Mục lục
A. Đặt vấn đề
I. Lời mở đầu
II. Thực trạng vấn đề nghiên cứu
1. Thực trạng
2. Kết quả và hiệu quả
a) Kết quả
b) Hiệu quả
B. Giải quyết vấn đề
I. Cơ sở lý luận của vấn đề nghiên cứu
1. Các khái niệm về : môi trường, ô nhiễm môi trường, ô nhiễm
phóng xạ.
2. Thế nào là dạy học tích hợp, tích hợp môi trường trong giảng
dạy.
3. Kiến thức liên quan
3.1. Hiện tượng phóng xạ, các tia phóng xạ.
3.2 . Phản ứng phân hạch hạt nhân, phản ứng nhiệt
hạch.
3.3 . Lò phản ứng hạt nhân, nhà máy điện hạt nhân,
vũ khí hạt nhân.
II.Trình tự giải quyết các vấn đề
1. Chuẩn bị.
2. Thực hiện trên lớp.
a) Địa chỉ tích hơp.
b) Kiến thức môi trường giáo dục
c) Tổ chức thực hiện.
III. Phương pháp thiết kế.
1. Xây dựng ý tưởng phù hợp với kiểu bài dạy:
1
“Thuyết trình + đàm thoại + xem băng hình”.
2. Chuẩn bị.
3. Quy trình thực hiện.
C. Kết luận, đề xuất.
D. Tài liệu tham khảo.
2
A. ĐẶT VẤN ĐỀ
I. Lời mở đầu
Sự phát triển của khoa học kỹ thuật đã đem lại cho con người
nhiều thành tựu trong công nghiệp, nông nghiệp, y học,… nhưng bên
cạnh đó, sự phát triển này đã tác động không nhỏ đến môi trường làm
mất cân bằng sinh thái. Trong đó sự phát triển của năng lượng hạt
nhân đã tạo nên bước phát triển nhảy vọt của con người nhưng việc
sản xuất một lượng lớn các hạt nhân phóng xạ (các đồng vị phóng xạ)
ở những cơ sở sản xuất vũ khí hạt nhân và ở những lò phản ứng hạt
nhân đã tạo ra mối quan tâm ngày càng tăng về ảnh hưởng của các
chất phóng xạ đối với sức khỏe và môi trường.
Do đó giáo dục về môi trường nói chung và ô nhiễm phóng xạ
nói riêng là việc làm cấp bách và thiết thực cho một tương lai bền
vững. Chúng ta phải chú trọng nó trong giáo dục ở tất cả các cấp,
trong cuộc sống hằng ngày.
Ở bậc THPT, mỗi môn học có vị trí khác nhau trong vấn đề thực
hiện giáo dục môi trường. Có nhiều bộ môn có thuận lợi do đối tượng
bộ môn có liên quan nhiều đến vấn đề môi trường sinh thái như: Sinh
học, địa lý, hóa học Môn vật lý mặc dù không có các chủ đề nghiên
cứu riêng về chủ đề môi trường sinh thái song đều có thể tìm được cơ
hội đưa vấn đề giáo dục môi trường vào nội dung bài học. Điều quan
trọng là giáo viên phải được chuẩn bị các hiểu biết về vấn đề môi
trường, hiểu sâu kiến thức bộ môn.
Với mong muốn cùng chung tay bảo vệ môi trường, cũng như
làm cho các vấn đề vật lý trở nên gần gũi, thiết thực hơn với đa phần
3
các em học sinh tôi lựa chọn một đề tài nhỏ về tích hợp môi trường
trong giảng dạy bộ môn vật lý ở trường THPT: “Tích hợp giáo dục
môi trường vào trong một số tiết học phần hạt nhân nguyên tử vật lý
12 năng cao” .
Những gì tôi muốn truyền tải trong đề tài này nhằm cho học
sinh thấy rõ được thế nào là ô nhiễm phóng xạ? Thế nào là năng
lượng hạt nhân? Thế nào là vũ khí hạt nhân? Cũng như những
hiểm họa môi trường mà chúng mang lại.
II.Thực trạng của vấn đề nghiên cứu
1. Thực trạng.
Hơn 100 năm trước, Henri Becquerel phát hiện ra sự phóng xạ.
Phát hiện này và những công trình khoa học theo sau đó khiến cho thế
kỉ của chúng ta hoàn toàn khác hẳn những thế kỉ trước. Sự phóng xạ,
tính chất lạ lùng này của vật chất: loài người đã có thể khai thác năng
lượng của nó và sử dụng nó (cho những điều tốt đẹp nhất và cả những
điều tồi tệ nhất !)
