Tài liệu Tổ chức dạy học một số kiến thức về các định luật bảo toàn gắn với giáo dục bảo vệ môi trường cho học sinh lớp 10 trung học phổ thông

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM MAI THỊ HỒNG TỔ CHỨC DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC VỀ “CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN” GẮN VỚI GIÁO DỤC BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG CHO HỌC SINH LỚP 10 THPT LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC THÁI NGUYÊN - 2019 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM MAI THỊ HỒNG TỔ CHỨC DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC VỀ “CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN” GẮN VỚI GIÁO DỤC BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG CHO HỌC SINH LỚP 10 THPT Ngành: Lí luận và phương pháp dạy học bộ môn Vật lí Mã số: 8.14.01.11 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Người hướng dẫn khoa học: TS. NGUYỄN MINH TÂN THÁI NGUYÊN - 2019 LỜI CAM ĐOAN Luận văn: Tổ chức dạy học một số kiến thức về “Các Định luật bảo toàn” gắn với giáo dục bảo vệ môi trường cho học sinh lớp 10 THPT. Được thực hiện từ tháng 5 năm 2018 đến tháng 8 năm 2019. Tôi xin cam đoan: Luận văn được sử dụng các thông tin từ nhiều nguồn khác nhau, các thông tin đó đã được chọn lọc, phân tích, tổng hợp, xử lí và đưa vào luận văn đúng quy định. Luận văn là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là hoàn toàn trung thực và chưa được công bố, sử dụng trong bất kì công trình nghiên cứu của tác giả nào khác. Thái nguyên, tháng 10 năm 2019 Tác giả luận văn Mai Thị Hồng i LỜI CẢM ƠN Tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn chân thành, sâu sắc nhất tới thầy giáo hướng dẫn khoa học TS. Nguyễn Minh Tân, người đã hướng dẫn tôi thực hiện và hoàn thành luận văn bằng tất cả sự tận tâm, tận tình và trách nhiệm. Tôi xin chân thành cảm ơn: Ban giám hiệu, phòng tào tạo Sau đại học, khoa Vật lí, các thầy cô giáo của trường ĐHSP - ĐH Thái Nguyên, đã tận tình giảng dạy, hướng dẫn và đóng góp nhiều ý kiến quý báu cho tôi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu khoa học và làm luận văn. Ban giám hiệu, các đồng chí trong tổ Toán - Lí, cán bộ giáo viên và học sinh của trường THPT Dương Tự Minh, giáo viên và học sinh của trường THPT Định Hóa đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong thời gian thực nghiệm và hoàn thành luận văn. Tập thể lớp cao học LL&PP dạy học bộ môn Vật lí K25, những người thân, bạn bè, đồng nghiệp và gia đình đã động viên, giúp đỡ và tiếp thêm động lực để tôi hoàn thành luận văn này. Mặc dù có nhiều cố gắng, xong do thời gian và năng lực bản thân còn nhiều hạn chế trong kinh nghiệm nghiên cứu, nên luận văn sẽ không tránh khỏi những thiếu sót. Tôi rất mong muốn nhận được những ý kiến đóng góp, chỉ bảo của quý thầy cô và bạn bè đồng nghiệp, để luận văn của tôi được hoàn thiện hơn, có thể làm tài liệu tham khảo cho đồng nghiệp của mình. Tôi xin trân trọng cảm ơn! Thái nguyên, tháng 10 năm 2019 Tác giả Mai Thị Hồng ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ................................................................................................. i LỜI CẢM ƠN ...................................................................................................... ii MỤC LỤC ..........................................................................................................iii DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT .......................................... iv DANH MỤC CÁC BẢNG .................................................................................. v DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ, SƠ ĐỒ, HÌNH ẢNH ........................................ vi MỞ ĐẦU ............................................................................................................. 1 1. Lí do chọn đề tài .............................................................................................. 1 2. Mục đích nghiên cứu ....................................................................................... 2 3. Giả thuyết khoa học ......................................................................................... 2 4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ................................................................... 2 5. Nhiệm vụ nghiên cứu ...................................................................................... 3 6. Phương pháp nghiên cứu ................................................................................. 3 7. Đóng góp của luận văn ................................................................................... 3 8. Cấu trúc của luận văn ...................................................................................... 3 Chương 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA DẠY HỌC VẬT LÍ GẮN VỚI GD BVMT ......................................................................... 4 1.1. Tổng quan về các vấn đề nghiên cứu ........................................................... 4 1.1.1. Vai trò của môi trường và sự cần thiết phải bảo vệ môi trường................ 4 1.1.2. Nhận thức chung về GD BVMT ............................................................... 5 1.1.3. Vấn đề GDMT gắn với dạy học môn Vật lí nói chung, và gắn với chương “Các Định luật bảo toàn” nói riêng ........................................................ 7 1.2. Sự cần thiết phải đưa GDMT vào nội dung giảng dạy nói chung và giảng dạy môn Vật lí nói riêng ............................................................................ 8 1.2.1. Một số kiến thức vật lí gắn với môi trường ............................................... 8 1.2.2. Chuyển hoá năng lượng và bảo toàn ....................................................... 10 iii 1.3. Một số biện pháp dạy học môn vật lí gắn với giáo dục bảo vệ môi trường nhằm phát huy tính tích cực trong học tập của học sinh. ...................... 11 1.3.1. Quan điểm dạy học lấy HS làm trung tâm, phát huy tính tích cực của HS trong hoạt động học tập. ....................................................................... 11 1.3.2. Các biểu hiện của tính tích cực trong học tập của HS ............................. 11 1.3.3. Dạy học vật lí theo hướng phát huy tính tích cực của học sinh .............. 12 1.3.4. Các hình thức dạy học vật lý gắn với GDMT ........................................ 13 1.3.5. Gắn các nội dung bảo vệ môi trường trong dạy học các kiến thức vật lí ở trường PT ............................................................................................... 13 1.3.6. Khảo sát thực trạng giáo dục bảo vệ môi trường theo quan điểm dạy học Vật lí gắn với giáo dục bảo vệ môi trường .......................................... 15 Kết luận chương 1.............................................................................................. 20 Chương 2. TỔ CHỨC DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC VỀ CHƯƠNG “CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN” GẮN VỚI GIÁO DỤC BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG CHO HỌC SINH LỚP 10 THPT ...................... 21 2.1. Phân tích nội dung kiến thức chương “Các Định luật bảo toàn” (Vật lí 10) theo quan điểm gắn với giáo dục bảo vệ môi trường cho học sinh ......... 21 2.1.1. Theo chương trình SGK hiện hành.......................................................... 21 2.1.2. Theo chương trình môn Vật lí mới ban hành .......................................... 