hãy đọc SGK và trình bày một số giả thuyết chính về sự tiến hĩa vũ trụ.
- Nhận xét, khẳng định lại nội dung chính của các thuyết tiến hĩa vũ trụ.
- Đọc SGK và trình bày các thuyết tiến hĩa vũ trụ:
+ Giả thuyết thứ nhất:
Vũ trụ trong trạng thái ổn định, khơng thay đổi từ quá khứ đến tương lai.
Vật chất được tạo ra một cách liên tục.
+ Giả thuyết thứ hai: Vũ trụ được tạo ra từ một vụ “nổ cực lớn, mạnh “cách đây 14 tỷ năm, hiện nay đang giãn nở và lỗng dần. Vụ nổ lớn nguyên thủy này gọi là Big Bang
Hoạt động 3: Tìm hiểu các sự kiện thiên văn quan trọng.
Trợ giúp của giáo viên Hoạt động của học sinh
- Làm thế nào để biết được trong hai thuyết trên, thuyết nào đúng với sự hình thành và tiến hĩa của vũ trụ?
- Trong quá trình thu thập các sự kiện thiên văn, các nhà khoa học đã tìm được một bằng chứng quan trọng liên quan đến sự hình thành vũ trụ đĩ là việc phát hiện ra vũ trụ giãn nở. Hãy đọc SGK và cho biết các sự kiện thiên văn nào chứng tỏ vũ trụ đang giãn nở
- Phải căn cứ vào các sự kiện thiên văn thu thập được, nếu thuyết nào phù hợp với các sự kiện này thì thuyết đĩ là chính xác.
- Các sự kiên thiên văn chứng tỏ vũ trụ đang giãn nở:
+ Số thiên hà quan sát được trong quá khứ nhiều hơn hiện nay, chứng tỏ vũ trụ trong quá khứ “đặc” hơn , bây giờ “ lỗng” hơn .
Số hĩa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
- Vậy tại sao dựa vào hiệu ứng đốp-lơ lại cĩ thể biết được một thiên hà đang chuyển động lại gần hay ra xa hệ Mặt Trời? (Với câu hỏi này nếu HS khơng trả lời được GV cĩ gợi ý)
+ Ta đã được học về hiệu ứng đốp-lơ đối với sĩng âm. Trong trường hợp máy thu đứng yên, nguồn chuyển động, nếu gọi tần số nguồn phát ra là f và tần số máy thu thu được là f’, hãy so sánh độ lớn của f và f’ + Bây giờ coi thiên hà là nguồn phát sĩng điện từ, máy thu đặt ở Trái Đất (trong hệ Mặt Trời). Trong trường hợp thiên hà chuyển động lại gần và ra xa hệ Mặt Trời thì bước sĩng máy thu thu được cĩ điểm gì khác nhau khơng?
+ Khi quan sát các thiên hà, người ta thấy quang phổ của tất cả các thiên hà đều dịch về phía ánh sáng đỏ (bước sĩng tăng lên) chứng tở các thiên hà đang chạy ra xa hệ Mặt Trời.
- Tốc độ lùi xa của một thiên hà được tính theo cơng thức nào?
bơn, dựa vào hiệu ứng Đốp-lơ đã phát hiện ra rằng, các thiên hà trong vũ trụ đều đang chạy xa hệ Mặt Trời của chúng ta.
+ Nếu nguồn chuyển động lại gần máy thu: f’ > f. Nếu nguồn chuyển động ra xa máy thu: f’ < f
+ Nếu thiên hà chuyển động lại gần thì bước sĩng máy thu thu được sẽ giảm đi, nếu thiên hà chuyển động ra xa thì bước sĩng máy thu thu được sẽ tăng lên.
- v = H.d
Trong đĩ:
+ H là hằng số hơp-bơn (H = 1,7.10-2 m/s.NAS)
Số hĩa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
- Một bằng chứng quan trọng nữa liên quan đến sự hình thành vũ trụ đĩ là sự tồn tại của
bức xạ nền vũ trụ: Năm 1965, hai nhà vật lý thiên văn người Mĩ Là Penzias và Wilson đã tình cờ phát hiện ra một loại bức xạ “lạ” khi họ đang thử máy thu tín hiệu trên bước sĩng 3cm. Họ đã khẳng định bức xạ này được phát đồng đều tứ phía trong khơng trung và tương ứng với bức xạ được phát ra từ vật cĩ nhiệt độ khoảng 3K (chính xác 2,735K) gọi là bức xạ 3K.
+ d là khoảng cách từ thiên hà đến chúng ta.
- Lắng nghe, ghi nhớ
- Từ các sự kiện thiên văn ở trên chứng tỏ giả thuyết nào đúng với sự hình thành và tiến hĩa của vũ trụ?