Trường THPT Tống Duy Tân nơi tôi đang công tác đóng trên
khu vực mà hơn 90% là nông nghiệp, nên ô nhiễm phóng xạ, điện hạt
nhân trở nên rất xa lạ không chỉ với đa phần người dân ở trong khu
vực mà còn với đa phần học sinh.
Chương vật lý hạt nhân là chương cuối cùng của vật lý THPT
gồm các kiến thức cơ bản về hạt nhân nguyên tử, phóng xạ, phản
ứng hạt nhân, phân hạch và nhiệt hạch và theo cách trình bày của
sgk thì học sinh mới thấy được các kiến thức cơ bản về hạt nhân
4
nguyên tử, phóng xạ, phản ứng hạt nhân, tiềm năng về điện hạt
nhân, về bom hạt nhân mà chưa thấy hết được những vấn nạn về
môi trường một cách khủng khiếp mà những điều đó mang lại
Vì lẽ đó nên tôi đã tích hợp việc giáo dục môi trường và
chương vật lý hạt nhân để những điều mà các em vẫn nghe trên
các phương tiện thông tin đại chúng về ô nhiễm phóng xạ, về hai
mặt của điện hạt nhân trở nên rõ ràng hơn, và sau đó chính các
em sẽ là những tuyên truyền viên về môi trường đối với những
người xung quanh
2. Kết quả và hiệu quả
a) Kết quả: Đây là một vấn đề toàn cầu nhưng trong phạm vi các
bài học việc tích hợp giảng dạy lại khá đơn giản dễ hiểu không những
không gây nặng cho các em khi học mà còn gây hứng thú cho các em.
b) Hiệu quả: Sau khi nhận thấy thực trạng trên, việc tìm
hiểu tiếp cận các tài liệu và thiết kế nội dung đề tài, thực tế đã giải
quyết được vấn đề đặt ra.
5
B. GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ
I. Cơ sở lý thuyết
1. Các khái niệm về: môi trường, ô nhiễm môi trường, ô
nhiễm phóng xạ.
- "Môi trường bao gồm các yếu tố tự nhiên và yếu tố vật chất
nhân tạo quan hệ mật thiết với nhau, bao quanh con người, có ảnh
hưởng tới đời sống, sản xuất, sự tồn tại, phát triển của con người và
thiên nhiên." (Theo Điều 1, Luật Bảo vệ Môi trường của Việt Nam).
- Ô nhiễm môi trường là gì?
Theo Luật Bảo vệ Môi trường của Việt Nam:
"Ô nhiễm môi trường là sự làm thay đổi tính chất của môi
trường, vi phạm Tiêu chuẩn môi trường".
Trên thế giới, ô nhiễm môi trường được hiểu là việc chuyển các
chất thải hoặc năng lượng vào môi trường đến mức có khả năng gây
hại đến sức khoẻ con người, đến sự phát triển sinh vật hoặc làm suy
giảm chất lượng môi trường. Các tác nhân ô nhiễm bao gồm các chất
thải ở dạng khí (khí thải), lỏng (nước thải), rắn (chất thải rắn) chứa
hoá chất hoặc tác nhân vật lý, sinh học và các dạng năng lượng như
nhiệt độ, bức xạ.
Tuy nhiên, môi trường chỉ được coi là bị ô nhiễm nếu trong đó
hàm lượng, nồng độ hoặc cường độ các tác nhân trên đạt đến mức có
khả năng tác động xấu đến con người, sinh vật và vật liệu.
- Ô nhiễm phóng xạ: Ô nhiễm phóng xạ là sự phát tán của các
tia có năng lượng cao và các chất phóng xạ vào đất, nước, không khí,
sinh vật quá liều lượng cho phép.
Vậy thế nào để biết là quá liều lượng cho phép?
Đơn vị sử dụng để đo lường phóng xạ ion hóa tương đối phức
tạp .
6
Tuy nhiên trong thực tế ta hay dùng đơn vị đo Liều lượng phóng
xạ bằng đơn vị sievert, viết tắt là Sv, theo tên cuả nhà vật lý y học
người Thụy Điển, Rolf Sievert. Đây là đơn vị đo năng lượng phóng
xạ, tính bằng joule (J), ngấm vào 1 kg vật chất: 1 Sv = 1 J/kg = 1
m2/giây2.