24 2.2. Tổ chức dạy học một số kiến thức về “Các Định luật bảo toàn” gắn với giáo dục bảo vệ môi trường ......................................................................... 27 2.2.1. Xây dựng tiến trình dạy học kiến thức vật lí gắn với GD BVMT theo hướng phát huy tính tích cực học tập của học sinh ................................... 27 2.2.2. Tổ chức dạy học kiến thức mới về “Các Định luật bảo toàn” gắn với giáo dục bảo vệ môi trường ......................................................................... 30 Kết luận chương 2.............................................................................................. 50 iv Chương 3. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM....................................................... 51 3.1. Mục đích và nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm ...................................... 51 3.1.1. Mục đích của thực nghiệm sư phạm........................................................ 51 3.1.2. Nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm ....................................................... 51 3.2. Đối tượng và nội dung thực nghiệm sư phạm ............................................ 51 3.2.1. Đối tượng thực nghiệm sư phạm ............................................................. 51 3.2.2. Nội dung thực nghiệm sư phạm .............................................................. 52 3.3. Tiến trình thực nghiệm sư phạm................................................................. 52 3.3.1. Công tác chuẩn bị thực nghiệm sư phạm ................................................ 52 3.3.2. Lập kế hoạch thực nghiệm sư phạm ........................................................ 53 3.3.3. Tiến hành thực nghiệm theo kế hoạch ..................................................... 53 3.3.4. Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm. ................................................. 54 3.4. Tiến hành thực nghiệm sư phạm ................................................................ 55 3.4.1. Các bài thực nghiệm ................................................................................ 55 3.4.2. Giáo viên cộng tác ................................................................................... 55 3.4.3. Diễn biến tiến trình dạy học .................................................................... 55 3.5. Kết quả và xử lí kết quả thực nghiệm sư phạm .......................................... 57 3.5.1. Yêu cầu .................................................................................................... 57 3.5.2. Đánh giá kết quả ...................................................................................... 58 3.6. Đánh giá chung về thực nghiệm sư phạm .................................................. 61 Kết luận chương 3.............................................................................................. 63 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ......................................................................... 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................... 66 PHỤ LỤC v DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt STT Chữ viết đầy đủ 1. BT Bài tập 2. BVMT Bảo vệ môi trường 3. CNTT Công nghệ thông tin 4. ĐC Đối chứng 5. ĐHSPTN Đại học Sư phạm Thái Nguyên 6. DHTH Dạy học tích hợp 7. ĐLBT Định luật bảo toàn 8. GD Giáo dục 9. GDBVMT Giáo dục bảo vệ môi trường 10. GDPT Giáo dục phổ thông 11. GQVĐ Giải quyết vấn đề 12. GV Giáo viên 13. GVCN Giáo viên chủ nhiệm 14. GVGD Giáo viên giảng dạy 15. HS Học sinh 16. KN Khái niệm 17. MT Môi trường 18. NCKH Nghiên cứu khoa học 19. PHGQVĐ Phát hiện giải quyết vấn đề 20. DH Dạy học 21. PT Phổ thông 22. SGK Sách giáo khoa 23. THPT Trung học phổ thông 24. TN Thực nghiệm 25. TNSP Thực nghiệm sư phạm 26. VD Ví dụ iv DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 3.1: Số liệu về chất lượng học tập môn vật lí của hs lớp TN và ĐC .... 