CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ VÀ TỔ CHỨC DẠY HỌC TÍCH HỢP CHỦ ĐỀ “THỦY ĐIỆN VÀ CÁCH SỬ DỤNG ĐIỆN NĂNG HỢP LÝ” CHO HỌC SINH BẬC TRUNG HỌC CƠ SỞ
2.1 Định hướng của việc xây dựng chủ đề tích hợp “Thủy điện và cách sử dụng điện năng hợp lý”
Mục tiêu xây dựng chủ đề
Như chúng ta đã biết, năng lượng điện là yếu tố có tầm quan trọng đặc biệt, là nhu cầu thiết yếu để nâng cao đời sống vật chất và tinh thần của nhân dân; là nguồn động lực cho phát triển kinh tế - xã hội. Điện năng được tạo ra từ các dạng năng lượng khác nhau tiềm tàng trong tự nhiên. Việt Nam chúng ta được thiên nhiên ưu đãi, có nhiều điều kiện thuận lợi để phát triển thủy điện nhưng thực tế cho thấy khả năng khai thác, sử dụng còn nhiều hạn chế, gây nên sự lãng phí và hiệu quả không cao.
Do đó việc giáo dục sử dụng tiết kiệm và hiệu quả năng lượng điện thiết nghĩ là một việc làm cấp bách và thiết thực. Bởi vì, hành động và ứng xử của con người đối với các nguồn năng lượng quý giá bị điều chỉnh bởi chính thái độ và nhận thức của họ mà giáo dục có vai trò to lớn trong việc này. Vì vậy chủ đề này được xây dựng nhằm mục tiêu chính HS có thể phát triển được các năng lực cần thiết và hình thành nhiều kỹ năng trong cuộc sống. HS có thể biết được các kiến thức căn bản vật lý liên quan đến thủy điện cũng như điện năng. Hình thành ý thức, hành vi sử dụng năng lượng điện tiết kiệm và hiệu quả ở trong lớp học, tại nhà trường, địa phương nơi các em đang sống, có ý thức tuyên truyền về sử dụng năng lượng điện tiết kiệm hiệu quả đồng thời có thái độ phê phán những hành vi chưa sử dụng năng lượng điện tiết kiệm trong gia đình và cộng đồng.
Yêu cầu xây dựng chủ đề
Để có thể tiếp thu được kiến thức chủ đề này một cách trọn vẹn HS cần phải có sẵn các kiến thức cơ bản về điện như hiệu điện thế, cường độ dòng điện, định luật Ohm… HS phải chủ động, tích cực, độc lập, có tinh thần hợp tác.
Đối với GV phải có trình độ xác định các mục tiêu bài dạy, phân bố thời gian hợp lý, chọn lựa phương pháp dạy học phù hợp, khả năng bao quát và điều hành hoạt động của HS. GV phải đảm bảo dạy được cả lý thuyết và thực hành.
Hướng dẫn HS làm quen dần với việc chuẩn bị tài liệu, nghiên cứu bài học, sưu tầm và xử lí thông tin liên quan đến bài học. Hình thành cho HS một số kỹ năng nghiên cứu ban đầu như: dự đoán, quan sát, phân tích,... để việc chuẩn bị ngày càng tốt hơn. Ngoài ra GV nên kết hợp với gia đình HS để trợ giúp tốt nhất cho hoạt động chuẩn bị của các em. Gia đình không chỉ tạo điều kiện cho HS chuẩn bị các đồ dùng mà còn trao đổi, thảo luận với HS để các em có một nền tảng kiến thức tốt trước khi tham gia vào các hoạt động học tập.
Cơ sở vật chất phòng dạy tích hợp sẽ phải trang bị đầy đủ trang thiết bị dạy học, cũng như dụng cụ thực hành kỹ năng. Tuy nhiên do đặc điểm của việc tổ chức DHTH cho nên diện tích phòng học phải đủ lớn để kê bàn ghế và tổ chức các hoạt động.