1 Sv = 1,000 mSv (milisieverts) = 1,000,000 μSv
(microsieverts).
Như vậy 1 mSv = 1,000 μSv.
Dưới đây là một số ví dụ về liều lượng phóng xạ:
- Một lần chụp răng bằng X-quang: 5 μSv
- Một chuyến bay khứ hồi Tokyo – New York: 200 μSv
- Một lần chụp kiểm tra ung thư vú: 3,000 μSv
- Một lần chụp CT scan ngực: 6,000 – 18,000 μSv
- Phóng xạ tự nhiên trong cơ thế con nguời: 400 μSv/năm, tức
khoảng 0.046 μSv/giờ
- Liều lượng phóng xạ cao nhất mà con người có thể chịu được
mà không bị tổn hại sức khoẻ: 5.7 μSv/giờ
- Hút 1.5 bao thuốc lá mỗi ngày: 13 mSv/năm, hay 1.48 μSv/giờ
Như vậy con người tiếp xúc với phóng xạ hằng ngày nhưng sẽ
không tổn hại gì đến sức khỏe nếu nó nằm dưới liều lượng cho phép.
2. Thế nào là dạy học tích hợp, tích hợp môi trường trong
giảng dạy.
- Trong dạy học các bộ môn, tích hợp được hiểu là sự kết hợp, tổ
hợp các nội dung từ các môn học, lĩnh vực học tập khác nhau (Theo
cách hiểu truyền thống từ trước tới nay) thành một “môn học” mới
hoặc lồng ghép các nội dung cần thiết vào những nội dung vốn có của
môn học, ví dụ: lồng ghép nội dung GD dân số, GD môi trường, GD
an toàn giao thông trong các môn học Đạo đức, Tiếng Việt hay Tự
7
nhiên và xã hội… xây dựng môn học tích hợp từ các môn học truyền
thống.
Tích hợp là một trong những quan điểm GD đã trở thành xu thế
trong việc xác định nội dung DH trong nhà trường phổ thông và trong
xây dựng chương trình môn học ở nhiều nước trên thế giới. Quan
điểm tích hợp được xây dựng trên cơ sở những quan niệm tích cực về
quá trình học tập và quá trình DH.
- Tích hợp môi trường là sự hòa trộn nội dung giáo dục bảo vệ
môi trường vào nội dung bộ môn thành một nội dung thống nhất, gắn
bó chặt chẽ với nhau.
Trong khi dạy học tích hợp các nội dung bảo vệ môi trường ta có
thể xem các mức độ có thể tích hợp vào bài dạy như thế nàocho phù
hợp với nội dung kiến thức bài học của học sinh như:
+ Mức độ toàn phần: Mục tiêu và nội dung bài học phù hợp với
phần lớn hay hoàn toàn với nội dung giáo dục môi trường.
+ Mức độ bộ phận: Chỉ có một phần bài học có nội dung bảo vệ
môi trường.
+ Mức độ liên hệ: Các kiến thức về giáo dục bảo vệ môi trường
không được nêu rõ trong sách giáo khoa nhưng dựa vào kiến thức bài
học giáo viên có thể bổ sung, liên hệ và giáo dục học sinh.
Tùy theo đặc trưng mỗi bài học, môn học mà giáo viên có thể
lựa chọn mức độ, phương pháp phù hợp để việc giáo dục có hiệu quả
cao nhất.
Sau đây tôi sử dụng phương pháp “thuyết trình + đàm thoại +
xem băng hình” ở mức độ liên hệ vào một số tiết của chương “hạt
nhân nguyên tử” để tích hợp giáo dục bảo vệ môi trường.
3. Kiến thức liên quan.
a. Hiện tượng phóng xạ, các tia phóng xạ.
8
- Trình bày các kiến thức về hiện tượng phóng xạ và các
tia phóng xạ như SGK
b. Phản ứng phân hạch hạt nhân, phản ứng nhiệt hạch.
- Trình bày các kiến thức về phản ứng phân hạch, phản
ứng nhiệt hạch như SGK
c. Lò phản ứng hạt nhân, nhà máy điện hạt nhân, vũ khí hạt
nhân.
- Trình bày các kiến thức về lò phản ứng hạt nhân, nhà
máy điện hạt nhân, vũ khí hạt nhân như SGK.
II. Trình tự giải quyết các vấn đề
1. Chuẩn bị.
Giáo Viên chuẩn bị các kiến thức ngắn gọn về ô nhiễm môi
trường, ô nhiễm phóng xạ, Các câu hỏi liên quan đến vấn đề môi
trường đặt ra.