52 Bảng 3.2: Lịch giảng dạy ở các lớp thực nghiệm sư phạm các lớp đã chọn....... 53 Bảng 3.3. Kết quả điểm kiểm tra.................................................................... 58 Bảng 3.4. Xếp loại điểm kiểm tra .................................................................. 58 Bảng 3.5: Bảng phân phối tần suất điểm kiểm tra ......................................... 59 Bảng 3.6: Bảng phân phối tần suất tích lũy kết quả bài kiểm tra .................. 60 Bảng 3.7: Bảng tổng hợp các tham số thống kê ............................................. 60 v DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ, SƠ ĐỒ, HÌNH ẢNH Hình 2.1: Sơ đồ cấu trúc nội dung chương .................................................. 22 Hình 2.2: Ảnh lũ quét tại Lai Châu ............................................................. 30 Hình 2.3: Ảnh lũ quét tại Hà Giang ............................................................. 30 Hình 2.4. Tạo ra điện năng nhờ sức gió ...................................................... 36 Hình 2.5. Tạo ra điện năng nhờ sức nước ................................................... 37 Hình 2.6: Một số hình ảnh minh họa cho bài học ....................................... 39 Đồ thị 3.1: Đồ thị biểu diễn chất lượng học tập của lớp TN và lớp ĐC trước TNSP .................................................................................. 53 Đồ thị 3.2: Xếp loại điểm kiểm tra ................................................................ 59 Đồ thị 3.3: Phân phối tần suất điểm kiểm tra ................................................ 59 Đồ thị 3.4: Phân phối tần suất tích lũy kết quả bài kiểm tra.......................... 60 vi MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài Thế giới đang đứng trước 5 cuộc khủng hoảng lớn là: Dân số, lương thực, năng lượng, tài nguyên và sinh thái. 5 cuộc khủng hoảng này đều liên quan chặt chẽ với môi trường và làm cho chất lượng cuộc sống của con người có nguy cơ suy giảm. Nguyên nhân gây nên các cuộc khủng hoảng là do sự bùng nổ dân số và các yếu tố phát sinh từ sự gia tăng dân số. Do đó, việc bảo vệ môi trường là vô cùng cấp thiết, vì môi trường có tầm quan trọng rất lớn đối với đời sống của con người. Khái niệm môi trường: Môi trường có tác động đối với sự tồn tại và phát triển của con người và sinh vật. Môi trường vừa là không gian sống của con người vừa là nguồn cung cấp tài nguyên thiên nhiên để con người khai thác sử dụng, bên cạnh đó môi trường còn bảo vệ con người và sinh vật khỏi những tác động từ bên ngoài (ví dụ như tầng Ozon trong khí quyển có nhiệm vụ hấp thụ và phản xạ trở lại các tia cực tím từ năng lượng mặt trời) ... Sự nâng cao chất lượng môi trường hay suy thoái chất lượng môi trường có ảnh hưởng sâu sắc tới đời sống con người [12]. Môn Vật lí là một môn khoa học thực nghiệm, gắn liền với đời sống của con người, môn Vật lí còn giúp cho chúng ta có thể giải thích được rất nhiều các hiện tượng tự nhiên như: Lũ lụt, sói mòn, sự cạn kiệt nguồn tài nguyên năng lượng… Do đó, bảo vệ môi trường cần được lồng ghép vào các bài học Vật lí ở THPT, nhất là kiến thức về chương “Các Định luật bảo toàn” trong Vật lí 10 THPT. Cũng theo dự thảo chương trình GDPT môn Vật lí (19/1/2018) Bộ GD đã đưa phần kiến thức “Vật lí với giáo dục bảo vệ môi trường” vào chương trình Vật lí lớp 10. Đã chứng tỏ rằng vấn đề BVMT là vô cùng quan trọng và rất cấp thiết, nó mang tính toàn cầu. Luật Bảo vệ Môi trường của Việt Nam ghi rõ trong Điều 6: "Bảo vệ môi trường là sự nghiệp của toàn dân. Tổ chức, cá nhân phải có trách nhiệm bảo vệ môi trường, thi hành pháp luật về bảo vệ môi trường, có quyền và có trách nhiệm phát hiện, tố cáo hành vi vi phạm pháp luật về bảo vệ môi trường". [2] 1 Cho