Giáo án chuyên đề vật lí 10 cánh diều bài 2: Ứng dụng của vật lí trong một số lĩnh vực

Ngày soạn: .../.../...

Ngày dạy: .../.../...

BÀI 2: ỨNG DỤNG CỦA VẬT LÍ TRONG MỘT SỐ LĨNH VỰC (6 TIẾT)

1. MỤC TIÊU:
2. Kiến thức: Học xong bài này, HS đạt các yêu cầu sau:

• Mô tả được ví dụ thực tế về việc sử dụng kiến thức vật lí trong một số lĩnh vực Quân sự; Công nghiệp hạt nhân; Khí tượng; Nông nghiệp, Lâm nghiệp; Tài chính; Điện tử; Cơ khí, tự động hóa; Thông tin, truyền thông; Nghiên cứu khoa học).
• Thực hiện được Nhiệm vụ học tập tìm hiểu về các mô hình, lí thuyết khoa học đã phát triển và được áp dụng để cải thiện các công nghệ hiện tại cũng như phát triển các công nghệ mới.

2. Năng lực

 - Năng lực chung:

• Năng lực tự chủ và tự học trong tìm tòi khám phá
• Năng lực giao tiếp và hợp tác trong trình bày, thảo luận và làm việc nhóm
• Năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo trong thực hành, vận dụng.

Năng lực riêng:

• Nhận thức vật lí.
• Tìm hiểu thế giới tự nhiên dưới góc độ vật lí.
• Vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học.

3. Phẩm chất

• Có ý thức học tập, ý thức tìm tòi, khám phá và sáng tạo, có ý thức làm việc nhóm, tôn trọng ý kiến các thành viên khi hợp tác.
• Chăm chỉ tích cực xây dựng bài, có trách nhiệm, chủ động chiếm lĩnh kiến thức theo sự hướng dẫn của GV.

1. THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU
2. Đối với GV: SGK, Tài liệu giảng dạy, giáo án, đồ dùng dạy học.
3. Đối với HS: SGK, SBT, vở ghi, giấy nháp, đồ dùng học tập (bút, thước...), bảng nhóm, bút viết bảng nhóm.

III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC

1. HOẠT ĐỘNG KHỞI ĐỘNG (MỞ ĐẦU)
2. a) Mục tiêu:

- HS được gợi tâm thế vào bài học.

1. b) Nội dung: HS quan sát video, hình ảnh và trả lời câu hỏi.
2. c) Sản phẩm: HS trả lời được câu hỏi về ứng dụng của vật lí trong lĩnh vực, ngành nghề.
3. d) Tổ chức thực hiện:

Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ:

- GV cho HS quan sát video về động cơ đẩy ion và sự so sánh với động cơ tên lửa hiện nay:

https://www.youtube.com/watch?v=1icvDzvmGHI (Từ 1:14 đến 4:10).

- GV đặt câu hỏi:

Những tiến bộ trong nghiên cứu vật lí đã được áp dụng để cải tiến kĩ thuật cũng như phát triển công nghệ mới trong hầu hết các lĩnh vực ngành nghề. Hãy mô tả việc sử dụng kiến thức vật lí trong một lĩnh vực khoa học hoặc ngành nghề mà bạn biết.

Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ: HS quan sát và chú ý lắng nghe, thảo luận nhóm đôi hoàn thành yêu cầu.

Bước 3: Báo cáo, thảo luận: GV gọi một số HS trả lời, HS khác nhận xét, bổ sung.

Dự kiến câu trả lời của học sinh:

+ Ứng dụng của vật lí nano trong lĩnh vực chế tạo pin và thiết bị lưu trữ năng lượng.

+ Ứng dụng của vật lí hạt nhân trong y học như máy xạ trị, máy chụp cắt lớp hoặc trong các lò phản ứng hạt nhân để khai thác năng lượng.

Bước 4: Kết luận, nhận định: GV đánh giá kết quả của HS, trên cơ sở đó dẫn dắt HS vào bài học mới: "Sự phát triển của kinh tế, xã hội, các lĩnh vực nghề nghiệp ngày càng được chuyên môn hóa, ứng dụng công nghệ cao. Vật lí đã đóng vai trò như thế nào trong một số lĩnh vực khoa học và ngành nghề? Bài học hôm nay chúng ta cùng đi tìm hiểu".