- Một số đoạn băng hình về khả năng ảnh hưởng của các tia
phóng xạ đến môi trường đến con người
- Lý thuyết ngắn gọn về năng lượng hạt nhân: Ưu điểm và những
thách thức.
- Một số đoạn băng hình về thảm họa môi trường do sự cố điện
hạt nhân: Chernobyl (Ukraine), Fukushima
- Một số đoạn băng hình về sức tàn phá của bom hạt nhân.
- Một số đoạn băng hình về thử bom khinh khí, về các cách tạo
phản ứng nhiệt hạch trên trái đất.
2.Thực hiện trên lớp.
Bài 53 : Phóng xạ
a) Địa chỉ tích hợp.
+ Mục 2: các tia phóng xạ
+ Mục 3: Định luật phóng xạ.
9
+ Mục 4: Đồng vị phóng xạ và các ứng dụng
b) Kiến thức môi trường cần tích hợp.
- Ảnh hưởng của các tia phóng xạ đối với môi trường và sức
khỏe con người.
Chất phóng xạ theo định nghĩa được chia làm hai loại: phóng xạ
ion hoá và phóng xạ không ion hoá. Phóng xạ không ion hoá đến từ
các dạng như ánh sáng, các làn sóng điện radio hay radar, microwave.
Loại phóng xạ này thông thường không ảnh hưởng đến tế bào và mô
của cơ thể con người. Còn loại phóng xạ ion hoá gây ra những phản
ứng hoá học tức khắc lên tế bào khi bị tiếp nhiễm như: tia quang tuyến
X, tia Gamma, và các cấu tử tạo ra sự ion hoá phóng xạ như tia trung
hoà tử (neutron), âm điện tử (electron), dương điện tử (proton). Các
loại phóng xạ này hoặc được dùng trong y khoa với mục đích chẩn
đoán, thăm dò, nghiên cứu, hay trị liệu, hoặc trong công nghệ thử
nghiệm vũ khí, cùng một số áp dụng trong các hệ thống an toàn
trong các quy trình sản xuất cao cấp như các khoá đóng mở trong
lò năng lượng hạch nhân, trong kỹ nghệ tàu biển, hay trong vận
hành nhà máy xi măng v.v…
Theo uỷ ban năng lượng Hoa Kỳ, phóng xạ urani ở các nhà máy
điện hạt nhân, kho vũ khí, trung tâm nghiên cứu và các khu vực trước
kia có xảy ra nổ hạt nhân như Hiroshima, Nagasaki,Chernobyl v.v
hằng năm làm nhiễm độc 2.500 tỉ lít nước ngầm của thế giới. Nguồn
nước nhiễm phóng xạ này sau đó sẽ ngấm vào cây cối, động vật
uống phải, hoặc hoà tan vào nguồn nước sinh hoạt của con người
và cuối cùng tích luỹ vào cơ thể.
Cũng theo điều tra của uỷ ban này, thực chất, lượng phóng
xạ rò rỉ trong không khí, không gây nguy hiểm nhiều cho con
người bằng lượng phóng xạ vào nguồn nước. Bởi vì, trong không
khí – các tia phóng xạ chỉ có một không gian tác động rất hạn chế
10
và giảm dần theo thời gian; còn trong nước, nó có thể đi xa hơn và
gây độc cho những vùng lân cận. Không những thế ảnh hưởng của
chúng ngày càng tăng theo thời gian do sự tích tụ phóng xạ trong
nước ngày càng lớn hơn. Vì vậy, khi Hiroshima và Chernobyl bị
ảnh hưởng trực tiếp của phóng xạ hạt nhân nhưng những vùng
rất xa ở xung quanh cũng bị tác động theo, do nguồn nước ngầm
liên thông giữa các vùng. Người ta đã phát hiện những triệu
chứng nhiễm độc phóng xạ trên cơ thể con người sống ở những
vùng rất xa hai trung tâm phóng xạ này, dù theo lý thuyết thì
những vùng đó không thể bị ảnh hưởng vì nằm quá tầm hoạt
động của các tia phóng xạ sau các vụ nổ. Tuy nhiên, kết quả thực
tế cho thấy chúng vẫn bị ảnh hưởng….
- Các hạt phóng xạ hình thành các ion khi nó phản ứng với các
phân tử sinh học. Những ion này sau đó hình thành các gốc tự do phá
hủy protein, màng, acid nucleic, gây tổn thương tế bào ADN dẫn đến
ung thư, khuyết tật di truyền đến các thế hệ sau, có thể gây chết.