đến nay cũng đã có nhiều đề tài nghiên cứu liên quan đến kiến thức về chương “Các Định luật bảo toàn” như: Nguyễn Thị Mai - Tổ chức dạy học dự án một số kiến thức chương “Các Định luật bảo toàn” - Vật lí lớp 10 cơ bản (Luận văn thạc sĩ - ĐHSPTN - Năm 2011), Nguyễn Xuân Thái - Tổ chức dạy học chương “Các Định luật bảo toàn” ( Vật lí 10) Với sự hỗ trợ của phần mền dạy học và bản đồ tư duy theo hướng phát triển năng lực sáng tạo của học sinh. (Luận văn thạc sĩ - ĐHSPTN - Năm 2014), Nguyễn Thanh Mai - Vận dụng một số kĩ thuật dạy học tích cực trong thiết kế tiến trình dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề chương “Các định luật bảo toàn” (Vật lí 10) nhằm phát huy tính tích cực của người học . (Luận văn thạc sĩ - ĐHSPTN - Năm 2015)… Các công trình nghiên cứu trên đã có những thành công nhất định trong việc phát triển năng lực cho học sinh. Tuy nhiên chưa có công trình nào nghiên cứu về vấn đề Tổ chức dạy học một số kiến thức về “Các Định luật bảo toàn” gắn với giáo dục bảo vệ môi trường cho học sinh lớp 10 THPT. Xuất phát từ thực tế trên, đã thôi thúc tôi đi vào nghiên cứu đề tài: Tổ chức dạy học một số kiến thức về “Các Định luật bảo toàn” gắn với giáo dục bảo vệ môi trường cho học sinh lớp 10 THPT. 2. Mục đích nghiên cứu Tổ chức dạy học chương “Các Định luật bảo toàn” gắn với các vấn đề thực tế về môi trường, nhằm phát huy tính tích cực trong học tập của học sinh. 3. Giả thuyết khoa học Nếu xây dựng được tiến trình dạy học kiến thức vật lí gắn với giáo dục bảo vệ môi trường, và tổ chức tốt hoạt động dạy học theo tiến trình này thì sự hứng thú và tính tích cực trong học tập của học sinh tăng lên. 4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Nội dung, chương trình chương “Các Định luật bảo toàn” vật lí 10 THPT- trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên. 2 5. Nhiệm vụ nghiên cứu - Nghiên cứu các cơ sở lí luận và thực tiễn của đề tài - Thiết kế phương án dạy học một số kiến thức về “Các Định luật bảo toàn” gắn với giáo dục bảo vệ môi trường. - Tiến hành thực nghiệm sư phạm nhằm đánh giá tính khả thi của các phương án dạy học đã thiết kế. - Kết luận: Đánh giá hiệu quả tích cực của phương án dạy học. 6. Phương pháp nghiên cứu 6.1. Phương pháp nghiên cứu lí luận - Nghiên cứu các kiến thức về môi trường và Bảo vệ môi trường. - Nghiên cứu các biện pháp BVMT - Nghiên cứu chương trình GDPT môn Vật lí mới và các kiến thức về “Các Định luật bảo toàn” gắn với giáo dục bảo vệ môi trường. 6.2. Phương pháp nghiên cứu thực tiễn 6.3. Phương pháp thực nghiệm sư phạm 7. Đóng góp của luận văn - Xây dựng được một số tiến trình dạy học kiến thức vật lí gắn với giáo dục bảo vệ môi trường, các tiến trình này có thể làm tài liệu tham khảo cho giáo viên dạy môn Vật lí nói riêng và các môn học khác trong chương trình THPT. - Đề xuất một số biện pháp giáo dục BVMT khi dạy học môn Vật lí ở trường THPT. 8. Cấu trúc của luận văn Ngoài phần mở đầu, kết luận, kiến nghị và tài liệu tham khảo, phần nội dung của luận văn gồm 3 chương: Chương 1: Cơ sở lí luận và thực tiễn. Chương 2: Tổ chức dạy học một số kiến thức về “Các Định luật bảo toàn” gắn với GD BVMT cho HS lớp 10 THPT. Chương 3: Thực nghiệm sư phạm. 3 Chương 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA DẠY HỌC VẬT LÍ GẮN VỚI GD BVMT 1.1. Tổng quan về các vấn đề nghiên cứu 1.1.1. Vai trò của môi trường và sự cần thiết phải bảo vệ môi trường * Tầm quan trọng của môi trường - Môi trường là không gian sống của con người và các loài sinh vật. - Môi trường là nơi cung cấp tài nguyên cần thiết cho cuộc sống và hoạt động sản xuất của con người. - Môi trường là nơi chứa đựng các chất phế thải do con người tạo ra trong cuộc sống và hoạt động sản xuất của mình. - Môi trường là nơi giảm nhẹ các tác động có hại của thiên nhiên tới con người và sinh