- Hiểu được có nhiều công nghệ khác nhau để thu năng lượng từ ánh sáng mặt trời điện mặt trời, nhiệt mặt trời, sức nước thủy điện, sức gió điện gió, sinh khối động thực vật xăng, dầu, kh
Trang 1Giáo viên giảng dạy: Lớp dạy:
Tiết ….:
NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO 3
I MỤC TIÊU
1 Kiến thức
- Hiểu được năng lượng hóa thạch như than đá, dầu mỏ, khí thiên nhiên dưới lớp vỏ trái đất dần cạn kiệt theo thời gian và không tái tạo được
- Hiểu được năng lượng tái tạo từ mặt trời, thủy quyển, khí quyển, sinh khối và từ nhiệt trong tâm trái đất có thể được tạo ra, bổ sung trong thời gian ngắn hoặc không bao giờ cạn kiệt
- Hiểu được năng lượng tái tạo đang dần thay thế năng lượng hóa thạch, ít gây hại đến môi trường, sức khỏe con người và góp phần đảm bảo an ninh năng lượng, phát triển bền vững
- Hiểu được có nhiều công nghệ khác nhau để thu năng lượng từ ánh sáng mặt trời (điện mặt trời, nhiệt mặt trời), sức nước (thủy điện), sức gió (điện gió), sinh khối động thực vật (xăng, dầu, khí sinh học) và nguồn nhiệt trong tâm trái đất (địa nhiệt, điện địa nhiệt)
2 Năng lực
a Năng lực chung
- Năng lực tự học và nghiên cứu tài liệu
- Năng lực trình bày và trao đổi thông tin
- Năng lực nêu và giải quyết vấn đề
- Năng lực thực nghiệm
- Năng lực dự đoán, suy luận lí thuyết, dự đoán, phân tích, xử lí số liệu và khái quát rút ra kết luận khoa học
- Năng lực hoạt động nhóm
b Năng lực đặc thù môn học
- Phân loại được năng lượng hóa thạch và năng lượng tái tạo
- Trình bày được vai trò của năng lượng tái tạo
- Nêu được một số công nghệ cơ bản để thu năng lượng tái tạo
3 Phẩm chất
- Có thái độ hứng thú trong học tập môn Vật lý
- Có sự yêu thích tìm hiểu và liên hệ các hiện tượng thực tế liên quan
- Có tác phong làm việc của nhà khoa học
- Có thái độ khách quan trung thực, nghiêm túc học tập
II THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU
1 Giáo viên
- Các hình ảnh trong sách giáo khoa, các hình ảnh về khai thác, sử dụng nhiên liệu tái tạo và nhiên liệu hóa thạch
- Bài giảng powerpoint
- Phiếu học tập
- Bảng kiểm đánh giá quá trình thảo luận chung theo nhóm
ST
T
1 Phân công nhiệm vụ rõ ràng
Trang 22 Chấp nhận nhiệm vụ được phân
công
3 Giữ trật tự kỉ luật, không đùa giỡn
4 Đưa ra được phương án giải quyếtvấn đề theo yêu cầu của nhóm
5 Trình bày tự tin, trôi chảy
6 Các thành viên tham gia hỗ trợ khicó câu hỏi cho nhóm
7 Nội dung trình bày chính xác, đúngchủ đề
Điểm cho từng nhóm: 2 - rất tốt, 1 - tốt, 0 – chưa tốt
Các phiếu học tập
Phiếu học tập số 1 Năng lượng tái tạo và năng lượng không tái tạo Câu 1: Thế nào là năng tái tạo, thế nào là năng lượng không tái tạo?
Câu 2: Phát biểu nào dưới đây là phát biểu về nguồn năng lượng tái tạo?
a Mất thời gian dài để hình thành
b Hình thành nhờ sự phân hủy xác sinh vật trong vài tháng
c Hình thành nhờ sự phân hủy xác sinh vật qua hàng triệu năm
d Có nguy cơ cạn kiệt
Câu 3: Từ các nguồn năng lượng ở hình 3.2, bạn hãy phân năng lượng ở Trái Đất thành
hai dạng: năng lượng tái tạo và năng lượng không tái tạo
Câu 4: Quan sát đồ thị hình 3.3 và nhận xét sự thay đổi tỉ trọng năng lượng điện sản
xuất từ các nguồn năng lượng tái tạo
Trang 3Phiếu học tập số 2 Vai trò của năng lượng tái tạo Câu 1: Trình bày vai trò của năng lượng tái tạo?