- Sự tiếp xúc với phóng xạ có thể:
+ Gây rối loạn hệ thần kinh trung ương đặc biệt là ở não nhức
đầu, chóng mặt, buồn nôn, hồi hộp, khó ngủ, kén ăn, mệt mỏi… lượng
bức xạ càng nhiều thì các triệu chứng này càng nghiêm trọng và có thể
gây chết.
+ Chỗ tia phóng xạ chiếu da sẽ bị bỏng hoặc tấy đỏ, vùng da bị
nhiễm xạ có khả năng bị mọc mụn nước, biến thành màu đỏ, trông
giống như tổn thương bị phơi nắng quá lâu. Sau đó có hiện tượng ngứa
ngáy khó chịu, thậm chí bong da.
+ Ảnh hưởng tới cơ quan tạo máu, gây thiếu máu, lượng hồng
cầu bị suy giảm, làm cho lượng bạch cầu giảm dẫn đến làm giảm khả
năng chống bệnh viêm nhiễm, gây bệnh máu trắng. Cơ thể gầy yếu,
11
sút cân, dần dần suy nhược toàn bộ cơ thể hoặc bị nhiễm trùng nặng
rồi chết.
+ Ảnh hưởng lâu dài khi bị nhiễm chất phóng xạ là ung thư: ung
thư vòm họng, ung thư phổi, ung thư da, ung thư tuyến giáp, ung thư
xương…
c) Tổ chức thực hiện:
Sau khi học sinh đã có kiến thức về các tia phóng xạ
Giáo viên liên hệ đến kiến thức về ảnh hưởng của các tia phóng
xạ này đến môi trường và sức khỏe con người
Sau đó giáo viên có thể đặt câu hỏi:
Câu 1: Tại sao những nơi, những vật dụng bị nhiễm phóng xạ k
thể làm sạch nhanh chóng?
HS: Do các chất phóng xạ khác nhau có chu kỳ bán dã khác
nhau , do sự phóng xạ của các chất chỉ do các nguyên nhân bên trong,
không chịu tác động của các yếu tố bên ngoài.
Câu 2: Chúng ta có các đồng vị phóng xạ từ những nguồn nào?
HS: Phóng xạ tự nhiên, phóng xạ nhân tạo.
Câu 3: Làm thế nào để giảm thiểu nguy cơ nhiễm phóng xạ sau
khi đã có sự phát tán nguồn phóng xạ?
HS: Trả lời các biện pháp mà các em có thể nghĩ ra.
GV chốt lại câu hỏi 3 bằng hình ảnh sau
12
Giáo viên cho học sinh xem đoạn băng hình ngắn về ô nhiễm
phóng xạ để một lần nữa h.ọc sinh thấy được sự nguy hại của ô nhiễm
phóng xạ một cách trực quan.
Bài 56: Phản ứng phân hạch
a) Địa chỉ tích hợp
Mục 2: phản ứng dây truyền
Mục 4: Nhà máy điện hạt nhân
b) Kiến thức môi trường cần tích hợp
Vũ khí hạt nhân (tiếng Anh: nuclear weapon) là loại vũ khí hủy
diệt hàng loạt mà năng lượng của nó do các phản ứng phân hạch hạt
nhân hoặc/và phản ứng hợp hạch gây ra. Một vũ khí hạt nhân nhỏ nhất
cũng có sức công phá lớn hơn bất kỳ vũ khí quy ước nào. Vũ khí có
sức công phá tương đương với 10 triệu tấn thuốc nổ có thể phá hủy
hoàn toàn một thành phố. Nếu sức công phá là 100 triệu tấn (mặc dù
hiện nay chưa thể thực hiện được) thì có thể phá hủy một vùng với
bán kính 100 – 160 km. Cho đến nay, mới chỉ có hai quả bom hạt
13
nhân được dùng trong Đệ nhị thế chiến: quả bom thứ nhất được ném
xuống Hiroshima (Nhật Bản) vào ngày 6 tháng 8 năm 1945 có tên
là Little Boy và được làm từ uranium; quả sau có tên là Fat Man và
được ném xuống Nagasaki, cũng ở Nhật Bản ba ngày sau đó, được
làm từ plutonium.