vật trên trái đất. - Môi trường là nơi lưu trữ và cung cấp thông tin cho con người. Con người luôn cần một khoảng không gian dành cho nhà ở, sản xuất lương thực và tái tạo môi trường. Con người có thể gia tăng không gian sống cần thiết cho mình bằng việc khai thác và chuyển đổi chức năng sử dụng của các loại không gian khác như khai hoang, phá rừng, cải tạo các vùng đất và nước. * Những vấn đề về môi trường Ngày nay, vấn đề ô nhiễm môi trường, phá vỡ cân bằng sinh thái đã là vấn đề quan tâm chung của toàn nhân loại. Do đó, người ta coi vấn đề môi trường là một trong các “vấn đề toàn cầu”. Nguyên nhân gây ra ô nhiễm môi trường đã được xác định chủ yếu là do các hoạt động của con người như: Phá rừng, sản xuất công, nông nghiệp, giao thông vận tải, sinh hoạt, dân số tăng nhanh… Sự ô nhiễm môi trường có thể gây ra những hậu quả to lớn đến chất lượng môi trường sống của chúng ta, làm suy giảm tài nguyên thiên nhiên, gây ô nhiễm nguồn nước sinh hoạt, làm biến đổi khí hậu… 4 Sự tăng nhiệt độ trái đất đáng kể trong những năm vừa qua đang làm cho thế giới không an tâm. Biến đổi khí hậu trên thế giới dẫn đến thiên tai, động đất, sóng thần, lũ lụt ngày càng xuất hiện với mật độ nhiều và nặng hơn. Thiên nhiên ban tặng cho con người nhiều thứ, vậy mà ta không biết giữ gìn và bảo vệ nó. Để giờ đây, khi môi trường đang dần bị xuống cấp, xuất hiện nhiều loại “bệnh lạ” hơn, con người mới nhận thấy được tầm quan trọng của môi trường. [7] * Sự cần thiết phải BVMT Bảo vệ môi trường chính là bảo vệ sự sống của chúng ta. Chính phủ đã ban hành hàng loạt các văn bản pháp luật về bảo vệ môi trường nhằm xử lý, răn đe những tổ chức, cá nhân có hành vi làm tổn hại đến môi trường, rồi các công nghệ xử lý rác thải, phát minh khoa học ra đời nhằm giảm thiểu những tác động đến môi trường. Vậy thì chúng ta cần “làm gì để bảo vệ môi trường và chống biến đổi khí hậu?”.[7] 1.1.2. Nhận thức chung về GD BVMT * Giáo dục BVMT trên thế giới Từ đầu những năm 1960, những dấu hiệu cho thấy sự phát triển ngày càng tăng của nạn suy thoái môi trường sống ngày càng được thể hiện rõ ràng hơn, con người đã bắt đầu ý thức được về những ảnh hưởng có hại của mình đối với môi trường sống. Kể từ đó nhiều hội nghị cấp cao của Liên Hợp quốc về giáo dục BVMT đã diễn ra. Điển hình là: Hội nghị của Liên Hợp quốc về Con người và Môi trường tổ chức tại thủ đô Stockholm của Thuỵ Điển từ ngày 5 - 6/6/1972 là kết quả của những nhận thức mới này, là hành động đầu tiên đánh dấu sự nỗ lực chung của toàn thể nhân loại nhằm giải quyết các vấn đề về môi trường. Năm 1987, tại Hội nghị về môi trường ở Moscow do UNEP và UNESCO đồng tổ chức, đã đưa ra kết luận về tầm quan trọng của giáo dục môi trường: “Nếu không nâng cao được sự hiểu biết của công chúng về những mối quan hệ mật thiết giữa chất lượng môi trường với quá trình cung ứng liên tục 5 các nhu cầu ngày càng tăng của họ, thì sau này sẽ khó làm giảm bớt được những mối nguy cơ về môi trường ở các địa phương cũng như trên toàn thế giới. Bởi vì, hành động của con người tùy thuộc vào động cơ của họ và động cơ này lại tùy thuộc vào chính nhận thức và trình độ hiểu biết của họ. Do đó, giáo dục môi trường là một phương tiện không thể thiếu để giúp mọi người hiểu biết về môi trường”.