Năng lượng và những ứng dụng năng lượng Mặt Trời vào thực tiễn dạy học dành cho học sinh lớp 5 tại Thành phố Hồ Chí Minh

Nghiên cứu về nội dung dạy học chủ đề Năng lượng trong CT GDPT 2018 môn Khoa học lớp 5, cụ thể là nội dung Năng lượng mặt trời, gió và nước chảy. Từ đó, đề xuất ý tưởng dạy học cho nội dung dạy học ứng dụng năng lượng Mặt Trời vào cuộc sống thực tiễn cho học sinh lớp 5 tại Thành phố Hồ Chí Minh.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

Nguyễn Thị Ánh Tuyết

GDTH832039

NĂNG LƯỢNG VÀ NHỮNG ỨNG DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI VÀO THỰC TIỄN DẠY HỌC DÀNH CHO HỌC SINH LỚP 5 TẠI

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

Chuyên ngành: Giáo dục học (Giáo dục Tiểu học) Giáo viên hướng dẫn: TS Ngô Thị Phương

Tp Hồ Chí Minh, ngày 07 tháng 01 năm 2023

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

NĂNG LƯỢNG VÀ NHỮNG ỨNG DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI VÀO THỰC TIỄN DẠY HỌC DÀNH CHO HỌC SINH LỚP 5 TẠI

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

Chuyên ngành: Giáo dục học (Giáo dục Tiểu học)

Tp Hồ Chí Minh, ngày 07 tháng 01 năm 2023

MỤC LỤC

MỤC LỤC ii

MỞ ĐẦU 1

1 Lí do chọn đề tài 1

2 Mục đích nghiên cứu đề tài 1

3 Đối tượng, khách thể và phạm vi nghiên cứu 2

3.1 Đối tượng nghiên cứu 2

3.2 Khách thể nghiên cứu 2

3.3 Phạm vi nghiên cứu 2

4 Phương pháp nghiên cứu 2

Chương 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO VÀ NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI 3

1.1 Cơ sở lí luận của năng lượng tái tạo 3

1.1.1 Khái niệm năng lượng, năng lượng tái tạo 3

1.1.2 Phân loại nguồn năng lượng tái tạo có nguồn gốc từ Mặt Trời 4

1.1.3 Ưu nhược điểm của nguồn năng lượng có nguồn gốc từ Mặt Trời 4

1.2 Cơ sở thực tiễn 5

1.2.1 Vai trò của năng lượng mặt trời trong đời sống của con người 5

1.2.2 Yêu cầu cần đạt trong Chương trình GDPT môn Khoa học 2018 mạch nội dung Năng lượng mặt trời, gió và nước chảy 5

1.2.3 Một số ứng dụng của năng lượng mặt trời phổ biến hiện nay 5

CHƯƠNG 2 MỘT SỐ ỨNG DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI VÀO THỰC TIỄN DẠY HỌC DÀNH CHO HỌC SINH LỚP 5 TẠI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH 7

2.1 Câu hỏi gợi ý trong Bài 41: Năng lượng mặt trời trong sách giáo khoa Khoa học lớp 5 hiện hành 7

2.2 Xây dựng kế hoạch dạy học Ứng dụng năng lượng Mặt Trời trong cuộc sống 7

TÀI LIỆU THAM KHẢO 11

MỞ ĐẦU

1 Lí do chọn đề tài

Mặt trời là nguồn năng lượng sạch dồi dào mà con người có thể khai thác thoải mái trong tương lai rất xa – khoảng 5 tỷ năm tới Theo tính toán của nhiều nhà khoa học, khi lắp kín những tấm pin năng lượng mặt trời vào một tòa nhà cao 1km thì sản lượng điện mà

nó tạo ra sẽ lên tới 200 MWp, đủ cung cấp cho khoảng 200.000 hộ gia đình

Từ những năm 50 của thế kỷ trước, nguồn năng lượng mặt trời đã bắt đầu được sử dụng rộng rãi Hiện nay, các nước đang dẫn đầu trong lĩnh vực năng lượng mặt trời phải kể đến Đức, Trung Quốc, Nhật Bản, Ý, Mỹ, Pháp, Tây Ban Nha…