Câu 2: Tại sao phải khai thác nguồn năng lượng mới?
Câu 3: Quan sát biểu đồ hình 3.4 và trả lời câu hỏi:
- Nguồn năng lượng tái tạo truyền thống được con người khai thác là gì?
- Nguồn năng lượng tái tạo nào mới được khai thác và chiếm tỉ trọng ngày càng lớn?
Phiếu học tập số 3 Khai thác năng lượng tái tạo Công nghệ thu năng lượng từ ánh sáng mặt trời Công nghệ thu năng lượng từ sức nước Câu 1: Hãy trình bày các công nghệ thu năng lượng từ ánh sáng mặt trời
Câu 2: Năng lượng nhiệt của Mặt Trời có vai trò gì trong hoạt động phơi nông sản, sản
xuất muối?
Câu 3: Máy nước nóng năng lượng Mặt Trời (hình 3.6) có chức năng gì và hoạt động
như thế nào?
Câu 4: Thế nào là thủy điện, hãy cho biết các công nghệ thu năng lượng từ sức nước? Câu 5: Tại sao nói năng lượng từ sức nước là năng lượng tái tạo và có nguồn gốc từ
Mặt Trời?
Phiếu học tập số 4 Khai thác năng lượng tái tạo Công nghệ thu năng lượng từ sức gió Công nghệ thu năng lượng từ sinh khối động thực vật Công nghệ thu năng lượng từ nguồn địa nhiệt
Trang 42 Học sinh
- Ôn lại những vấn đề đã học về sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả
- SGK, vở ghi bài, giấy nháp, smarphone hoặc máy tính bảng có kết nối mạng
III TIẾN TRÌNH DẠY HỌC
Bảng tóm tắt tiến trình dạy học
Hoạt động
(thời gian)
Nội dung
(Nội dung của hoạt động)
Phương pháp,
kỹ thuật dạy học chủ đạo
Phương án đánh giá
Hoạt động [1] Mở
đầu: Tạo tình huống
học tập
- Cho HS xem một số hình ảnh về năng lượng từ các nguồn tái tạo và không tái tạo
- GV đặt câu hỏi nêu vấn đề
để HS trả lời
- GV đặt vấn đề về vì sao cần
sử dụng năng lượng tái tạo
- Học sinh xác nhận vấn đề cần
tìm hiều: Năng lượng tái tạo
HS quan sát và nắm vấn đề cần tìm hiểu
Đánh giá khả năng tiếp nhận
vấn đề của HS
Hoạt động [2]
Hình thành kiến
thức mới/giải quyết
vấn đề/thực thi
nhiệm vụ
- Học sinh làm việc nhóm để xây dựng các nội dung chính của bài:
+ Năng lượng tái tạo và năng lượng không tái tạo
+ Vai trò của năng lượng tái tạo
+ Khai thác năng lượng tái tạo
+ Kĩ thuật dạy học
dự án
+ Phương pháp nhóm
- Đánh giá hoạt động qua bảng nhóm
- Trình bày của nhóm
Hoạt động [ 3] - Học sinh làm việc nhóm, tìm + Phương pháp Đánh giá kết
Câu 1: Trình bày các công nghệ thu năng lượng từ sức gió
Câu 2: Tại sao nói năng lượng gió là năng lượng tái tạo và có nguồn gốc từ Mặt Trời
Câu 3: Hãy cho biết năng lượng sinh khối động thực vật được sử dụng như thế nào?
Hãy cho biết các công nghệ thu năng lượng từ sinh khối động thực vật
Câu 4: Tại sao nói năng lượng dự trữ trong sinh khối có nguồn gốc từ Mặt Trời?
Câu 5: Tại sao nói nhiên liệu hóa thạch có nguồn gốc từ sinh khối động thực vật?
Câu 6: Tại sao nói địa nhiệt là năng lượng tái tạo? Hãy cho biết các công nghệ thu năng
lượng từ nguồn địa nhiệt?
Phiếu học tập số 5 Câu 1: Hãy cho biết các mặt trái của việc xây dựng và vận hành các nhà máy thủy điện Câu 2: Nhà máy thủy điện khai thác thế năng của nước để tạo ra điện năng Từ độ cao
120m, 1,5.105 kg nước được xả sau một giây, chảy xuống, làm quay cánh quạt của tua bin và tạo ra công suất điện 100 MW Hãy tính hiệu suất của nhà máy thủy điện
Câu 3: Việc xây dựng và vận hành các nhà máy điện gió có tác động tiêu cực gì?