[10] Tháng 6/ 1992, tại Brazin LHQ đã đã tổ chức hội nghị thượng đỉnh Trái đất về MT và phát triển với sự tham gia đông đảo của hơn 1000 đại biểu của 178 quốc gia, có 116 nguyên thủ các quốc gia. Hội nghị đã thảo luận trên phạm vi rộng các vấn đề về MT. Hội nghị đã nhất trí cao nội dung sự phát triển, giáo dục và môi trường phải là một bộ phận thống nhất của quá trình học tập ở cả hai dạng chính thức và không chính thức. Và một dự kiến được đưa ra là mọi chính phủ phải nỗ lực phấn đấu để cập nhật hóa hoặc chuẩn bị các chiến lược nhằm mục đích kết hợp môi trường và phát triển thành vấn đề trung tâm để đưa vào tất cả các cấp giáo dục. * Giáo dục BVMT ở Việt Nam: Theo dự thảo chương trình GDPT môn Vật lí (19/1/2018) Bộ GD đã đưa phần kiến thức “Vật lí với GD bảo vệ môi trường” vào chương trình Vật lí lớp 10. Đã chứng tỏ rằng vấn đề BVMT là vô cùng quan trọng và rất cấp thiết. Vì đó mà hàng loạt các Nghị định, Quyết định, luật BVMT đã ra đời như: Nghị quyết số 41/NQ-TƯ ngày 15/11/2004 của bộ chính trị về tăng cường công tác BVMT trong thời kì đẩy mạnh CNH - HĐH đất nước. Quyết định 1363/QĐ - TTg ngày 17/10/2001 của thủ tướng chính phủ về việc phê duyệt đề án “Đưa các nội dung BVMT vào hệ thống giáo dục quốc dân”. Quyết định số 256/2003/QĐ - TTg ngày 02/12/2003 của thủ tướng chính phủ về việc phê duyệt chiến lược BVMT quốc gia đến năm 2010 và định hướng đến năm 2020. Luật BVMT số 52/2005/QH11 Hà Nội. 6 Như vậy, việc GD BVMT cần được triển khai sâu rộng tới từng cấp học, bậc học, tới từng đối tượng học sinh, giáo viên trong tất cả các nhà trường. Cũng như trong tất cả các cơ sở GD và mọi tầng lớp nhân dân trong đời sống xã hội của chúng ta. Nhằm mục đích nâng cao nhận thức về tầm quan trọng của môi trường và có ý thức trong vấn đề bảo vệ môi trường. 1.1.3. Vấn đề GDMT gắn với dạy học môn Vật lí nói chung, và gắn với chương “Các Định luật bảo toàn” nói riêng Vấn đề GD BVMT trong dạy học vật lí đã có không ít những công trình nghiên cứu của các tác giả ở nhiều góc độ khác nhau: - Bộ GD & ĐT với cuốn “Giáo dục BVMT trong môn vật lí THPT” Nhà xuất bản Hà Nội - 2012. - Lê Thông, Nguyễn Hữu Dũng trong cuốn “Dân số, môi trường và tài nguyên” Nhà xuất bản GD - 2000. - Tác giả Nguyễn Thị Thu Hằng, Nguyễn Phi Hạnh, Đặng Văn Đức trong cuốn “GDMT qua môn vật lí ở trường phổ thông” Nhà xuất bản Hà Nội - 2003. - Tác giả Nguyễn Đình Khoa trong cuốn “Môi trường sống và con người” Nhà xuất bản Hà Nội - 1987. Kết quả nghiên cứu của các tác giả trên là hết sức to lớn, được đề cập ở phạm vi rộng và bao quát. Những vấn đề đó HS chưa thể hiểu và nhận thức hết được những ảnh hưởng nghiêm trọng và nặng nề của vấn nạn môi trường hiện nay. Từ những phân tích nêu trên và căn cứ vào kinh nghiệm giảng dạy trực tiếp môn vật lí ở trường PT, tôi nhận thấy phải cần thiết phải trang bị cho HS các kiến thức cơ bản về môi trường như: Vai trò của MT đối với đời sống con người, những yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng MT sống và biến đổi khí hậu, việc khai thác, sử dụng nguồn năng lượng hợp lí, tái tạo nguồn năng lượng… 7 1.2. Sự cần thiết phải đưa GDMT vào nội dung giảng dạy nói chung và giảng dạy môn Vật lí nói riêng - Ở bậc THPT, việc GDMT phải được coi là một nội dung quan trọng, chính thống và có hệ thống, có chất lượng tốt và hiệu quả cao. Có thể lồng ghép vào các bài học, môn học, cách thức đưa vào chương trình và phương thức đào tạo phải thu được kết quả xứng với tầm quan trọng của vấn đề. Giúp các em lĩnh hội kiến thức, kĩ năng cũng như tự bản thân các em xác định thái độ đúng đắn khi đối xử với môi trường, với thiên nhiên như chính ngôi nhà của các em. [10] - Đối với môn vật lí nói riêng, việc đưa kiến thức GB BVMT lồng ghép vào trong các tiết dạy, bài dạy là vô cùng hữu ích và mang tính hiệu quả cao trong hoạt động giáo dục học sinh. Các em không chỉ được học kiến thức môn vật lí mà còn được giáo dục kiến thức về lĩnh vực khác. Tất cả các hiện tượng diễn ra trong tự nhiên đều liên quan đến vật lí. Do vậy, tùy vào nội dung của bài học mà người giáo viên có thể vận dụng linh hoạt việc tích hợp với GD BVMT sao cho phù hợp, đem lại hiệu quả cao. - Giáo dục BVMT còn là biện pháp trang bị cho người học: + Ý thức trách nhiệm sâu sắc với sự phát triển bền vững của trái đất. + Khả năng cảm thụ, có đạo lí môi trường + Hình thành nhân cách trên đạo lí môi trường. + Có hiểu biết cơ bản về môi trường và có cách giải quyết các vấn đề về môi trường. 