- Hai sự kiện thiên văn quan trọng và một số sự kiện thiên văn khác đã minh chứng cho tính đúng đắn của thuyết Big Bang.
Vậy vũ trụ sinh ra từ một vụ nổ lớn.
- Thuyết Big Bang.
- Tiếp thu, ghi nhớ.
- Hãy trả lời câu hỏi C1- SGK Trang 315 (Tính tốc độ chạy ra xa của một thiên hà cách chúng ta hai trăm nghìn năm ánh sáng)?
AD: v= H.d
H=1,7.10-2 m/(s.năm ánh sáng) d= 200000(năm ánh sáng). suy ra : v = 3400(m/s)
Hoạt động 4: Tìm hiểu nội dung thuyết Big Bang
Trợ giúp của giáo viên Hoạt động của học sinh
Chuyển ý: Ở trên ta đã khẳng định được thuyết Big Bang là đúng. Bây giờ ta sẽ tìm
Số hĩa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
hiểu cụ thể xem thuyêt Big Bang cĩ những nội dung cơ bản nào?
- Hãy nêu những nội dung cơ bản của thuyết Bib Bang.
- Nhận xét, khẳng định lại những nội dung cơ bản của thuyết Big Bang, sau đĩ cho HS xem đoạn phim ngắn về vụ nổ bigbang
- Đọc SGK và trình bày những nội dung cơ bản của thuyết Big Bang. + Vũ trụ bắt đầu dãn nở từ một “điểm kì dị”, lúc mà tuổi và bán kính vũ trụ là số 0 (điểm zero Big Bang).
+ Sau vụ nổ lớn tP =10-43s (thời điểm Plăng), kích thước vũ trụ là 10-35
m, nhiệt độ là 1032K, khối lượng riêng là 1091kg/cm3.
+ Các nuclon được tạo ra sau vụ nổ 1 giây.
+ 3 phút sau vụ nổ xuất hiện các hạt nhân nguyên tử đầu tiên.
+ 3000 năm sau vụ nổ mới xuất hiện các nguyên tử đầu tiên.
+ ba triệu năm sau mới xuất hiện các sao và thiên hà.
+ Tại thời điểm t = 14 tỉ năm, vũ trụ ở trạng thái như hiện nay, với nhiệt độ trung bình T = 2,7K
Số hĩa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Hoạt động 5: Củng cố, vận dụng.
Trợ giúp của giáo viên Hoạt động của học sinh
-Tĩm tắt kiến thức trong bài
- Yêu cầu trả lời các câu hỏi trong phiếu học tập.
- Đánh giá, nhận xét giờ dạy
-Ghi chép tĩm tắt.
- Trả lời các câu hỏi theo yêu cầu của GV
Số hĩa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
KẾT LUẬN CHƢƠNG II
Trong chương này, chúng tơi đã tiến hành nghiên cứu và thực hiện được các cơng việc sau:
- Phân tích vị trí, vai trị và cấu trúc của chương “Từ vi mơ đến vĩ mơ” – SGK Vật lý 12 nâng cao.
- Phân tích nội dung các kiến thức cơ bản của chương “Từ vi mơ đến vĩ mơ” trong chương trình Vật lý 12 nâng cao và các tài liệu cĩ liên quan. Từ đĩ xác định nội dung các kiến thức cơ bản mà học sinh cần phải nắm vững khi học chương này.
- Trên cơ sở lí luận và thực tiễn đã trình bày ở chương I, căn cứ vào đặc điểm các kiến thức của chương “Từ vi mơ đến vĩ mơ”, căn cứ vào thực trạng trang thiết bị hiện cĩ ở các trường phổ thơng, trình độ nhận thức của học sinh, chúng tơi đã tiến hành thiết kế tiến trình dạy học các bài:
+ Bài 1: Mặt Trời, hệ Mặt Trời + Bài 2: Sao, thiên hà
+ Bài 3: Thuyết Big Bang
Trong các tiến trình dạy học trên, chúng tơi đã cố gắng sử dụng các đoạn phim học tập, các hình ảnh trực quan, kết hợp với việc sử dụng các thiết bị dạy học hiện đại như máy vi tính, máy chiếu… nhằm kích thích hứng thú, tính tích cực của học sinh, qua đĩ giúp học sinh nắm vững kiến thức.
Số hĩa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Chƣơng III
THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM 3.1. Mục đích, nhiệm vụ thực nghiệm sƣ phạm 3.1.1. Mục đích thực nghiệm
Thực nghiệm sư phạm nhằm kiểm tra giả thuyết khoa học của đề tài, kiểm tra tính khả thi, mức độ phù hợp của các giải pháp đã lựa chọn nhằm phát triển hoạt động nhận thức, tính tích cực và sáng tạo của học sinh qua đĩ nâng cao hiệu quả của quá trình dạy học.