2.1. Quy trình xây dựng chủ đề tích hợp “Thủy điện và cách sử dụng điện năng hợp lý”
Lựa chọn chủ đề
Điện năng rất phổ biến và cần thiết với đời sống của con người. Có thể nói điện năng giống như mạch máu ngầm của mọi hoạt động trong cuộc sống. Trong bối cảnh các nguồn năng lượng hóa thạch (than, dầu mỏ...) đang cạn dần, các nhà máy điện hạt nhân tiềm ẩn nguy hiểm, người ta đặc biệt chú trọng đến các nguồn năng lượng tái tạo, trong đó có thủy điện. Tuy nhiên, việc phát triển thủy điện tràn lan thời gian qua đã bộc lộ những bất ổn, hậu quả xấu. Theo các chuyên gia, những bất cập đang dần lộ rừ trong cụng tỏc quản lý xõy dựng và vận hành cỏc cụng trỡnh thủy điện.
Thủy điện hiện nay đang là chủ đề mang tính thời sự và cấp thiết đối với người dân miền Trung nói riêng và cả nước nói chung.
Đối với các HS bậc THCS, các em đã có những quan niệm ban đầu về điện.
Hơn nữa, các kiến thức về thủy điện và điện năng xuất hiện không chỉ trong môn Vật lí mà cả trong môn Công nghệ, Địa lý, Sinh học. Vì vậy, chúng tôi lựa chọn chủ đề tích hợp “Thủy điện và cách sử dụng điện năng hợp lý” để dạy học đối với HS lớp 9.
Xác định các vấn đề cần giải quyết
Nội dung 1: Vai trò của điện năng trong cuộc sống - Điện năng có vai trò gì trong cuộc sống?
- Làm sao để tính được tiền điện?
Nội dung 2: Hoạt động của thủy điện
- Thủy điện có các bộ phận chính nào?
- Các bộ phận này đóng vai trò gì?
- Thủy điện hoạt động ra sao?
- Có những kiểu thủy điện nào?
- Vì sao các thủy điện đều có đập chắn nước trên cao?
Nội dung 3: Thủy điện với thiên nhiên và con người
- Điều kiện tự nhiên ảnh hưởng gì đến sự hoạt động của thủy điện?
- Vì sao nước ta lại có tiềm năng thủy điện lớn?
- Thủy điện ảnh hưởng gì đến thiên nhiên và con người?
- Làm sao để tránh các hậu quả do thủy điện gây ra?
Nội dung 4: Sử dụng an toàn, tiết kiệm điện năng - Làm sao để bảo vệ mạng điện trong nhà?
- Cách sơ cứu cho người bị điện giật như thế nào?
- Làm thế nào để tiết kiệm điện?
Xác định các kiến thức
Nội dung Đóng góp của các môn học vào bài học Nội dung 1
Vai trò của điện năng trong cuộc
sống
- Mục I, II - Bài 12: Công suất điện - Vật lý 9
- Mục I, II - Bài 13: Điện năng công của dòng điện - Vật Lý 9 - Mục II - Bài 59: Năng lượng và sự chuyển hóa năng lượng - Vật Lý 9
- Mục II - Bài 32: Vai trò của đện năng trong đời sống - Công nghệ 8
- Mục II - Bài 49: Thực hành - Tính toán tiêu thụ điện năng trong gia đình - Công nghệ 8
Nội dung 2 Hoạt động
của thủy điện
- Mục I - Bài 34: Máy phát điện xoay chiều - Vật lý 9 - Mục I - Bài 37: Máy biến thế - Vật lý 9
- Mục III - Bài 61: Sản xuất điện năng - Nhiệt điện và thủy điện - Vật lý 9
- Mục I - Bài 46: Máy biến áp một pha - Công nghệ 8 Nội dung 3 - Mục I - Bài 28: Đặc điểm địa hình Việt Nam - Địa lý 8
- Mục I - Bài 31: Đặc điểm khí hậu Việt Nam - Địa lý 8
Thủy điện với thiên
nhiên và con người
- Mục I - Bài 33: Đặc điểm sông ngòi Việt Nam - Địa lý 8
- Mục II, III - Bài 53: Tác động của con người đối với môi trường - Sinh học 9
- Mục II - Bài 60: Bảo vệ đa dạng các hệ sinh thái - Sinh học 9 Nội dung 4
Sử dụng an toàn, tiết kiệm điện.