Tại Việt Nam, năng lượng mặt trời cũng đang được khai thác và phát triển, trong đó phổ biến nhất là nhiệt mặt trời (dùng để đun nước nóng, sưởi ấm/làm mát không gian…)

và điện Mặt Trời

Nội dung môn Khoa học trong chương trình Giáo dục phổ thông môn Khoa học 2018 được chia thành các chủ đề nhỏ, được dạy từ lớp 5, lớp 5 xoay quanh 6 chủ đề Trong đó, chủ đề Năng lượng bao gồm nội dung Ánh sáng; Âm thanh; Nhiệt Vai trò của năng lượng; Năng lượng điện; Năng lượng chất đốt; Năng lượng mặt trời, gió và nước chảy

Từ thực tiễn hiện nay, chương trình sách giáo khoa mới cho HS lớp 5 chưa được hoàn thiện và tạo thêm ý tưởng dạy học cho chủ đề Năng lượng tôi tiến hành nghiên cứu, phát

triển đề tài “Năng lượng và những ứng dụng năng lượng Mặt Trời vào thực tiễn dạy học dành cho học sinh lớp 5 tại Thành phố Hồ Chí Minh”

2 Mục đích nghiên cứu đề tài

Nghiên cứu về nội dung dạy học chủ đề Năng lượng trong CT GDPT 2018 môn Khoa học lớp 5, cụ thể là nội dung Năng lượng mặt trời, gió và nước chảy Từ đó, đề xuất ý tưởng dạy học cho nội dung dạy học ứng dụng năng lượng Mặt Trời vào cuộc sống thực tiễn cho học sinh lớp 5 tại Thành phố Hồ Chí Minh

3 Đối tượng, khách thể và phạm vi nghiên cứu

3.1 Đối tượng nghiên cứu

Chủ đề Năng lượng trong Chương trình GDPT 2018 môn Khoa học lớp 5

3.2 Khách thể nghiên cứu

Nội dung Năng lượng mặt trời, gió và nước chảy

3.3 Phạm vi nghiên cứu

Chủ đề Năng lượng trong Chương trình GDPT 2018 môn Khoa học để dạy học ứng dụng năng lượng Mặt Trời vào thực tiễn dành cho học sinh lớp 5 tại Thành phố Hồ Chí Minh

4 Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp phân tích và tổng hợp lí thuyết: Phương pháp này được sử dụng để thu

thập, chọn lọc và đọc tài liệu liên quan đến vấn đề nghiên cứu: Chương trình GDPT tổng thể 2018, Chương trình GDPT môn Khoa học 2018, Chương trình GDPT cấp Tiểu học năm 2006

Chương 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA NĂNG LƯỢNG TÁI

TẠO VÀ NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI

1.1 Cơ sở lí luận của năng lượng tái tạo

1.1.1 Khái niệm năng lượng, năng lượng tái tạo

1.1.1.1 Khái niệm năng lượng

Theo từ điển Tiếng Việt và từ điển Vật lý phổ thông: “Năng lượng là đại lượng đặc trưng cho khả năng sinh công của vật; là thông số liên quan đến quá trình chuyển động của vật chất, bao gồm cả từ trường và các hạt cơ bản.”

1.1.1.2 Khái niệm năng lượng tái tạo

Theo Giáo trình Cơ sở kỹ thuật năng lượng tái tạo, Phan Văn Quang (2017), thì

năng lượng tái tạo là năng lượng được lấy từ các nguồn nhiên liệu tự nhiên để chuyển hóa sang năng lượng điện hoặc nhiệt như năng lượng mặt trời, năng lượng gió, năng lượng thủy điện, năng lượng nhiệt từ lòng đất (địa nhiệt), năng lượng từ nhiên liệu sinh học, năng lượng từ khí sinh học, năng lượng từ khí hydro, năng lượng sóng, năng lượng thủy triều

* Một số quan điểm về năng lượng

- Năng lượng bền vững là một hệ thống năng lượng phục vụ nhu cầu của hiện tại

mà không làm hại tới việc đáp ứng nhu cầu của các thế hệ tương lai Nguyên tắc chủ đạo cho sự bền vững này chính là phát triển bền vững, bao gồm bốn lĩnh vực kết nối lẫn nhau: sinh thái, kinh tế, chính trị và văn hóa Khái niệm này còn bao gồm cả các công nghệ tiên tiến để khai thác với hiệu suất cao, vì các yếu tố tạo ra năng lượng đã có sẵn trong tự hiện hàng triệu năm, song chưa có công nghệ cao để khai thác với hiệu suất cao Như vậy, có thể hiểu hiệu suất cao và năng lượng tái tạo chính là hai đặc điểm quan trọng tạo nên năng lượng bền vững Năng lượng hạt nhân đôi khi cũng được coi là năng lượng bền vững nhưng nó lại chứa đựng nhiều rủi ro cho môi trường nên ít được đề cập