1.2.1. Một số kiến thức vật lí gắn với môi trường 1.2.1.1. Một số khái niệm môi trường gắn với kiến thức vật lí +) "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." [18] +) Môi trường là tập hợp các yếu tố vật lý, hoá học, sinh học, kinh tế xã hội, tác động lên từng cá thể hay cả cộng đồng. [16] 8 1.2.1.2. Năng lượng, các dạng năng lượng * Năng lượng là gì? - Theo Từ điển bách khoa Việt Nam: “Năng lượng là độ đo định lượng chung cho mọi dạng vận động khác nhau của vật chất”. - Theo Từ điển tiếng Việt và Từ điển vật lý phổ thông: “Năng lượng là đại lượng vật lý đặc trưng cho khả năng sinh công của một vật”. * Các dạng năng lượng. - Năng lượng có ở khắp nơi, biến đổi từ dạng này sang dạng khác khi chịu tác động. Cuộc sống của chúng ta phụ thuộc vào rất nhiều dạng biến đổi năng lượng. - Có nhiều dạng năng lượng như: động năng, nhiệt năng, thế năng, cơ năng… nhưng tất cả chúng chỉ thuộc 2 loại chính: + Năng lượng dự trữ (thế năng): Bao gồm năng lượng hóa học, năng lượng trọng trường, cơ năng, điện năng và năng lượng hạt nhân. + Năng lượng hoạt động (động năng): Bao gồm quang năng, điện năng, âm năng, nhiệt năng, và năng lượng chuyển động.[11] +) Năng lượng tái tạo là gì? Năng lượng tái tạo hay năng lượng tái sinh về cơ bản được hiểu là loại năng lượng có nguồn lực liên tục, có thể tái sử dụng vô hạn lần theo chuẩn mực hiện tại như năng lượng mặt trời, gió, mưa, thủy triều, sóng, nhiên liệu sinh học,... Hiện nay, có khoảng 16% lượng điện tiêu thụ trên toàn cầu có nguồn gốc từ các nguồn năng lượng tái tạo, trong đó có 10% từ các nguồn sinh khối truyền thống, 3,4% từ thủy điện, 3% từ các nguồn năng lượng tái tạo mới nhưng gió, mặt trời, địa nhiệt, nhiên liệu sinh học,... Con số này đang phát triển nhanh chóng và ngày một tăng cao hơn. Cụ thể, trên thế giới có 30 quốc gia trên thế giới đã sử dụng năng lượng tái tạo và cung cấp hơn 20% nhu cầu năng lượng cho họ. 9 +) Các nguồn năng lượng tái tạo ở Việt Nam (Bỏ hình 1.1) Nhờ điều kiện địa lý khá thuận lợi nên việc phát triển các nguồn năng lượng tái tạo ở Việt Nam là khá tiềm năng. Cụ thể, hiện tại nước ta đã khai thác và nhận diện được nhiều nguồn năng lượng tái tạo như: - Thủy điện: Với hệ thống sông ngòi dày đặc, nước ta có tiềm năng về thủy điện khá lớn. Tuy nhiên do lưu lượng sông nhỏ nên ngành năng lượng tái tạo phát triển chủ yếu là dạng thủy điện nhỏ. Đây cũng là dạng năng lượng được đánh giá là khả thi nhất về mặt kinh tế - tài chính. Ở nước ta hiện nay có hơn 1000 điểm được xác định có tiềm năng phát triển thủy điện nhỏ, quy mô từ 100 kW tới 30MW. - Năng lượng gió: Là một trong những quốc gia được đánh giá là có tiềm năng phát triển năng lượng gió, nhưng hiện tại số liệu về tình trạng khai thác năng lượng gió của Việt Nam vẫn khá thấp. - Năng lượng sinh khối: Phát triển mạnh trong vài năm trở lại đây, năng lượng sinh khối là một trong những nguồn năng lượng tái tạo đa dạng với nhiều dạng như: Viên nén gỗ, các sản phẩm phụ của ngành lâm nghiệp như mùn cưa, chất thải nông nghiệp như rơm, bã cây,... Trung bình hàng năm tại Việt Nam, nguồn năng lượng này tương đương với khoảng 43-46 triệu TOE. - Năng lượng mặt trời: Sở hữu vị trí địa lý thuận lợi, Việt Nam nằm trong khoảng 80 - 230 vĩ độ Bắc thuộc khu vực khí hậu nhiệt đới gió mùa với số giờ nắng trung bình khoảng 2000 đến 2500 giờ/năm, tổng năng lượng bức xạ mặt trời trung bình khoảng 150 Kcal/cm2/năm, tiềm năng lý thuyết được đánh giá khoảng 43.9 tỷ TOE/năm. [14] 1.2.2. Chuyển hoá năng lượng và bảo toàn Trong tự nhiên, mọi vật đều mang năng lượng, chúng có thể được tồn tại dưới dạng năng lượng dự trữ hay năng lượng hoạt động. Khi các vật tương tác với nhau thì giữa chúng có thể có sự trao đổi và chuyến hóa năng lượng. 10