CHƯƠNG 4. NGHIÊN CỨU LỊCH SỬ VẬT LÍ PHỤC VỤ DẠY HỌC CHƯƠNG IX. VẬT LÍ 12 NÂNG CAO
5. NGHIÊN CỨU LỊCH SỬ VẬT LÍ PHỤC VỤ DẠY HỌC BÀI 57 PHẢN ỨNG NHIỆT HẠCH
5.1. Xác định mục tiêu của bài
Theo sách giáo viên Vật lí 12 NC, mục tiêu của bài học được xác định [4, tr. 288]:
- Về kiến thức:
“+ Nêu được phản ứng nhiệt hạch là gì.
+ Nêu được điều kiện để phản ứng nhiệt hạch xảy ra.
+ Nêu được ưu điểm của năng lượng do phản ứng nhiệt hạch tỏa ra.”
Dựa vào mục tiêu bài dạy và những tài liệu, những hiểu biết của tôi, tôi tổ chức hoạt động nhằm sử dụng lịch sử vật lí vào bài dạy sao cho phù hợp, trước tiên tôi xác định nội dung bài học có thể sử dụng lịch sử vào để trao đổi với các em HS.
5.2. Xác định nội dung của bài để sử dụng lịch sử vật lí vào dạy học và nội dung lịch sử vật lí cần đưa vào bài
Trong SGK, mục 1 trình bày về “Phản ứng nhiệt hạch” và mục 3 trình bày nội dung “Thực hiện phản ứng nhiệt hạch trên Trái Đất”.
Dựa vào mục tiêu bài học là giúp HS nêu được phản ứng nhiệt hạch là gì, điều kiện để phản ứng nhiệt hạch xảy ra, nêu được ưu điểm của năng lượng do phản ứng nhiệt hạch tỏa ra. Trong phần này SGK có đề cập đến:
- Sự nổ của bom nhiệt hạch hay bom H.
- Ưu điểm của năng lượng do phản ứng nhiệt hạch tỏa ra.
Theo tôi, đây là cơ hội có thể sử dụng lịch sử vật lí vào bài dạy nhằm giúp cho HS dễ dàng ghi nhớ bài học, có niềm đam mê với khoa học và nhất là cung cấp kiến thức về bom nhiệt hạch hay bom H, làm thế nào thực hiện được phản ứng nhiệt hạch dưới dạng kiểm soát được, đảm bảo mục tiêu của bài.
SVTH: Tiêu Tín Nguyên 87 SP. Vật lí K36
MỤC TIÊU NỘI DUNG BÀI HỌC NỘI DUNG LSVL
- Nêu được phản ứng nhiệt hạch là gì.
- Nêu được điều kiện để phản ứng nhiệt hạch xảy ra.
Mục 1. Phản ứng nhiệt hạch.
Câu hỏi C1. Hãy tính năng lượng tỏa ra khi 1 kg hêli được tạo thành theo phản ứng
MeV n
He H
H 12 24 01 17,5
3
1
cho biết mα = 4,0015 u. Hãy so sánh với năng lượng tỏa ra khi 1 kg 235U bị phân hạch.
Để có thể hướng dẫn HS trả lời câu hỏi C1 trang 288 SGK, tôi cần phải hướng dẫn HS tự tìm hiểu bài học và giải. Nội dung câu hỏi C1 và các bài tập liên quan trong bài này, đề bài yêu cầu HS phải hiểu và nhớ là không nhiều và được trình bày khá rõ ràng. Vì vậy, tôi yêu cầu HS thực hiện một số phép tính về năng lượng tỏa ra trong phản ứng nhiệt hạch để đào sâu về kiến thức.
Chẳng hạn “biết công suất bức xạ năng lượng của Mặt Trời là 3,9.1026 W và giả sử trong lòng Mặt Trời xảy ra chu trình cacbon - nitơ, hãy tính lượng hêli được tạo thành trong 1 năm trong lòng Mặt Trời”. Trong trường hợp đối tượng HS ở lớp phần lớn là HS khá giỏi, tôi có thể gợi ý cho HS tính nhiệt độ lí thuyết để xảy ra phản ứng nhiệt hạch.
Để có thể hiểu rõ lí thuyết và giải các bài tập ở bài này một cách hiệu quả, theo tôi nên bổ sung kiến thức về chu trình cacbon - nitơ, phản ứng nhiệt hạch trong lòng Mặt Trời (Xem phụ lục 10). Tôi có thể tóm tắt
SVTH: Tiêu Tín Nguyên 88 SP. Vật lí K36 chu trình cacbon - nitơ của nhà vật lí người Đức là Bethe, từ đó cung cấp phương trình cho HS, cung cấp lịch sử vật lí về chu trình trên.
Mục tiêu đề nghị:
- HS hiểu thêm về bom nhiệt hạch.