1. HÌNH THÀNH KIẾN THỨC MỚI

Hoạt động 1: Tìm hiểu ứng dụng vật lí trong quân sự

1. a) Mục tiêu:

- HS nêu được ứng dụng của vật lí trong lĩnh vực quân sự.

1. b) Nội dung:

 HS đọc SGK, nghe giảng, thực hiện các nhiệm vụ được giao, trao đổi, thảo luận, suy nghĩ trả lời câu hỏi.

1. c) Sản phẩm: HS hình thành kiến thức bài học, nêu được các một số ứng dụng của vật lí trong lĩnh vực quân sự.
2. d) Tổ chức thực hiện:

Hoạt động 2: Tìm hiểu ứng dụng vật lí trong lĩnh vực thông tin, truyền thông

1. a) Mục tiêu:

- HS nêu được ứng dụng của vật lí trong lĩnh vực thông tin, truyền thông.

1. b) Nội dung:

 HS đọc SGK, nghe giảng, thực hiện các nhiệm vụ được giao, trao đổi, thảo luận, suy nghĩ trả lời câu hỏi.

1. c) Sản phẩm: HS hình thành kiến thức bài học, nêu được các một số ứng dụng của vật lí trong lĩnh vực thông tin, truyền thông.
2. d) Tổ chức thực hiện:

Hoạt động 3: Tìm hiểu ứng dụng vật lí trong y học

1. a) Mục tiêu:

- HS nêu được ứng dụng của vật lí trong lĩnh vực y học.

1. b) Nội dung:

 HS đọc SGK, nghe giảng, thực hiện các nhiệm vụ được giao, trao đổi, thảo luận, suy nghĩ trả lời câu hỏi.

1. c) Sản phẩm: HS hình thành kiến thức bài học, nêu được các một số ứng dụng của vật lí trong lĩnh vực y học.
2. d) Tổ chức thực hiện:

1. HOẠT ĐỘNG LUYỆN TẬP
2. a) Mục tiêu: Học sinh củng cố lại kiến thức
3. b) Nội dung: HS vận dụng các kiến thức của bài học làm Luyện tập SGK và trả lời các câu hỏi.
4. c) Sản phẩm học tập: HS nêu được một số ứng dụng của vật lí trong các lĩnh vực quân sự, y học, thông tin và truyền thông.
5. d) Tổ chức thực hiện:

Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ:

- GV tổng hợp các kiến thức cần ghi nhớ cho HS

- GV tổ chức cho HS hoạt động theo nhóm 2 trả lời câu hỏi:

Nêu những ứng dụng vật lí đã giúp phát triển lĩnh vực: Quân sự, Thông tin và truyền thông, y học. (Những ứng dụng khác với nội dung đã nêu của bài học).

- GV cho HS nêu một số ứng dụng của vật lí trong nghệ thuật và thể thao.

Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ: HS quan sát và chú ý lắng nghe, thảo luận nhóm, hoàn thành các bài tập GV yêu cầu.

- GV quan sát và hỗ trợ.

Bước 3: Báo cáo, thảo luận:

- Mỗi bài tập GV mời HS trình bày. Các HS khác chú ý chữa bài, theo dõi nhận xét bài trên bảng.

Bước 4: Kết luận, nhận định:

- GV nhận xét thái độ làm việc, phương án trả lời của các học sinh, ghi nhận và tuyên dương

Kết quả:

Tìm hiểu một số ứng dụng của vật lí trong quân sự, truyền tin và y tế:

- Trong quân sự:

+ Kính nhìn đêm được phát triển dựa trên kiến thức về tia hồng ngoại, bức xạ nhiệt hay khuếch đại ánh sáng mờ.

+ Máy bay tiêm kích sử dụng các kiến thức về khí động lực học, bảo toàn động lượng.

+ Tàu ngầm quân sự hoạt động dựa trên định luật Archimedes, nguyên lí Pascal, năng lượng hạt nhân.

- Trong thông tin và truyền thông:

+ Phần cứng máy tính, điện thoại, chíp vi xử lí trong máy tính ứng dụng những nghiên cứu về mạch điện, điện tử (tụ điện, diode, transistor, LED,..)

+ Công nghệ mạng dữ liệu di động 4G, 5G, wifi, bluetooth, điện thoại vệ tinh ứng dụng của công nghệ truyền dữ liệu không dây.