- Năng lượng sạch là dạng năng lượng có thể thỏa mãn các yêu cầu đòi hỏi ngày

càng tăng thêm trên phạm vi toàn cầu mà không gây ra dấu ấn làm tác hại đến cân bằng

môi trường Nó đòi hỏi nhiều yếu tố như hiệu suất cao, hầu như không ảnh hưởng đến môi trường, đáp ứng các đòi hỏi về sử dụng, chuyển đổi và có công nghệ lưu trữ sạch, tiện lợi cho quá trình sử dụng

- Năng lượng xanh là một khái niệm hẹp trong năng lượng tái tạo, nó biểu thị về

các nguồn năng lượng tái tạo và các công nghệ chế tạo năng lượng có lợi nhất cho môi trường Cơ quan bảo vệ môi trường Mỹ định nghĩa năng lượng xanh là năng lượng được chế tạo từ năng lượng Mặt trời, gió, địa nhiệt, sinh khối, các trạm thủy điện nhỏ có tác

động thấp đến môi trường

1.1.2 Phân loại nguồn năng lượng tái tạo có nguồn gốc từ Mặt Trời

thành năng lượng có ích, bằng nhiều công nghệ khác nhau như làm nước nóng, sưởi ẩm không khí trong nhà hay thắp sáng Năng lượng Mặt Trời cũng có thể được biến đổi trực tiếp thành điện năng bằng cách sử dụng các modun pin Mặt Trời

thành các dạng năng lượng khác như gió, thủy điện, sóng, sinh khối Sinh khối là một nguồn năng lượng có khả năng tái sinh tồn tại và phát triển được nhờ ánh sáng mặt trời Các loài thực vật hấp thụ ánh sáng mặt trời để thực hiện các phản ứng quang hợp, biến đổi các khoáng chất, nước và các nguyên tố vô cơ khác thành các chất hữu cơ Phản ứng quang hợp còn là phản ứng cơ bản tạo ra thức ăn cho động vật Trong quá trình quang hợp, thực vật còn hấp thụ khí cacbonic và tạo ra oxy là chất khí tạo ra sự sống trên trái đất

1.1.3 Ưu nhược điểm của nguồn năng lượng có nguồn gốc từ Mặt Trời

Nguồn năng lượng mặt trời là nguồn năng lượng dồi dào, xanh, sạch, thân thiện với môi trường Chi phí thực hiện nguồn năng lượng này đang được giảm nhanh chóng và dự kiến sẽ tiếp tục giảm trong những năm tiếp theo do đó năng lượng mặt trời sẽ thực sự

là nguồn năng lượng tương lai đầy hứa hẹn cho cả khả năng phát triển kinh tế và môi trường bền vững Tuy nhiên năng lượng mặt trời có hạn chế là phụ thuộc vào thời tiết trong ngày và chỉ hoạt động vào ban ngày, để tạo được nguồn điện lớn cần phải có một

khu vực rộng lớn để đặt các tấm pin mặt trời, các tấm pin này cũng rất dễ hư hỏng, tạo

ra nguồn rác thải điện tử độc hại nếu không được xử lý đúng cách

1.2 Cơ sở thực tiễn

1.2.1 Vai trò của năng lượng mặt trời trong đời sống của con người

Năng lượng mặt trời được sử dụng trên toàn thế giới để sưởi ấm, sấy khô nông sản, làm muối… và gần đây được sử dụng để tạo ra điện năng

1.2.2 Yêu cầu cần đạt trong Chương trình GDPT môn Khoa học 2018 mạch nội dung Năng lượng mặt trời, gió và nước chảy

- Kể được tên một số phương tiện, máy móc và hoạt động của con người sử dụng năng lượng mặt trời, gió và nước chảy

- Thu thập, xử lí thông tin và trình bày được (bằng những hình thức khác nhau) về việc khai thác, sử dụng các dạng năng lượng nêu trên

