Giáo án NLS chuyên đề Vật lí 10 Bài 10: Năng lượng tái tạo và một số công nghệ thu năng lượng tái tạo

Ngày soạn:…/…/…

Ngày dạy:…/…/…

BÀI 10: NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO VÀ MỘT SỐ CÔNG NGHỆ 
THU NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO (3 TIẾT)

I. MỤC TIÊU

1. Về kiến thức

Sau bài học này, HS sẽ:

• Nêu được định nghĩa năng lượng tái tạo và vai trò của năng lượng tái tạo đối với sự phát triển bền vững.
• Trình bày được một số công nghệ thu năng lượng tái tạo cơ bản: năng lượng mặt trời, năng lượng gió, năng lượng sinh khối, thủy điện, năng lượng địa nhiệt, năng lượng sóng/thủy triều.

2. Năng lực

Năng lực chung: 

• Năng lực Tự học & Tự chủ: Chủ động tìm kiếm thông tin, nghiên cứu các mô hình công nghệ thu năng lượng tái tạo.
• Năng lực Giao tiếp & Hợp tác: Thảo luận nhóm, phân công nhiệm vụ và hợp tác thực hiện dự án thiết kế mô hình máy phát điện gió.

Năng lực riêng: 

• Phân biệt được năng lượng tái tạo và không tái tạo.
• Thảo luận, đề xuất, chọn phương án đề xuất được phương án chế tạo một mô hình đơn giản thu năng lượng tái tạo.
• Chế tạo được 1 sản phẩm thu năng lượng tái tạo từ những vật dụng tái chế.

Năng lực số:

• 2.1.NC1a (Tương tác thông qua công nghệ số - Bắt buộc): HS sử dụng các nền tảng số (Padlet, Mentimeter, Zalo nhóm, Google Forms) để bình chọn, gửi ý kiến thảo luận, nộp báo cáo và đánh giá đồng đẳng.
• 2.4.NC1a (Hợp tác thông qua công nghệ số): HS phân công nhiệm vụ và đồng biên tập báo cáo dự án nhóm trực tuyến trên Google Docs / Google Slides / Canva.
• 3.1.NC1a (Sáng tạo nội dung số): HS sử dụng các công cụ số (Canva, CapCut, PowerPoint) thiết kế Infographic phân loại nguồn NLTT, video clip thử nghiệm mô hình và bài trình chiếu báo cáo dự án.

Năng lực AI:

• 10.C4.MR1 (Phân tích các dạng dữ liệu huấn luyện AI): HS phân tích các dạng dữ liệu (số liệu bức xạ mặt trời, tốc độ gió, nhiệt độ nước biển, hình ảnh nhiệt tấm pin...) được sử dụng để huấn luyện mô hình AI dự báo sản lượng NLTT và tự động tối ưu góc hứng nắng/hướng gió.
• 10.C2.MR2 (Sử dụng các ứng dụng AI trong học tập): HS sử dụng Chatbot AI (ChatGPT/Claude/Copilot) làm trợ lý học tập để tham khảo gợi ý thiết kế mô hình máy phát điện gió tự chế và giải thích thuật ngữ chuyên ngành dưới sự thẩm định của con người.

3. Phẩm chất

• Có sự hiểu biết, yêu thích và hứng thú với vật lí học. 
• Tích cực tìm tòi, sáng tạo trong học tập, có ý thức vượt qua khó khăn để đạt kết quả tốt trong học tập. 

II. THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU

1. Đối với giáo viên

• SGK, Sách chuyên đề học tập Vật lí 10, SGV, Kế hoạch bài dạy.
• Máy tính, máy chiếu (nếu có).
• Video AI được tạo bằng các công cụ AI để khởi động bài học.

2. Đối với học sinh

• Sách chuyên đề học tập Vật lí 10, dụng cụ học tập.
• Tìm hiểu về năng lượng tái tạo và một số công nghệ thu mua năng lượng tái tạo.
• Máy tính/điện thoại thông minh kết nối Internet.

III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC

1. HOẠT ĐỘNG KHỞI ĐỘNG

a. Mục tiêu: Tạo hứng thú, khơi gợi sự kích thích, tò mò của HS. 

b. Nội dung: GV tổ chức trò chơi nhà phân tích công nghệ tương lai cho HS 

c. Sản phẩm học tập: HS xác định được vấn đề cần tìm hiểu của bài học 

d. Tổ chức thực hiện:

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV tổ chức trò chơi nhà phân tích công nghệ tương lai: Thành lập mỗi nhóm 4 HS thảo luận theo hình thức “Khăn trải bàn” trong 10 phút để so sánh về ưu điểm, nhược điểm sử dụng các phương tiện giao thông đường bộ, đường không dùng năng lượng mặt trời và năng lượng hóa thạch 

- GV mời 2 nhóm trình bày nhanh, các nhóm khác nhận xét, góp ý 

à Cần khai thác năng lượng Mặt Trời hay năng lượng tái tạo thay vì sử dụng năng lượng hóa thạch 

- GV yêu cầu xem video AI được thiết kế để phục vụ bài dạy.