- Trong y học:

 + Sử dụng laser trong các công nghệ chụp ảnh, chẩn đoán như chẩn đoán u sắc tố, các bệnh liên quan đến da.

Một số ứng dụng của vật lí trong nghệ thuật và thể thao:

- Các kiến thức về đường truyền ánh sáng được ứng dụng để chế tạo máy chụp hình, quay phim.

- Các kiến thức về sóng điện từ được ứng dụng trong truyền thanh, truyền hình.

- Các kiến thức về cơ học được ứng dụng trong môn trượt băng nghệ thuật, việc thay đổi hình dạng cơ thể giúp vận động viên thay đổi tốc độ góc trong các kĩ thuật xoay người.

- Các kiến thức về khí động học và cơ học chất lưu được áp dụng để tối ưu hóa xe đua.

1. HOẠT ĐỘNG VẬN DỤNG
2. a) Mục tiêu:

- Học sinh thực hiện làm bài tập vận dụng để nắm vững kiến thức.

1. b) Nội dung: HS thảo luận, đề ra phương án, lập kế hoạch và thực hiện dự án để tìm hiểu các ứng dụng của vật lí trong một số ngành nghề.
2. c) Sản phẩm: HS nêu được phương án thực hiện dự án, báo cáo kết quả dự án về tìm hiểu ứng dụng của vật lí trong lĩnh vực, ngành nghề.
3. d) Tổ chức thực hiện:

Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ

- GV yêu cầu HS hoạt động hoàn thành Vận dụng (SGK -tr28)

Lập kế hoạch và thực hiện dự án tìm hiểu về ứng dụng của vật lí trong một lĩnh vực, ngành nghề:

1. Thảo luận, đưa ra danh sách 2 – 3 ngành nghề phổ biến ở địa phương và lựa chọn ngành nghề mà nhóm muốn tìm hiểu.
2. Thảo luận các câu hỏi định hướng

- Kiến thức vật lí nào đã được ứng dụng trong nghành nghề muốn tìm hiểu?

- Kiến thức vật lí đó được phát triển và áp dụng như thế nào trong công việc của ngành nghề?

- Có thể đưa thêm kiến thức vật lí nào khác để phát triển công nghệ mới ứng dụng trong ngành nghề này?

3. Thảo luận, thống nhất sản phẩm dự kiến
4. Lập kế hoạch thực hiện dự án của nhóm

Xác định các nhiệm vụ cần thực hiện để hoàn thành sản phẩm dự án; phân chia nhiệm vụ cho các thành viên trong nhóm; xác định thời hạn hoàn thành, phương tiện để khảo sát, thu thập, xử lí thông tin và sản phẩm dự kiến.

5. Thực hiện dự án, báo cáo và thảo luận

- Tiến hành thu thập, xử lí thông tin theo kế hoạch và xây dựng sản phẩm trình bày trên lớp.

- Bảo cáo về quá trình thực hiện và kết quả dự án tìm hiểu.

- Thảo luận, nhận xét để thấy được ứng dụng rộng rãi của vật lí trong các lĩnh vực ngành nghề và xác định được việc cần thực hiện để học tập tốt bộ môn vật lí, phục vụ cho định hướng nghề nghiệp của bản thân.

Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ

- HS suy nghĩ, trao đổi, xác định mục tiêu, nhiệm vụ từ đó đề xuất phương án, phân công nhiệm vụ cho các thành viên để thực hiện dự án.

- GV điều hành, quan sát, hỗ trợ.

Bước 3: Báo cáo, thảo luận

- Đại diện HS trình bày về phương án của nhóm.

Bước 4: Kết luận, nhận định

- GV nhận xét về phương án, đề xuất của HS, hỗ trợ nếu cần thiết.

- GV đưa ra gợi ý một số ngành nghề, một số ứng dụng.

Gợi ý đáp án:

GV có thể đưa ra một số gợi ý về ngành nghề và các ứng dụng để HS có hướng tìm hiểu:

- Một số ngành nghề phổ biến ở địa phương:

+ Xây dựng

+ Cơ khí, tự động hóa.

+ Nông, lâm nghiệp.

+ Tài chính

- Gợi ý về ứng dụng của vật lí trong một số ngành nghề

* HƯỚNG DẪN VỀ NHÀ

• Ghi nhớ kiến thức trong bài.
• Hoàn thành các bài tập trong SBT
• Chuẩn bị bài mới.