3.1.2. Nhiệm vụ thực nghiệm
- Khảo sát, điều tra cơ bản để lựa chọn các lớp thực nghiệm và lớp đối chứng, chuẩn bị các thơng tin và các điều kiện cần thiết phục vụ cho cơng tác thực nghiệm sư phạm.
- Liên hệ, trao đổi để thống nhất phương án thực nghiệm với các giáo viên tham gia thực nghiệm.
- Chuẩn bị tài liệu, giáo án, các phương tiện dạy học cần thiết để thực hiện bài giảng như máy chiếu, máy vi tính…
- Hồn thiện, điều chỉnh, bổ sung tiến trình dạy học đã soạn thảo. - Thực hiện các giờ dạy thực nghiệm theo phương án đã chuẩn bị.
- Kiểm tra, thu thập thơng tin, xử lí, phân tích kết quả thực nghệm và đánh giá theo các tiêu chí của dạy học tích cực. Từ đĩ nhận xét và rút ra kết luận về tính đúng đắn của giả thuyết khoa học, tính khả thi của đề tài.
3.2. Đối tƣợng, nội dung và phƣơng pháp thực nghiệm sƣ phạm3.2.1. Đối tƣợng thực nghiệm 3.2.1. Đối tƣợng thực nghiệm
Số hĩa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
đối tượng thực nghiệm sư phạm là học sinh lớp 12 ở ba trường THPT trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên với các lớp thực nghiệm và lớp đối chứng cụ thể như sau:
- Trường THPT Thái Nguyên: Lớp thực nghiệm: 12A6 Lớp đối chứng: 12A5 - Trường THPT Ngơ Quyền:
Lớp thực nghiệm: 12A2 Lớp đối chứng: 12A1 - Trường THPT Đại Từ:
Lớp thực nghiệm: 12A2 Lớp đối chứng: 12A1
Để đảm bảo tính khách quan và tính phổ biến của các mẫu thực nghiệm, chúng tơi đã lựa chọn lớp thực nghiệm và lớp đối chứng là những lớp cĩ học học lực trung bình khá trong các trường về các mơn khoa học tự nhiên và kết quả học tập mơn Vật lý trong năm học trước của các lớp thực nghiệm và đối chứng nhìn chung là tương đương nhau.
3.2.2. Nội dung thực nghiệm
- Điều tra cơ bản về tình hình dạy và học mơn Vật lý ở các trường chọn làm thực nghiệm, tìm hiểu thơng tin cần thiết về các lớp thực nghiệm và đối chứng.
- Thực hiện thực nghiệm sư phạm được tiến hành song song giữa các lớp thực nghiệm và lớp đối chứng
- Ở các lớp thực nghiệm, tiến hành giảng dạy theo giáo án mà chúng tơi đã soạn thảo. Ở các lớp đối chứng, tiến hành giảng dạy theo phương pháp mà giáo viên vẫn thường dạy. Đối với các lớp do giáo viên cộng tác giảng dạy, phải cĩ sự tham gia dự giờ của tác giả đề tài.
- Tổ chức kiểm tra ở các lớp thực nghiệm và đối chứng cùng một đề, trong cùng một khoảng thời gian.
- Trao đổi với học sinh lớp thực nghiệm và lớp đối chứng sau các buổi học để điều chỉnh phương án giảng dạy cho phù hợp.
Số hĩa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
- Trao đổi với giáo viên cộng tác, tổng kết, phân tích và xử lí kết quả thực nghiệm sư phạm một cách khách quan.
- Trên cơ sở các kết quả thu được, rút ra các kết luận về đề tài nghiên cứu.
3.2.3. Phƣơng pháp thực nghiệm
- Để chuẩn bị cho quá trình thực nghiệm sư phạm, chúng tơi đã sử dụng các phương pháp trao đổi, phỏng vấn với các cán bộ quản lí, giáo viên và học sinh của các trường. Dùng phiếu trắc nghiệm, kiểm tra, thăm quan cĩ sở vật chất của trường học…Trên cơ sở đĩ, lựa chọn lớp thực nghiệm và lớp lớp đối chứng phù hợp với mục tiêu nghiên cứu của đề tài đồng thời chuẩn bị những thơng tin, điều kiện cần thiết phục vụ cho quá trình thực nghiệm sư phạm.
- Sử dụng phương pháp thu thập thơng tin làm căn cứ cho việc đánh giá các