Câu 4: Việc đốt rơm rạ sau mỗi vụ mùa có tác dụng gì? Việc này gây hại như thế nào
với môi trường? Có cách nào sử dụng rơm rạ hiệu quả hơn không?
Câu 5: Hãy cho biết các mặt trái của việc khai thác địa nhiệt?
Trang 5Luyện tập hiểu thêm qua internet trả lời
các câu hỏi liên quan đến chủ đề
hỏi
Hoạt động [4] Vận
dụng
- HS làm việc nhóm báo cáo các ứng dụng
- HS vận dụng kiến thức bài học vào các tình huống thực tế
Làm việc nhóm Đánh giá qua
bài báo cáo thuyết trình
Hoạt động 1: Mở đầu: Tạo tình huống học tập
a Mục tiêu:
- Kích thích sự tò mò, hứng thú tìm hiểu nội dung bài học: Năng lượng tái tạo
b Nội dung:
- Cho HS xem một số hình ảnh về năng lượng từ các nguồn tái tạo và không tái tạo
- Học sinh tiếp nhận vấn đề từ giáo viên
c Sản phẩm: Kích thích sự tò mò, hứng thú tìm hiểu kến thức mới.
d Tổ chức thực hiện:
Bước thực
hiện
Nội dung các bước
Bước 1 - GV cho HS xem một số hình ảnh về về năng lượng từ các nguồn tái tạo và
không tái tạo
Hình 1
Hình 2
Trang 6Hình 3
Hình 4
Hình 5
Hình 6 Bước 2 - HS quan sát hình ảnh và nắm bắt vấn đề
- Giáo viên đặt câu hỏi nêu vấn đề
Câu 1: Hãy kể tên các loại năng lượng được sử dụng trong các hình?
Câu 2: Hãy cho biết sự khác nhau khi sử dụng năng lượng trong thời gian
dài của hình 1,2,3 so với các hình 4,5,6
- Giáo viên đặt vấn đề: Nhiên liệu hóa thạch được hình thành trong hàng triệu năm nhưng chỉ sau vài thế kỉ khai thác đã có nguy cơ cạn kiệt Cũng chỉ qua vài năm sử dụng nhiên liệu hóa thạch trong sản xuất công nghiệp, khí hậu bị biến đổi và môi trường bị ô nhiễm ngày càng trầm trọng Trước
Trang 7vấn đề toàn cầu này, Việt Nam đẩy mạnh ứng dụng công nghệ sử dụng năng lượng tiết kiệm, hiệu quả và nghiên cứu các nguồn năng lượng mới, đa dạng,
ít gây hại môi trường và tái tạo được Việc phát triển, sử dụng năng lượng tái tạo phù hợp với tiềm năng, điều kiện của đất nước sẽ bổ sung nguồn cung năng lượng và dần thay thế năng lượng hóa thạch trong đời sống và sản xuất, góp phần bảo đảm an ninh năng lượng và bảo vệ môi trường Năng lượng tái tạo là gì? Có những công nghệ nào để thu được năng lượng tái tạo? Để trả lời câu hỏi này thì hôm nay chúng ta cùng nghiên cứu bài
NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO Bước 3 - HS trả lời câu hỏi
Câu 1:
Hình 1: Năng lượng mặt trời (năng lượng ánh sáng) Hình 2: Năng lượng gió
Hình 3: Năng lượng nước Hình 4: Năng lượng dầu mỏ Hình 5: Năng lượng hạt nhân Hình 6: Năng lượng than đá
Câu 2:
Khi sử dụng năng lượng trong thời gian dài đối với hình 1,2,3 thì nguồn năng lượng sẽ không bao giờ cạn kiệt (luôn tái tạo được) còn đối với hình 4,5,6 thì nguồn năng lượng ngày càng giảm dần (không tái tạo được)
- HS tiếp nhận vấn đề bài học
Hoạt động 2: Hình thành kiến thức: Năng lượng tái tạo
Hoạt động 2.1: Chuẩn bị cho bài thuyết trình- làm tại lớp
a Mục tiêu:
- Tìm hiểu và trình bày được năng lượng tái tạo và năng lượng không tái tạo
- Tìm hiểu và trình bày được vai trò của năng lượng tái tạo
- Tìm hiểu và trình bày được các cách khai thác năng lượng tái tạo
b Nội dung:
- Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm
- Chuẩn bị nội dung cho bài thuyết trình
c Sản phẩm:
- Trả lời thảo luận của HS
d Tổ chức thực hiện:
Bước thực
hiện
Nội dung các bước