- Con người đã tồn tại hàng ngàn năm và chẳng gây mấy ảnh
hưởng lớn tới bầu sinh quyển. Tuy nhiên, chỉ trong vòng 5 thế kỷ gần
đây, do ảnh hưởng của các cuộc cách mạng về nông nghiệp, công
nghiệp và y học, dân số thế giới tăng chóng mặt nhu cầu về năng
lượng của con người ngày càng cao. Điều đó vô hình dung đã làm cho
các nguồn nguyên liệu hóa thạch cạn kiệt, gây hiệu ứng nhà kính làm
cho khí hậu thay đổi Các nguồn năng lượng tái tạo và thân thiện với
môi trường như mặt trời, gió, sinh nhiệt và địa nhiệt - cần được ủng
hộ, thế nhưng khả năng tạo ra điện năng bằng các công nghệ này còn
rất hạn chế.
Theo một số dự án của OECD, dù có được bảo trợ và ủng hộ về
nghiên cứu tới 20 năm nữa, những nguồn năng lượng mới này cũng
chỉ cung cấp được dưới 3% điện năng của thế giới.
Trước tình hình đó không ít các nhà khoa học đã tìm đến nguồn
năng lượng hạt nhân và khẳng định năng lượng hạt nhân là biện pháp
hữu hiệu nhất cho vấn đề khủng hoảng năng lượng trên trái đất, năng
lượng hạt nhân là giải pháp bảo vệ môi trường, là cách giảm khí thải
hiệu ứng nhà kính. Thế những liệu năng lượng hạt nhân có thực sự
hoàn hảo như vậy? Sự cố nổ lò phản ứng số 4 của nhà máy điện
nguyên tử Chernobyl (Ukraine) ngày 26/04/1986, vào lúc 1h23' sáng
(giờ địa phương ) đã làm cả thế giới kinh hoàng và hậu quả của nó
đến nay vẫn chưa thể khắc phục tận gốc, thêm vào đó rác thải hạt nhân
mặc dù không gây hiệu ứng nhà kính thế nhưng lại gây nguy hiểm cho
con người và hiện tại những loại rác thải này được sử lý bằng cách
14
bảo quản dưới lòng đất tuy nhiên những loại rác có mức phóng xạ cao
phải chờ có khi cả 1 triệu năm. còn loại rác có mức phóng xạ thấp cần
được chôn xuống đất sâu (300-1000m) và chờ ít nhất là 300 năm! Và
gần đây nhất là sự cố nhà máy điện nổ lò phản ứng số 2 của nhà máy
Fukushima 1 phát nổ lúc 6:00 giờ sáng ngày 15/3 năm 2011 đã dấy
lên phong trào “không hạt nhân” không chỉ ở nhật mà còn ở nhiều
nước khác
c) Tổ chức thực hiện
Sau khi học sinh có kiến thức về phản ứng dây truyền, điều kiện
để có phản ứng dây truyền với trường hợp k >1, giáo viên liên hệ kiến
thức môi trường: Sử dụng để làm bom nguyên tử, sức tàn phá của bom
nguyên tử.
Giáo viên cho học sinh xem hình ảnh sau và nêu câu hỏi
Câu hỏi : Những hình ảnh này gợi cho em nhớ đến sự kiện đau
thương nào?
HS: Mỹ ném bom nguyên tử xuống thành phố nagasaki của nhật
trong thế chiến thứ hai và lễ tưởng niệm 67 năm ngày Mỹ ném bom
nguyên tử xuống 2 thành phố của nhật.
15
Giáo Viên cho học sinh xem đoạn băng hình ngắn về sức tàn phá
cuả bom nguyên tử
Sau khi học sinh đã có kiến thức về lò phản ứng hạt nhân, về nhà
máy điện nguyên tử giáo viên liên hệ: Sự cần thiết của năng lượng hạt
nhân, ảnh hưởng của việc khai thác năng lượng hạt nhân đến môi
trường
Giáo viên đặt câu hỏi thảo luận
Câu hỏi: Các em hãy quan sát chu trình nhiên liêu hạt nhân sau
đây và cho cô biết chu trình này đòi hỏi ở con người điều gì? Liệu
Việt nam của chúng ta có thể thực hiên đủ chu trình này khi mà chúng
ta đang chuẩn bị xây dựng nhà máy điện hạt nhân hay không?
HS: Muốn thực hiện tốt chu trình này thì con người phải có
trình độ khoa học kỹ thuật nhất định. Việt nam chúng ta không thuộc
các nước được phép sử dụng vũ khí hạt nhân nên chúng ta không có
quyền khai thác làm giàu Uranium.