1.2.3 Một số ứng dụng của năng lượng mặt trời phổ biến hiện nay

Năng lượng cho phương tiện máy bay Đồng hồ mặt trời

Ứng dụng năng lượng mặt trời trong

xử lý nước

Bếp điện mặt trời

CHƯƠNG 2 MỘT SỐ ỨNG DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI VÀO THỰC TIỄN DẠY HỌC DÀNH CHO HỌC SINH LỚP 5 TẠI

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

2.1 Câu hỏi gợi ý trong Bài 41: Năng lượng mặt trời trong sách giáo khoa Khoa học lớp 5 hiện hành

Thông tin cung cấp: Mặt trời chiếu sáng và sưởi ấm muôn loài, giúp cho cây xanh tốt, người và động vật khỏe mạnh Cây xanh hấp thụ năng lượng mặt trời để sinh trưởng

và phát triển Cây là thức ăn trực tiếp hoặc gián tiếp của động vật Cây còn cung cấp củi đun Than đá, dầu mỏ, khí đốt tự nhiên cũng được hình thành do năng lượng mặt trời Năng lượng mặt trời còn gây ra nắng, mưa, gió, bão, … trên Trái Đất

 Mặt Trời là nguồn năng lượng chủ yếu, của sự sống trên Trái Đất

- Con người sử dụng năng lượng mặt trời cho cuộc sống như thế nào?

Câu trả lời gợi ý: Năng lượng mặt trời được dùng để chiếu sáng, sưởi ấm, làm khô, đun nấu, phát điện, …

- Ở địa phương bạn, năng lượng mặt trời được sử dụng trong những việc gì? Câu trả lời gợi ý: tắm biển, phơi cà phê, sử dụng pin mặt trời trên vệ tinh nhân tạo, làm muối, …

2.2 Xây dựng kế hoạch dạy học Ứng dụng năng lượng Mặt Trời trong cuộc sống Trường TH ………

KẾ HOẠCH BÀI DẠY MÔN: KHOA HỌC – TUẦN … – TIẾT … Bài: ỨNG DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI TRONG CUỘC SỐNG

GV giảng dạy:

Thời gian thực hiện: ngày tháng năm

I YÊU CẦU CẦN ĐẠT

1 Về kiến thức

- Kể được tên một số phương tiện, máy móc và hoạt động của con người sử dụng năng lượng mặt trời

2 Về kĩ năng

- Thu thập, xử lí thông tin và trình bày được (bằng những hình thức khác nhau) về việc khai thác, sử dụng các dạng năng lượng mặt trời

3 Về thái độ

- Có ý thức học tập tích cực, kiên trì, tự giác xây dựng bài

- Có ý thức sử dụng tiết kiệm điện

- Giáo dục học sinh ham học Khoa học

4 Phẩm chất, năng lực:

- Năng lực tự chủ và tự học, năng lực giao tiếp và hợp tác, năng lực giải quyết vấn đề

và sáng tạo, năng lực ngôn ngữ,…

- Phẩm chất: chăm chỉ, trách nhiệm, nhân ái, có tinh thần hợp tác khi làm việc nhóm

* KNS: Rèn kĩ năng tư duy phản biện, kĩ năng thuyết trình

II ĐỒ DÙNG DẠY HỌC:

1 Giáo viên

- Giáo án

- Bài giảng điện tử

- Máy tính bỏ túi sử dụng năng lượng mặt trời, tranh ảnh các phương tiện, máy móc và hoạt động của con người sử dụng năng lượng mặt trời

2 Học sinh

- Sách giáo khoa

- Bảng nhóm, bút lông

III TIẾN TRÌNH DẠY HỌC

Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Hoạt động 1: Khởi động

Trò chơi: Món quà bất ngờ - HS tham gia trò chơi

Truyền điện để nêu hoạt

GV dẫn dắt giới thiệu bài mới vật, các phương tiện, máy

móc và chỉ ra nguồn năng lượng cho các hoạt động đó

Hoạt động 2: Tìm hiểu năng lượng mặt trời

- GV chia nhóm, yêu cầu nhóm thảo luận các câu

hỏi:

+ Mặt trời cung cấp năng lượng cho Trái Đất ở

những dạng nào?

+ Nêu vai trò của năng lượng nặt trời đối với sự

sống?

+ Nêu vai trò của năng lượng mặt trời đối với thời

tiết và khí hậu?