- Mục I, II - Bài 33: An toàn điện - Công nghệ 8
- Mục II - Bài 35: Thực hành - Cứu người bị tai nạn điện - Công nghệ 8
- Mục I, II - Bài 48: Sử dụng hợp lý điện năng - Công nghệ 8 - Mục I, II - Bài 53: Thiết bị bảo vệ của mạng điện trong nhà - Công nghệ 8
- Mục II - Bài 5: Thực hành - nối dây dẫn điện - Công nghệ 9 - Mục IV - Bài 62: Điện gió - Điện mặt trời - Điện hạt nhân - Vật lý 9
Mục tiêu dạy học Về kiến thức
- Nêu được ví dụ ứng dụng của điện năng trong đời sống sản xuất và ưu điểm của việc sử dụng điện năng so với các dạng năng lượng khác.
- Nêu được các kiến thức cơ bản về: công của dòng điện, điện năng, công suất, hiệu suất hoặc nhận ra chúng khi được yêu cầu.
- Vận dụng công thức tính điện năng tiêu thụ để tính tiền điện trong gia đình.
- Chỉ ra được các bộ phận chính trong nhà máy thủy điện. Trình bày được quá trình biến đổi năng lượng trong các bộ phận đó.
- Trình bày được cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy phát điện xoay chiều và máy biến thế.
- Nêu được đặc điểm địa hình, sông ngòi, khí hậu nước ta từ đó chỉ ra các điểm thuận lợi cho sự phát triển thủy điện.
- Giải thích được nguyên nhân của việc tăng giảm công suất của nhà máy thủy điện theo mùa trong năm.
- Xác định được vị trí các thủy điện lớn ở nước ta trên bản đồ.
- Trình bày được các nguyên nhân gây ra tai nạn điện và các quy tắc sử dụng an toàn điện năng.
- Nêu được bước tiến hành sơ cứu cho người bị điện giật.
- Trả lời được câu hỏi vì sao phải giảm bớt điện năng trong giờ cao điểm.
- Đề xuất và thực hiện được các biện pháp thông thường để sử dụng tiết kiệm điện năng.
- Đề xuất được các biện pháp bảo vệ môi trường sinh thái.
- Đề xuất được các biện pháp làm giảm hậu quả do các thủy điện gây nên.
Về kỹ năng
- Hình thành và phát triển năng lực tự học, GQVĐ, làm việc nhóm, thu thập, xử lí thông tin, sử dụng công nghệ thông tin, sử dụng bản đồ tư duy; kỹ năng làm thí nghiệm, quan sát nhận xét qua tranh ảnh thực tế.
- Thực hiện được mối nối dây dẫn điện đúng kỹ thuật.
- Thực hiện được việc sơ cứu cho người bị điện giật và các quy tắc sử dụng điện an toàn.
- Thiết kế được mô hình thủy điện và vẽ được poster tuyên truyền về tiết kiệm điện năng.
Về thái độ
- Có thái độ tích cực trong việc sử dụng tiết kiệm điện năng.
- Có thái độ tích cực tuyên truyền việc tiết kiệm điện năng.
- Có thái độ tích cực tuyên truyền bảo vệ môi trường sinh thái.
Về năng lực hình thành chuyên bi ệt hướng đến cho HS
Có 4 nhóm năng lực K: kiến thức; P: phương pháp; X: trao đổi thông tin; C:
cá nhân (chi tiết nội dung được trình bày trong tiến trình dạy học).
Xác định các nội dung dạy học
Với các kiến thức đã xác định được ở bước 3, chúng tôi tiến hành phân tích để đưa ra các nội dung dạy học như sau:
Nội dung 1: Vai trò của điện năng trong cuộc sống
Trong nội dung này HS được tìm hiểu về công suất điện, công của dòng điện.