- GV yêu cầu HS trả lời câu hỏi xuất hiện trong video đó.

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS tiếp nhân, thực hiện nhiệm vụ.    

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- HS so sánh ưu nhược điểm sử dụng các phương tiện giao thông đường bộ, đường không dùng năng lượng mặt trời và năng lượng hóa thạch.

Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập 

- GV dựa trên câu trả lời của HS dẫn dắt vào chủ đề mới. Sự phát triển của kinh tế - xã hội đòi hỏi ngày càng nhiều năng lượng kéo theo sự biến đổi khí hậu và ô nhiễm môi trường đang tăng theo. Ngày càng xuất hiện nhiều dự án năng lượng tái tạo. Làm thế nào để khai thác được nguồn năng lượng tái tạo thay thế năng lượng hóa thạch? Chúng ta cùng tìm hiểu trong bài học ngày hôm nay:Bài 10. Năng lượng tái tạo và một số công nghệ thu năng lượng tái tạo 

[2.1.NC1a: HS sử dụng công nghệ số (quan sát video AI và tương tác với câu hỏi trên màn hình) để tương tác với nội dung bài học.]

2. HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC

Hoạt động 1: Tìm hiểu về năng lượng tái tạo và năng lượng không tái tạo; vai trò của năng lượng tái tạo 

a. Mục tiêu: Thông qua hoạt động, HS nêu được đặc điểm của năng lượng tái tạo và không tái tạo, các ưu điểm và tính bền vững của việc khai thác năng lượng tái tạo.   

b. Nội dung: GV tổ chức cho HS tìm hiểu mục I, II, nghiên cứu, trình bày và thảo luận trả lời câu hỏi theo nhóm

c. Sản phẩm học tập: HS trình bày về năng lượng tái tạo và năng lượng không tái tạo; vai trò của năng lượng tái tạo.

d. Tổ chức hoạt động:

…………………………………………..

…………………………………………..

…………………………………………..

Hoạt động 2: Thực hiện dự án về năng lượng tái tạo 

a. Mục tiêu: Thực hiện được dự án học tập về năng lượng tái tạo: Đặc điểm, quá trình chuyển hóa và phương án khai thác nguồn năng lượng tái tạo.

b. Nội dung: 

- GV trình bày ngắn gọn về 6 loại năng lượng như mục III SGK 

- GV chia HS thành 8 nhóm làm dự án về khai thác năng lượng tái tạo theo gợi ý 

c. Sản phẩm học tập: 

- Bài báo cáo của HS về dự án khai thác năng lượng tái tạo 

d. Tổ chức hoạt động:

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS	DỰ KIẾN SẢN PHẨM	NLS/AI
Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập - GV chiếu một số hình ảnh về mô hình máy phát điện gió, mặt trời, thủy điện, bếp mặt trời, bình nước nóng mặt trời, nhà máy điện thủy triều, nhà máy điện sóng biển để gợi ý cho HS lựa chọn dự án thực hiện Máy phát điện gió Máy phát điện mặt trời Nhà máy thủy điện Bếp mặt trời Bình nước nóng mặt trời Nhà máy điện thủy triều - GV yêu cầu HS 1 trong 6 chủ đề để thực hiện dự án khai thác năng lượng tái tạo  Gợi ý nội dung :  Tên dự án Đặc điểm nguồn năng lượng Quá trình chuyển hóa năng lượng Phương án khai thác nguồn năng lượng Khai thác năng lượng dòng nước để sản xuất điện       Khai thác năng lượng sinh học làm biogas , sản xuất xăng sinh học       Khai thác năng lượng điện mặt trời       Khai thác năng lượng nhiệt mặt trời       Khai thác năng lượng gió       Khai thác năng lượng sóng biển để sản suất điện       Khai thác năng lượng địa nhiệt để sản xuất điện       Khai thác năng lượng địa nhiệt  làm du lịch bể bơi, nước nóng       - Lưu ý : Báo cáo đa phương tiện trên Google Slides / Canva. - GV yêu cầu các nhóm hợp tác trực tuyến đồng biên tập bài trình chiếu. Sử dụng AI để tìm kiếm thông tin và phân tích dạng dữ liệu huấn luyện AI trong hệ thống NLTT. Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập - HS thảo luận nhóm, thực hiện dự án về khai thác năng lượng tái tạo.  - HS ghi chép lại nhiệm vụ cần chuẩn bị và thực hiện trong tiết học sau.  - GV hướng dẫn, hỗ trợ HS (nếu cần thiết). Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận - HS gửi file trình chiếu mục III/ IV/V cho GV trước tiết học tiếp theo  Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập - GV đánh giá, nhận xét, chuẩn kiến thức, chuyển sang nội dung mới.	Sản phẩm bài trình chiếu Canva/Slides hoàn chỉnh.	[3.1.NC1a]:  HS thiết kế Infographic sơ đồ nguyên lý các công nghệ thu NLTT. [10.C4.MR1]:  HS phân tích các dạng dữ liệu (bức xạ mặt trời, tốc độ gió, độ ẩm) dùng để huấn luyện mô hình AI dự báo sản lượng điện.

