2.2.2. Chủ đề “Nhà máy thủy điện”

- Định luật bảo toàn cơ năng phát biểu như thế nào? - Thiết kế tàu lượn siêu tốc như thế nào? - Xây dựng tàu lượn siêu tốc từ ống xốp như thế nào?

2.2.2. Chủ đề “Nhà máy thủy điện”

2.2.2.1. Vấn đề thực tiễn - Bối cảnh chung: Tại các nhà máy thủy điện, điện năng được sản sinh khi động năng và thế năng của dòng chảy làm quay tuabin phát điện. Nguồn năng lượng này phụ thuộc vào vị trí đặt nhà máy, lưu lượng và tốc độ dòng chảy qua tuabin máy phát điện. Nhà máy thủy điện cung cấp một lượng lớn năng lượng điện, lại có thể tái tạo được nên nó được sử dụng phổ biến ở khắp các quốc gia trên thế giới.

- Tình huống dạy học cụ thể: Học sinh có thể tìm hiểu và thiết kế một mô hình máy phát điện vận hành dựa trên sự chuyển hóa động năng của dòng nước từ các nguyên vật liệu quen thuộc trong đời sống hàng ngày.

2.2.2.2. Hình thành ý tưởng chủ đề Hình 2.5. Sơ đồ hình thành ý tưởng chủ đề STEM

30

2.2.2.3. Kiến thức STEM trong chủ đề Bảng 2.4. Kiến thức STEM trong chủ đề “NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN”

Hoạt động

Khoa học (S)

- Giải thích nguyên lý hoạt động của nhà máy thủy điện. - Tìm hiểu ảnh hưởng của nhà máy thủy điện với đời sống và môi trường. - Thiết kế và xây dựng một mô hình máy phát điện dựa trên động năng của dòng nước. - Thuyết trình về mô hình của nhóm. - Hoàn thành phiếu bài tập. - Các kiến thức về chuyển động tròn. - Các kiến thức về động lực học (các định luật Newton,…) - Các kiến thức về công và công suất. - Các kiến thức về động năng, thế năng và sự chuyển hóa năng lượng.

31

Công nghệ (T)

- Các kiến thức về hiệu điện thế, cường độ dòng điện, hiện tượng cảm ứng từ. - Vật liệu để làm ra sản phẩm: Bánh xe, mô tơ điện, bóng đèn, tấm gỗ, thìa nhựa, dây điện… - Vật liệu phục vụ quá trình làm ra sản phẩm: kéo, thước đo, bút dạ, máy khoan, máy cắt, keo nến, bút thử điện, đồng hồ đo điện vạn năng,…

Kỹ thuật (E)

- Bản vẽ kỹ thuật. - Sơ đồ mạch điện. - Đo các thông số cần thiết: độ dài, cường độ dòng điện, hiệu điện thế,… Toán học (M) - Xử lý số liệu.

2.2.2.4. Mục tiêu của chủ đề Bảng 2.5. Mục tiêu dạy học chủ đề “NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN”

Kiến thức - Phát biểu khái niệm động năng và xây dựng được biểu thức tính động năng tự phương trình chuyển động biến đổi đều. Từ đó rút ra được giá trị của động năng là công của lực tác dụng lên vật. - Trình bày được khái niệm thế năng trọng trường và công thức tính thế năng hấp dẫn trong trọng trường đều. - Phát biểu được khái niệm cơ năng và nội dung của định luật bảo toàn cơ năng. - Giải thích về mặt vật lý nguyên lý hoạt động của nhà máy thủy điện.

32

Kỹ năng

Thái độ

Định hướng phát triển năng lực - Phân tích sự chuyển hóa năng lượng trong một vài trường hợp đơn giản (lướt ván lòng chảo, nhà máy thủy điện, động cơ xe máy,…) - Sử dụng định luật bảo toàn năng lượng để mô tả sự chuyển đổi năng lượng trong nhà máy thủy điện. - Xác định cách các kỹ sư thiết kế và xây dựng nhà máy thủy điện. - Phân tích được các lợi ích và tác hại của nhà máy thủy điện. - Thiết kế bản vẽ và xây dựng được mô hình nhà máy thủy điện. - Vận hành, thử nghiệm, cải tiến mô hình máy phát điện dựa trên động năng của dòng nước. - Thuyết trình cho mô hình nhà máy thủy điện cho cả lớp. - Vận dụng các kiến thức về động năng, thế năng, cơ năng và định luật bảo toàn cơ năng để xác định các giá trị của các đại lượng liên quan trong một số hiện tượng đơn giản như vật chuyển động trên mặt phẳng nghiêng, rơi tự do, con lắc đơn,… - Nhận thức được ý nghĩa và vai trò to lớn của nhà máy thủy điện đối với đời sống và sản xuất cũng như tác động của nó đến môi trường tự nhiên. - Năng lực tự chủ - tự học. - Năng lực giao tiếp – hợp tác. - Năng lực giải quyết vấn đề - sáng tạo. - Năng lực tìm hiểu và nghiên cứu khoa học, ngôn ngữ, tính toán, tin học và công nghệ.

33