HS sẽ được giao nhiệm vụ tìm hiểu các nội dung: công suất điện là gì? Công suất định mức là gì? Làm thế nào để tính công suất? Điện năng là gì? Điện năng có thể biến đổi thành năng lượng nào? Lượng điện năng biến đổi gọi là gì? Làm sao tính được lượng điện năng này? Ngoài ra yêu cầu HS tìm hiểu về cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của công tơ điện.
Bằng những hiểu biết của bản thân, HS sẽ hoạt động nhóm hoàn thành bản đồ tư duy để thấy vai trò to lớn của điện năng trong cuộc sống.
Từ những kiến thức trên yêu cầu HS về nhà tính tiền điện sử dụng của gia đình trong 1 tháng.
Nội dung 2: Hoạt động của thủy điện
Bây giờ, các em sẽ tìm hiểu điện năng được tạo ra như thế nào từ thủy năng.
Để GQVĐ này HS sẽ vận dụng kiến thức cơ năng và sự chuyển hóa cơ năng ở lớp 8.
Từ đó giải thích được vì sao các nhà máy thủy điện lại có đập nước trên cao? Sau đó mỗi nhóm HS sẽ tự thiết kế mô hình thủy điện cho nhóm mình thông qua hoạt động này các em sẽ mô tả được các bộ phận chính của thủy điện, chức năng của các bộ phận đó cũng như quá trình chuyển đổi năng lượng ở các bộ phận.
Ở nội dung này, HS cũng sẽ tìm hiểu về máy biến áp, máy phát điện xoay chiều và các kiểu thủy điện khác nhau cũng như biết được trường hợp nào thủy điện sẽ xả lũ.
Nội dung 3: Thủy điện với thiên nhiên và con người
Nội dung này, trước hết HS sẽ trả lời câu hỏi: vì sao trữ lượng điện cũng như tiềm năng thủy điện nước ta lại lớn như vậy? Bằng cách tìm hiểu các điều kiện tự nhiên về đặc điểm địa hình, sông ngòi, khí hậu nước ta. Từ đây HS cũng biết được vì sao thủy điện tăng giảm công suất theo mùa.
Nói đến thủy điện, không thể không nhắc đến lũ lụt, do đó HS còn được giao nhiệm vụ tìm hiểu các ảnh hưởng tích cực, tiêu cực của thủy điện lên thiên nhiên và con người bằng cách sưu tầm tranh ảnh. Từ đó HS sẽ thấy được những mặt lợi, mặt hại của thủy điện và đánh giá xem thủy điện có phải là nguyên nhân gây ra lũ lụt.
Nội dung 4: Sử dụng an toàn, ti ết kiệm điện năng
Điện năng tuy rất thuận tiện cho cuộc sống nhưng nó chứa rất nhiều nguy hiểm. Vì vậy ở nội dung cuối các em sẽ tìm hiểu các sử dụng an toàn, tiết kiệm điện.
Trong nội dung này, các em tìm hiểu nguyên nhân gây ra tai nạn điện, hậu quả ra sao và quan trọng hơn là đề xuất giải pháp để sử dụng điện an toàn và cứu người gặp tai nạn điện. Để nội dung thêm phần thú vị, chúng tôi đặt ra nhiệm vụ cho nội dung như sau: “Hãy đóng vai trò là họa sĩ, em hãy vẽ những bức tranh tuyên truyền mọi người chung tay tiết kiệm điện”.