Hoạt động 3: Trình bày dự án khai thác năng lượng tái tạo 

a. Mục tiêu: HS nêu được một cách thu năng lượng tái tạo cơ bản và thực hiện được một số mô hình đơn giản thu năng lượng tái tạo. 

b. Nội dung: GV tổ chức cho các nhóm báo cáo kết quả tìm hiểu về khai thác năng lượng tái tạo

c. Sản phẩm học tập: HS trình bày bài báo cáo các nội dung đã chuẩn bị 

d. Tổ chức hoạt động:

…………………………………………..

…………………………………………..

…………………………………………..

3. HOẠT ĐỘNG LUYỆN TẬP

a) Mục tiêu: Học sinh củng cố lại kiến thức đã học.

b) Nội dung: HS vận dụng các kiến thức của bài học và kiến thức hiểu biết SGK, trả lời câu hỏi.

c) Sản phẩm học tập: HS trả lời được các câu hỏi GV đưa ra dựa trên kiến thức đã được tìm hiểu.

d) Tổ chức thực hiện: 

Nhiệm vụ 1: Trả lời câu hỏi trắc nghiệm

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV tổ chức trò chơi trắc nghiệm trên trang web kenhhoctap.edu.vn để củng cố toàn bài.

- GV cung cấp mã QR hoặc đường Links cho HS chơi và làm bài tập:

Câu 1. Phát biểu nào sau đây đúng khi nói về năng lượng tái tạo?

A. Là năng lượng khi sử dụng sẽ cạn kiệt ngay trong thời gian ngắn.

B. Là năng lượng không thể phục hồi sau khi dùng.

C. Là năng lượng có thể được bổ sung liên tục và không bị cạn kiệt trong thời gian con người sử dụng.

D. Chỉ bao gồm năng lượng hạt nhân và than đá.

Câu 2. Nguồn năng lượng nào sau đây không phải là năng lượng tái tạo?

A. Năng lượng mặt trời.

B. Năng lượng gió.

C. Than đá.

D. Năng lượng thủy triều.

Câu 3. …………………………………………..

…………………………………………..

…………………………………………..

- GV sử dụng ứng dụng kenhhoctap.edu.vn để tham khảo và cho sinh làm trắc nghiệm online.

Bước 2: HS tiếp nhận, thực hiện nhiệm vụ

- HS vận dụng kiến thức đã học để trả lời câu hỏi.

- GV hướng dẫn, hỗ trợ HS (nếu cần thiết).

Bước 3: Báo cáo kết quả đánh giá hoạt động, thảo luận

- GV mời đại diện HS trả lời câu hỏi:

- GV mời đại diện HS khác nhận xét, nêu ý kiến (nếu có đáp án khác). 

Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập

- GV đánh giá, nhận xét, chốt đáp án.

- GV chuyển sang nhiệm vụ mới.

[2.1.NC1a: HS sử dụng được công nghệ số để tương tác và phản hồi kiến thức nhanh chóng]

Nhiệm vụ 2: Trả lời câu hỏi tự luận

Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ: 

- GV trình chiếu lần lượt các câu hỏi:

Câu 1: Em hãy kể tên một số dạng nhiên liệu hóa thạch và giải thích tại sao nguồn nhiên liệu này lại là nguồn năng lượng không tái tạo?

Câu 2: Tìm hiểu mô hình cánh quạt tuabin gió và nhận xét ưu điểm và nhược điểm của tuabin gió trục đứng và tuabin gió trục ngang?

Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ: 

- HS thảo luận nhóm đôi, hoàn thành các bài tập GV yêu cầu.

- GV quan sát và hỗ trợ.

Bước 3: Báo cáo, thảo luận: 

GV mời đại diện 2 – 3 HS chia sẻ ý kiến.

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 :

Câu 1. 

- Một số dạng nhiên liệu hóa thạch:Than đá; Dầu mỏ ; khí tự nhiên 

- Nguồn nhiên liệu này là nguồn năng lượng không thể tái tạo vì chúng không thể được bổ sung, làm lại trong một thời gian ngắn mà phải mất hàng triệu năm mới có thể hình thành.

Câu 2. 

4. HOẠT ĐỘNG VẬN DỤNG

a) Mục tiêu: HS củng cố, các kiến thức đã học trong bài thông qua bài tập vận dụng.

b) Nội dung: GV chiếu nhiệm vụ, HS thực hiện nhiệm vụ theo nhóm tại nhà.

c) Sản phẩm: Mô hình thu năng lượng tái tạo.

d) Tổ chức thực hiện: 

…………………………………………..

…………………………………………..

…………………………………………..