Bước 1 ▪ Giáo viên chuyển giao nhiệm vụ
o Chia lớp thành 4 nhóm
o Yêu cầu mỗi nhóm nghiên cứu và viết bài thuyết trình theo gợi ý trong các phiếu học tập đã chuẩn bị
➢ Nhóm 1: Năng lượng tái tạo và năng lượng không tái tạo
➢ Nhóm 2: Vai trò của năng lượng tái tạo
➢ Nhóm 3: Công nghệ thu năng lượng từ ánh sáng mặt trời Công nghệ thu năng lượng từ sức nước
➢ Nhóm 4: Công nghệ thu năng lượng từ sức gió Công nghệ thu năng lượng từ sinh khối động thực vật
Trang 8Công nghệ thu năng lượng từ nguồn địa nhiệt
▪ Hướng dẫn HS khung thời gian thực hiện nhiệm vụ:
o Chia nhóm và đặt câu hỏi về nhiệm vụ (nếu có)
o Nghiên cứu tài liệu, thảo luận theo nhóm, chuẩn bị cho bài thuyết trình
và trả lời các câu hỏi trong phiếu học tập số 1, phiếu học tập số 2, phiếu học tập số 3, phiếu học tập số 4
o Trình bày phần trả lời các câu hỏi thảo luận của từng nhóm
o Nghiên cứu và chuẩn bị tại nhà, GV cung cấp zalo, FB giúp HS liên lạc khi cần thiết
o Thuyết trình nhiệm vụ được giao
Bước 2 ▪ HS chia nhóm và phân chia nhiệm vụ cho các thành viên
▪ HS nghiên cứu tài liệu, chuẩn bị bài thuyết trình và trả lời các câu hỏi trong phiếu học tập số 1, phiếu học tập số 2, phiếu học tập số 3, phiếu học tập số 4
Bước 3 ▪ Từng nhóm HS trình bày phần trả lời các câu hỏi thảo luận, các HS khác
theo dõi và đặt câu hỏi nếu có
o GV theo dõi, hỗ trợ, nhận xét, ghi điểm vào bảng kiểm và chốt câu trả lời cho HS
Nhóm 1:
Câu 1:
- Năng lượng tái tạo là dạng năng lượng được tao ra từ các nguồn thiên nhiên và có thể bổ sung trong một thời gian ngắn
- Năng lượng không tái tạo là các loại năng lượng phải mất một thời gian dài
để hình thành
Câu 2:
- Phát biểu về nguồn năng lượng tái tạo: Hình thành nhờ sự phân hủy xác sinh vật trong vài tháng Vì dựa vào khái niệm nguồn năng lượng tái tạo được hình thành trong thời gian ngắn, từ các nguồn thiên nhiên
Câu 3:
- Năng lượng tái tạo: Mặt Trời, Gió, Địa nhiệt, Thủy điện, Sinh khối
- Năng lượng không tái tạo: Khí thiên nhiên (Khí đốt), Hạt nhân, Than đá, Dầu mỏ
Câu 4:
Với năng lượng điện sản xuất từ các nguồn năng lượng tái tạo đều có tỉ trọng thấp hơn nhiều so với năng lượng điện sản xuất từ các nguồn năng lượng không tái tạo
Nhóm 2:
Câu 1:
- Năng lượng tái tạo có trữ lượng dồi dào, đa dạng, ít gây tác hại đến môi trường, giúp giảm khí thải nhà kính, góp phần chống biến đổi khí hậu Hơn nữa, việc phát triển năng lượng tái tạo giúp bổ sung năng lượng, giảm khai thác và phụ thuộc vào năng lượng hóa thạch đang cạn kiệt dần
Câu 2:
Khai thác nguồn năng lượng mới là xuất phát từ nhu cầu thực tế Vì:
- Nguồn năng lượng không tái tạo có hạn Trữ lượng than đá, dầu mỏ, khí đốt nhiều nhất cũng chỉ đủ cho loài người sử dụng tiết kiệm trong mấy trăm năm nữa
- Nguồn năng lượng thủy điện ở các nước phát triển đã được khai thác triệt để
- Sự phát triển của xã hội, dân số tăng trưởng, nhu cầu về năng lượng ngày càng cao, môi trường xấu đi, mà nguồn năng lượng ngày càng giảm đi
Trang 9- Phát triển các nguồn năng lượng mới đặc biệt là phát triển năng lượng tái tạo đang là xu thế toàn cầu và đóng vai trò rất quan trọng Năng lượng tái tạo
có trữ lượng dồi dào, đa dạng, ít gây tác hại đến môi trường, giúp giảm khí thải nhà kính, góp phần chống biến đổi khí hậu
Câu 3:
- Nguồn năng lượng tái tạo truyền thống được con người khai thác là: năng lượng nước, năng lượng gió, năng lượng Mặt Trời, năng lượng sinh khối
- Nguồn năng lượng tái tạo mới được khai thác và chiếm tỉ trọng ngày càng lớn là: năng lượng gió và năng lượng Mặt Trời
Nhóm 3:
Câu 1:
- Công nghệ điện mặt trời: là công nghệ biến đổi trực tiếp năng lượng mặt trời thành điện năng nhờ pin quang điện Pin quang điện thường được thường được cấu tạo từ tinh thể silic Trên bề mặt pin thường được phủ dày đặc các đường dẫn kim loại để thu nhận electron sinh ra từ hiệu ứng quang điện Các pin quang điện thường được kết nối với nhau tạo thành các mô đun quang điện, mỗi mô đun có công suất khoảng 50W-200W
- Công nghệ hội tụ năng lượng mặt trời: là công nghệ sử dụng các thiết bị hôi tụ năng lượng mặt trời như gương cầu lõm, gương parabol, gương phản
xạ Fresnen… tập trung năng lượng từ các tia sáng mặt trời vào một khu vực nhỏ gọi là bộ thu trung tâm
Câu 2:
Mặt Trời là nguồn năng lượng ánh sáng và năng lượng nhiệt tự nhiên cho hoạt động sinh hoạt và sản xuất của con người trong hàng trăm nghìn năm nay như phơi nông sản, làm muối
+ Làm bay hơi nước biển trong quá trình làm muối
+ Làm khô nông sản (phơi thóc, phơi nông sản,…)
+ Diệt nấm mốc
Câu 3:
- Chức năng: Đây là một thiết bị hoạt động dựa vào nguồn năng lượng mặt trời để tạo ra nhiệt, làm nóng nước, phục vụ nhu cầu sinh hoạt của gia đình như tắm giặt, nấu cơm, rửa bát…
- Nguyên lí hoạt động: Máy nước nóng năng lượng mặt trời hoạt động dựa
Trang 10trên nguyên lý đối lưu nhiệt tự nhiên, khi có ánh nắng mặt trời các ống chân không có sẵn nước lạnh sẽ hấp thụ nhiệt và làm nóng nước nhanh mà không cần phải cắm điện như máy nước nóng gián tiếp hay máy nước nóng trực tiếp Theo nguyên lý đối lưu nhiệt, nước nóng hơn có xu hướng di chuyển lên trên bồn nước và nước lạnh di chuyển xuống dưới ống chân không để được làm nóng Quá trình làm nước nóng sẽ kết thúc khi nhiệt độ nước trong
cả bình chứa và ống chân không bằng nhau
Câu 4:
- Thủy điện: Dòng nước chảy từ sông hoặc từ hồ ở trên cao qua hệ thống dẫn làm quay tua bin và phát ra điện gọi là thủy điện
- Các công nghệ thu năng lượng từ sức nước bao gồm:
+ Công nghệ thủy điện trên sông
+Công nghệ thủy điện hồ chứa
Câu 5:
- Năng lượng từ sức nước là năng lượng tái tạo vì nguồn nước gần như vô hạn, có thể tái tạo nhanh chóng
- Năng lượng từ sức nước có nguồn gốc từ Mặt Trời vì Mặt Trời là nguồn cung cấp năng lượng liên tục cho nhiều quy trình diễn tiến trong bầu sinh quyển Trái Đất Mặt Trời cung cấp năng lượng cho các phản ứng hóa học, trong đó có phản ứng tạo ra nước từ các phân tử Hidro và Oxi, đồng thời Mặt Trời còn làm nước bốc hơi, tham gia vào quá trình tạo ra mưa
Nhóm 4:
Câu 1:
+ Công nghệ năng lượng gió trên đất liền:
- Năng lượng gió trên đất liền là một trong những công nghệ năng lượng tái tạo đang được phát triển ở quy mô toàn cầu Các tua bin gió lấy động năng
từ quá trình di chuyển của không khí (gió) và chuyển đổi thành điện năng thông qua rô to khí động học, được nối qua hệ thống truyền dẫn với máy phát điện Tua bin tiêu chuẩn hiện nay có ba cánh quay trên một trục ngang, với một máy phát điện đồng bộ hoặc không đồng bộ được kết nối với lưới điện