Dưới đây là toàn bộ nội dung, thông tin hỗ trợ cho HS trong suốt quá trình học chủ đề: [2],[4],[8],[9]
CHỦ ĐỀ: THỦY ĐIỆN VÀ CÁCH SỬ DỤNG ĐIỆN NĂNG HỢP LÝ
GHI CHÚ CÁC HIỆU LỆNH TRONG TÀI LIỆU
CÂU HỎI NHỎ QUAN SÁT BÀI TẬP DỰ ÁN BÀI TẬP NHỎ
Trong thời đại ngày nay năng lượng điện có vai trò rất lớn trong đời sống con người cũng như sản xuất phát triển của đất nước. Điện giúp chúng ta làm được rất nhiều việc về mọi mặt, nào là nấu nướng, thắp sáng, giải trí,… Có thể nói, điện là một tài nguyên quan trọng cho con người. Nhưng không phải ai cũng biết được giá trị của nguồn tài nguyên này, một số trường hợp lãng phí điện khi không sử dụng đến. Do sự phát triển nhanh chóng của các khoa học kỹ thuật, các ngành công nghiệp sử dụng điện tăng mạnh. Cùng với sự biến đổi khí hậu diễn biễn phức tạp nên nhu cầu sử dụng điện ngày càng tăng mà nguồn năng lượng để sản xuất ra điện đang dần cạn kiệt, dẫn tới tình trạng thiếu điện do đó việc đầu tư phát triển nguồn năng lượng để sản xuất điện luôn được chú trọng, đồng thời cũng có những biện pháp tuyên truyền sử dụng tiết kiệm điện để đáp ứng đủ nhu cầu sản xuất và sinh hoạt của con người. Sự phát triển nhanh chóng của kỹ thuật và công nghệ điện đã làm thay đổi nền công nghiệp chạy bằng hơi nước trước đó cũng như thay đổi xã hội loài người. Tính linh hoạt của điện cho phép con người có thể ứng dụng nó vào vô số lĩnh vực như giao thông, ứng dụng nhiệt, chiếu sáng, viễn thông và máy tính điện tử. Năng lượng điện ngày nay trở thành xương sống trong mọi công nghệ hiện đại.
Chúng ta cùng tìm hiểu vai trò cũng như cách tạo ra điện năng để biết nó quan trọng như thế nào với cuộc sống chúng ta nhé!
Chủ đề này gồm có 4 nội dung chính: 1. Vai trò của điện năng trong cuộc sống 2. Hoạt động của thủy điện
3. Thủy điện với thiên nhiên và con người 4. Sử dụng an toàn, tiết kiệm điện năng
25
NỘI DUNG 1: VAI TRề CỦA ĐIỆN NĂNG TRONG CUỘC SỐNG
Khi sử dụng đèn điện, có đèn sáng mạnh có đèn sáng yếu ngay cả khi các đèn này được dùng với cùng một hiệu điện thế. Vậy căn cứ vào đâu để xác định mức độ hoạt động mạnh yếu khác nhau này?
Dụng cụ
điện Công suất (W) Bóng đèn pin 1
Bóng đèn thắp sáng ở
gia đình
15 – 200 Quạt điện 25 – 100
Tivi 60 – 160
Bàn là 250 – 1000 Nồi cơm điện 300 – 1000
Quan sát độ sáng 2 bóng đèn, em có nhận xét gì về mối quan hệ giữa số oát ghi trên mỗi đèn với độ sáng mạnh yếu của chúng?
Công suất định mức
Mỗi dụng cụ điện khi sử dụng với hiệu điện thế bằng hiệu điện thế định mức, thì tiêu thụ công suất điện (gọi tắt là công suất) bằng số oát ghi trên dụng cụ đó và được gọi là công suất định mức.
Công suất định mức của mỗi dụng cụ điện cho biết công suất mà dụng cụ đó tiêu thụ khi hoạt động bình thường. Một dụng cụ hoạt động càng mạnh thì công suất của nó càng lớn.
Một bàn là được điều chỉnh lúc nóng nhiều lúc nóng ít thì trong trường hợp nào bàn
là có công suất nhỏ hơn?
Ta đã biết trong vật lý, để biết người nào hay máy nào làm việc khỏe hơn người ta dùng khái niệm công suất có đơn vị là oát (W). Tương tự như vậy trong gia đình trên các thiết bị điện ta hay thấy các thông số về vôn và oát. Các thông số đó chỉ hiệu điện thế định mức và công suất định mức của thiết bị điện đó. Công suất có đơn vị là oát (W).
Ghi chú