Giáo viên cho học sinh xem một số đọa băng hình về thảm họa
hạt nhân Chernobyl, cách làm việc của hệ thống bảo vệ của nhà máy
điện Fukushima 1.
16
Bài 57: phản ứng nhiệt hạch
a) Địa chỉ tích hợp
Mục 3: Thực hiện phản ứng nhiệt hạch trên trái đất
b) kiến thức môi trường giáo dục
Ngay từ lúc mới phát minh, phản ứng nhiệt hạch có sức hấp dẫn
rất lớn đối với con người. Bởi những ưu việt sau đây: Một là nguồn
nhiên liệu hydro (H, D, T) gần như vô tận trong tự nhiên. Hai là, phản
ứng này phát nhiệt, năng lượng giải phóng với hiệu suất rất cao. Tính
trên đơn vị khối lượng nhiên liệu tiêu hao kilogam, hiệu suất này cao
gấp tỷ lần so với nhiên liệu hoá thạch và gấp chục lần so với nhiên
liệu phân hạch uranium. Ba là, Sản phẩm thải ra là He, một loại khí
hiếm, hoàn toàn không hề làm nhiễm bẩn môi trường sống.
Với những đặc điểm nổi trội như vậy, năng lượng tổng hợp nhiệt
hạch quả là nguồn năng lượng lý tưởng của loài người trong tương
lai.
Tuy nhiên điều kiện của phản ứng này rất ngặt nghèo nên đến tận bây
giờ con người mới chỉ sử dụng dược nó để chế tạo thứ mà những người
yêu chuộng hòa bình không mong muốn: Bom khinh khí
Ngót 50 năm nay, nhiều tập thể khoa học tài ba, nhiều quốc gia
giàu có trên thế giới phối hợp nhau, chi hàng chục tỷ USD, nhằm mục
đích chế ngự được phản ứng nhiệt hạch, cụ thể là chế tạo ra một lò
phản ứng nhiệt hạch tương tự lò phản ứng phân hạch trong các nhà
máy điện nguyên tử hiện nay.
Hiện nay có hai loại lò chủ yếu được xây dựng Trong loại lò thứ nhất,
có dạng như cái bánh xe ô tô (xem hình 2), từ trường mạnh tạo bởi
các nam châm siêu dẫn. Nhờ từ trường này, các ion được gia tốc; tức
được làm nóng lên, đồng thời được khống chế để không va chạm
thành bình. Các sản phẩm theo hướng này là loại TOKAMAK hay
ITER.
17
Hình 2 - Cấu tạo phần lõi của lò loại Tokamak (đỏ:
nam châm, vàng: plasma). Ảnh: vfinance.vn.
Trong loại lò thứ hai (xem hình 3), nhiên liệu được đốt nóng đến 100
triệu độ bởi các xung laser cực nhanh. Plasma nhiên liệu cũng được
giam giữ bởi chính quán tính tạo ra khi các lớp vỏ bên ngoài bị laser
đốt nóng trong thời gian cực ngắn.
18
Hình 3 -192 chùm laser hội tụ tại buồng chứa nhiên
liệu tạo điều kiện cho phản ứng nhiệt hạch xảy ra.
Năng lượng này sẽ tạo ra môi trường đặc biệt kích
hoạt phản ứng nhiệt hạch. Ảnh: Lawrence Livermore
National Laboratory
Cho đến nay, sau nhiều thập niên, cả hai loại lò đều có những
tiến triển đáng kể, nhưng đều chưa đến độ hoàn hảo. Có thể xem, ở
thời điểm này, phản ứng tổng hợp nhiệt hạch hãy còn là chú ngựa bất
kham.
Trong cơn thảm hoạ điện hạt nhân phân hạch ở Fukushima ,
nhân loại càng nóng lòng hướng về điện hạt nhân nhiệt hạch, như
nguồn năng lượng cứu cánh tương lai.
c) Tổ chức thực hiện
Sau khi học sinh có kiến thức về phản ứng nhiệt hạch, điều kiện
để có phản ứng nhiệt hạch giáo viên liên hệ kiến thức môi trường cần
giáo dục: Chế tạo bom, hướng tới sản xuất điện năng.
Giáo viên cho học sinh xem băng hình về sức tàn phá của bom
khinh khí và nêu câu hỏi
Câu hỏi: So sánh sức công phá của bom nguyên tử sử dụng
phản ứng phân hạch với bom khinh khí?
HS: Bom khinh khí có sức công phá lớn gấp nhiều lần so với
bom nguyên tử sử dụng phản ứng phân hạch.