- Giáo dục tư tưởng cho HS về việc yêu chuộng hòa bình, ngăn ngừa và bài trừ vũ khí hạt nhân.
Mục 4 (Đề nghị). Tổ chức viết báo nội bộ trong lớp.
Theo tôi, ở bài học này, tôi sẽ tổ chức cho HS tập viết báo nội bộ trong lớp để giới thiệu cho các bạn cùng biết về kiến thức của phản ứng nhiệt hạch, bom nhiệt hạch, Tsar Bomba bằng cách sử dụng những kiến thức về phản ứng nhiệt hạch trong SGK, những tài liệu mà các em tìm kiếm trên internet.
5.3. Xác định phương pháp để sử dụng lịch sử vật lí vào dạy học và hình thức tổ chức dạy học
MỤC TIÊU ĐƯỢC ĐỀ NGHỊ ĐỂ SỬ DỤNG LSVL VÀO DẠY HỌC
NỘI DUNG LỊCH SỬ VẬT LÍ
PHƯƠNG PHÁP - HÌNH THỨC TỔ CHỨC - HS hiểu thêm về chu trình
cacbon - nitơ để thuận lợi cho việc tìm hiểu kiến thức sâu hơn và giải bài tập tốt hơn.
- Biết được lịch sử phát hiện phản ứng nhiệt hạch xảy ra trong lòng Mặt Trời.
Nội dung 1. “Năm 1938, nhà vật lí Bethe (người Mĩ gốc Đức) đã nêu lên chu trình cacbon - nitơ gồm 6 phản ứng nối tiếp nhau, với sự tham gia của cacbon và nitơ như là chất xúc tác và trung gian; nhưng xét tổng hợp lại thì cả chu trình rút về sự tạo thành một hạt
Mục 1. Phản ứng nhiệt hạch.
Tôi diễn giảng, cung cấp kiến thức cho HS (Xem phụ lục 10). Từ đó, HS hiểu được phương trình và giải bài tập có liên quan. Đồng thời, tôi cho HS xem một số video mô phỏng về phản ứng nhiệt hạch. (Xem phụ lục 12)
SVTH: Tiêu Tín Nguyên 89 SP. Vật lí K36 nhân hêli từ 4 hạt nhân
hiđrô.
MeV
v e He H
8 , 26
3 2 2 411 24 01
Ngoài ra, còn có chu trình prôtôn gồm 3 phản ứng tiếp nối nhau, mà tóm tắt lại là:
MeV
v e He H
4 , 26
2 2 2 411 24 10
Đối với Mặt Trời, phần đóng góp của hai chu trình là như nhau. Các sao có nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ Mặt Trời thì chu trình prôtôn đóng góp nhiều hơn.
Các sao có nhiệt độ cao hơn nhiệt độ Mặt Trời thì chu trình cacbon - nitơ đóng góp trội hơn”.
- Nêu được ưu điểm của năng lượng do phản ứng nhiệt hạch tỏa ra.
- Giáo dục tư tưởng cho HS về tác hại của bom mìn.
- Giúp HS tập viết báo, hình thành ở HS việc yêu thích nghiên cứu khoa học.
Nội dung 2. Viết báo nội bộ với chủ đề “Bom nhiệt hạch”.
Mục 3. Thực hiện phản ứng nhiệt hạch trên Trái Đất.
Tôi tổ chức cho HS tập viết báo nội bộ trong lớp để HS làm quen với nghiên cứu khoa học, viết luận nhằm giới thiệu cho các bạn HS khác cùng biết về kiến thức của phản ứng nhiệt hạch, bom nhiệt hạch bằng cách sử dụng những kiến thức về phản ứng nhiệt hạch trong SGK, những tài liệu mà các em tìm kiếm trên internet.
Từ đó, tôi sẽ hỗ trợ các em,
SVTH: Tiêu Tín Nguyên 90 SP. Vật lí K36 gợi ý các em sắp xếp thông tin, chọn lọc thông tin chính thống để từ đó viết một bài báo nhỏ để trao đổi, giới thiệu đến các bạn cùng lớp.
Đây là hoạt động vừa cho HS gợi nhớ, củng cố lại bài học, cũng như chỉ dẫn một phần nhỏ cho các em biết thế nào là tìm hiểu thông tin, nghiên cứu khoa học, góp phần hình thành ở HS niềm hăng say đối với khoa học, yêu thích khoa học.
Thông qua chủ đề này giáo dục tư tưởng cho các em HS về tác hại của bom mìn trong chiến tranh, từ đó yêu chuộng nền hòa bình.
Bài báo tham khảo. (Xem phụ lục 11)
Chiếu video “Hồ sơ mật - Sự ra đời của vũ khí hạt nhân”. (Xem phụ lục 16)
SVTH: Tiêu Tín Nguyên 91 SP. Vật lí K36