- GV chốt: Than đá, dầu mỏ và khí tự nhiên hình

thành từ xác sinh vật qua hàng triệu năm Nguồn gốc

của các năng lượng này là Mặt Trời Nhờ năng

lượng mặt trời mới có quá trình quang hợp của lá

cây và cây cối mới sinh trưởng được

- GV mời HS nêu nhiệm vụ

- GV nhận xét và cho HS quan sát tranh ảnh các

phương tiện, máy móc và hoạt động của con người

sử dụng năng lượng mặt trời

- HS thảo luận nhóm đôi hoặc nhóm 3

- Thời gian: 3 phút

- Kể một số ví dụ về việc sử dụng năng lượng mặt trời trong cuộc sống hàng ngày

- Kể tên một số công trình, máy móc sử dụng năng lượng mặt trời

HS tham gia Truyền điện trong thời gian 3 phút

- HS quan sát

Hoạt động 3: Thực hành

GV cho HS lựa chọn dụng cụ, vật liệu có thể làm thí

nghiệm ứng dụng của năng lượng mặt trời trong đời

sống con người

- HS thực hiện thí nghiệm nhóm 5, tiến hành lựa chọn dụng cụ và vật liệu, tiến hành làm thí nghiệm và ghi chép vào phiếu báo cáo thí nghiệm

- Dụng cụ, vật liệu ứng dụng năng lượng mặt trời

làm khô vật: khăn tay bị ướt, hoa tươi, khăn giấy

- Bộ thí nghiệm tìm hiểu về phát điện sử dụng năng

lượng Mặt Trời Gồm: 1 tấm pin Mặt Trời được gắn

trên giá có giắc cắm để lấy điện ra và có thể quay

theo mọi phía để đón ánh sáng 1 động cơ, trên trục

có lắp một hình tròn bằng nhựa, bề mặt chia thành 3

phần đều nhau qua tâm mỗi phần sơn màu riêng biệt

(đỏ, lục, lam) để quan sát

- Làm xe điều khiển chạy bằng năng lượng mặt trời:

Một tấm pin Mặt Trời, 2 bánh xe vàng, 2 bánh xe

con (4 bánh xe vàng), 2 động cơ giảm tốc, 1 cặp pin

3V, kính FPV, camera FPV, mạch sạc TX - RX

GV cho HS xem video hướng dẫn nếu như HS cần

sự trợ giúp:

https://www.youtube.com/watch?v=CqyBow3bZa0

- Thuyền năng lượng mặt trời:

+ Nguyên liệu: Tấm pin năng lượng 5.5V, mô tơ

máy bay 4V, dây nối, công tắc, xốp, keo nến, tăm

xiên

+ Dụng cụ: dao rọc giấy, kéo, kìm

GV cho HS xem video hướng dẫn nếu như HS cần

sự trợ giúp:

https://www.youtube.com/watch?v=5_NDaTJ_Klw

GV nhận xét, tuyên dương quá trình thực hiện thí

nghiệm của HS

Hoạt động 4: Dặn dò

- GV nhận xét tiết học

- Chuẩn bị bài tiếp theo

- HS lắng nghe, ghi chép và nhật kí học tập

IV ĐIỀU CHỈNH SAU TIẾT DẠY (NẾU CÓ):

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Bộ GD-ĐT (2006) Chương trình Giáo dục phổ thông (Ban hành kèm theo quyết định

số 16/2006/ QĐ – BGDĐT ngày 05 tháng 5 năm 2006) Hà Nội

Bộ GD-ĐT (2007) Khoa học 5 NXB Giáo dục Việt Nam

Bộ GD-ĐT (2018) Chương trình giáo dục phổ thông môn Khoa học (Ban hành kèm

theo Thông tư số 32/2018/TT/BGDĐT ngày 26/12/2018 của Bộ trưởng GD-ĐT) Hà

Nội

Phạm Thị Phương Thảo (2022) Phát triển năng lượng tái tạo tỉnh Bình Thuận: Luận

văn Thạc sĩ Địa lí học chuyên ngành Địa lí học [Luận văn Thạc sĩ, Trường Đại học Sư

phạm Thành phố Hồ Chí Minh]

https://dlib.hcmue.edu.vn/flowpaper/simple_document.php?subfolder=17/92/61/&doc

=17926193425877681534734119131833943946&bitsid=ffaa3ea9-b453-41eb-ae39-f755f9a262af&uid=6c9a4600-e5b1-473a-846e-4a46fad4b652

5 nguồn năng lượng sạch đang được phát triển trên toàn cầu (25/03/2020) Trích dẫn