Giáo viên cho học sinh xem các mô hình của lò phản ưng nhiệt
hạch tiềm năng cũng như những giới hạn chưa vượt qua.
Trước mắt con người vẫn phải sử dụng năng lượng hạt nhân từ
phản ứng phân hạch mặc dù nó không thật sự sạch như ta hằng mong
đợi
III. Phương pháp thiết kế
19
1. Xây dựng ý tưởng phù hợp với kiểu bài dạy: “Thuyết
trình + đàm thoại + xem băng hình”
Căn cứ vào: - Đối tượng học sinh
- Nguồn cung cấp tài liệu
- Thời gian tích hợp kiến thức vào bài dạy để không
làm ảnh hưởng đến nội dung chính của bài
2. Chuẩn bị.
- Các tư liệu về hình ảnh, đoạn phim cần thiết
- Phần mềm ứng dụng tin học gồm:
+ Window Media Maker 2012; ProShow Producer; Xilisoft Video
Converter Ultimate để ghép nối các hình ảnh, chỉnh sửa các đoạn phim,
chèn lời dẫn, chú thích, ghép nhạc, chuyển đổi định dạng và xuất thành
tệp dạng video clip.
+ Chương trình Nero burn 12 để in đĩa.
+ Ngoài ra cần các phầm mềm hỗ trợ Download, các phần mềm
xem phim, ảnh.
3. Quy trình thực hiện.
3.1. Tập hợp các hình ảnh, đoạn phim theo yêu cầu đảm bảo
dung lượng tích hợp kiến thức liên hệ.
3.2. Cài đặt phần mềm.
3.3. Ghép, cắt, chỉnh sửa các hình ảnh, đoạn phim cho phù hợp
về nội dung và dung lượng của bài học. Soạn và chèn lời dẫn hoặc
nhạc đệm phù hợp với các hình ảnh và đoạn phim đã ghép. Chỉnh sửa,
hoàn thiện sản phẩm và xuất thành video clip.
4. Lập đĩa: Ghi tệp video đã hoàn thiện vào đĩa CD Rom. Chạy
thử để kiểm tra.
20
C. Kết luận, đề xuất.
I. Kết quả quá trình học
Vì các bài về phóng xạ, phản ứng phân hạch, mỗi bài đều Có hai
tiết, riêng bài phản ứng nhiệt hạch thì kiến thức cơ bản trong sách giáo
khoa tương đối ngắn nên việc tích hợp kiến thức môi trường vào các
bài trên là khá thuận lợi.
Hơn nữa phương pháp tích hợp phù hợp với đối tượng tích hợp
cũng như đối tượng học sinh, vấn đề tích hợp khá hấp dẫn, vừa quen
vừa lạ: các em đã được nghe , được xem ít nhiều trên các phương tiện
thông tin đại chúng nhưng hiểu rõ vấn đề thì chưa nên cùng với việc
tiếp thu kiến thức mới đồng thời sử dụng kiến thức đó để giải thích
được một số vấn đề của đời sống đã làm cho các em rất hứng thú với
bài học, với môn học vốn rất nặng về tư duy.
II. Kiến nghị và đề xuất.
1. Đối với giáo viên:
Trong qua trình giảng dạy giáo viên phải chú ý các vấn đề sau:
+ Các câu hỏi phải gần gũi nhưng phải sát mục tiêu giáo dục tích
hợp đồng thời không được xa rời với kiến thức của bài học.
+ Các câu trả lời của học sinh nên yêu cầu ngắn gọn chứa thông tin
chính yếu.
+ Các video clip phải ngắn gọn để không làm ảnh hưởng đến
thời lượng tiết học.
2. Đối với nhà trường
- Nên bố trí một máy tính cùng với hệ thống loa ở phòng máy
chiếu để tiết kiệm thời gian lắp máy cho giáo viên.
21
- Nên trang bị hệ thống rèm cửa cho phòng học máy chiếu để các
hình ảnh trình chiếu rõ nét hơn nhất là vào mùa hè.
22
D. Tài liệu tham khảo
1. Sách giáo khoa vật lý 12 nâng cao NXB giáo dục.
2.
3.
4.
XÁC NHẬN CỦA THỦ
TRƯỞNG ĐƠN VỊ
Thanh Hóa, ngày 05 tháng 6 năm
2013
Tôi cin cam đoan đây là SKKN
của mình viết, không sao chép nội
dung của người khác
Trịnh Thị Nga
23