Giáo án NLS chuyên đề Vật lí 10 Bài 2: Giới thiệu các lĩnh vực nghiên cứu trong Vật lí học

Ngày soạn:…/…/…

Ngày dạy:…/…/…

BÀI 2: GIỚI THIỆU CÁC LĨNH VỰC 
NGHIÊN CỨU TRONG VẬT LÍ HỌC (4 TIẾT)

I. MỤC TIÊU

1. Về kiến thức

Sau bài học này, HS sẽ:

• Nêu được đối tượng nghiên cứu, liệt kê được một vài mô hình lí thuyết đơn giản, một số phương pháp thực nghiệm của một số lĩnh vực chính của vật lí hiện đại (Vật lí thiên văn và vũ trụ học; Vật lí hạt cơ bản và năng lượng cao; Vật lí nano; Vật lí Laser; Vật lí bán dẫn; Vật lí y sinh).
• Thảo luận, đề xuất, chọn phương án và 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: Chủ động tìm tòi, khám phá tư liệu trên Internet và các ứng dụng số về các lĩnh vực nghiên cứu trong Vật lí học.
• Năng lực giao tiếp và hợp tác: Trình bày, thảo luận, phân công nhiệm vụ nhóm và lắng nghe phản hồi khi báo cáo sản phẩm chuyên đề.
• Năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo: Lập kế hoạch nghiên cứu, thiết kế sản phẩm báo cáo đa phương tiện (sơ đồ tư duy, slide trình chiếu) giải quyết các câu hỏi trong phiếu học tập.

Năng lực riêng: 

• Nhận thức vật lí: Nêu được đối tượng nghiên cứu và liệt kê các mô hình lí thuyết đơn giản, các phương pháp thực nghiệm của một số lĩnh vực của vật lí hiện đại.
• Tìm hiểu thế giới tự nhiên dưới góc độ vật lí: Thu thập thông tin, phân tích các ứng dụng công nghệ hiện đại xuất phát từ các phát minh vật lí.

Năng lực số:

• 2.1.NC1a: Tương tác thông qua công nghệ số - HS biết sử dụng các công cụ số (Padlet, Google Drive, Zalo nhóm) để trao đổi thông tin, gửi báo cáo và phản hồi bài làm giữa các thành viên.
• 1.1.NC1b: Tìm kiếm, khai thác thông tin trên môi trường số - HS áp dụng kỹ thuật tìm kiếm nâng cao (từ khóa chuẩn xác) để thu thập dữ liệu, video, hình ảnh về 6 lĩnh vực nghiên cứu vật lí hiện đại.
• 2.4.NC1a: Hợp tác thông qua công nghệ số - HS lựa chọn và tổ chức các công cụ cộng tác trực tuyến (Google Docs, Canva) để phân công công việc, tổng hợp sản phẩm nhóm hiệu quả.
• 3.1.NC1a: Sáng tạo nội dung số - HS sử dụng các phần mềm số (Canva, Xmind, PowerPoint) để thiết kế sơ đồ tư duy, bài trình chiếu đa phương tiện giới thiệu lĩnh vực vật lí được phân công.

Năng lực AI:

• 10.C2.1: Xác định các vấn đề thực tế có thể ứng dụng AI - HS nhận diện và phân tích được ví dụ về các vấn đề thực tế trong các lĩnh vực vật lí hiện đại có sự hỗ trợ của AI (như AI xử lý dữ liệu thiên văn, AI trong chẩn đoán vật lí y sinh, AI thiết kế vật liệu nano/bán dẫn).
• 10.C3.1: Mô tả các yêu cầu để đưa ra prompt phù hợp - HS mô tả và thực hành xây dựng câu lệnh (prompt) rõ ràng, đầy đủ ngữ cảnh để yêu cầu AI gợi ý cấu trúc báo cáo, tóm tắt mô hình lý thuyết vật lí.
• 10.A1.1: Xác định vai trò của con người trong hệ thống AI - HS thực hành xác định và thể hiện vai trò quyết định, kiểm soát của con người khi sử dụng Chatbot AI làm trợ lý học tập; biết đối chiếu, bổ sung kiến thức chuyên môn và chịu trách nhiệm về sản phẩm cuối cùng.

3. Phẩm chất

• Có sự hiểu biết, yêu thích và hứng thú với Vật lí học và các ứng dụng khoa học công nghệ tiên tiến.
• Trung thực, có trách nhiệm và tuân thủ đạo đức khi khai thác, trích dẫn nguồn thông tin số và sử dụng công cụ AI 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, KHBD.
• Các đoạn video về thí nghiệm vật lí hoặc các hiện tượng vật lí thú vị, các phát minh, sáng chế lấy trên internet. 
• Máy tính, máy chiếu (nếu có).
• Video AI được tạo bằng các công cụ AI để khởi động bài học.
• Không gian làm việc số (Padlet/Google Classroom/Zalo nhóm), câu lệnh mẫu (prompt) gợi ý cho HS.

2. Đối với học sinh

• Sách chuyên đề học tập Vật lí 10, dụng cụ học tập.
• Ứng dụng thiết kế số (Canva/Xmind/PowerPoint) và tài khoản Chatbot AI (ChatGPT/Claude/Copilot).

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 cho HS xem các hình ảnh về một số lĩnh vực nghiên cứu của Vật lí, HS quan sát hình ảnh và trả lời câu hỏi.

c. Sản phẩm học tập: Câu trả lời của HS về các lĩnh vực nghiên cứu của Vật lí.

d. Tổ chức thực hiện:

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- 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.

- GV cho HS tìm hiểu về các lĩnh vực như: Vật lí thiên văn và vũ trụ học; Vật lí hạt và năng lượng cao; Vật lí nano; Vật lí laser; Vật lí bán dẫn; Vật lí sinh học. 

- GV đặt vấn đề: Các lĩnh vực nghiên cứu của Vật lí học là gì? Các nhà khoa học trong các lĩnh vực vật lí nghiên cứu như thế nào?

Bước 2: HS tiếp nhận, thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS vận dụng kiến thức bản thân để trả lời câu hỏi.

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

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

- GV mời đại diện HS trình bày câu trả lời.

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

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

- GV nhận xét, đánh giá, chuẩn kiến thức.

- GV dẫn dắt vấn đề: Trước đây, Vật lí được coi là một ngành của Triết học tự nhiên. Cho đến thế kỉ XIX, Vật lí đã tách ra trở thành một nhành khoa học riêng và có những đóng góp quan trọng trong sự tiến bộ của khoa học và công nghệ nhờ sự phát triển của các lĩnh vực nghiên cứu trong vật lí hiện đại. Chuyên đề này nghiên cứu một số lĩnh vực như: Vật lí thiên văn và vũ trụ học; Vật lí hạt và nnawg lượng cao; Vật lí nano; Vật lí laser; Vật lí bán dẫn; Vật lí sinh học . Chúng ta cùng vào Bài 2: Giới thiệu các lĩnh vực nghiên cứu trong vật lí học. 

[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.]

TIẾT 1

2. HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC

Hoạt động 1: Tìm hiểu một số thành tựu của vật lí hiện đại.

a. Mục tiêu: Thông qua hoạt động, HS nói lên hiểu biết của mình về một số thành tựu của vật lí hiện đại như: Khám phá hỏa tinh, phát minh ra laser.   

b. Nội dung: GV tổ chức cho HS thảo luận và trả lời câu hỏi.

c. Sản phẩm học tập: 

- HS ghi được vào vở các thành tựu nổi bật của vật lí hiện đại.

- HS tiến hành thảo luận dưới sự hướng dẫn của GV. 

d. Tổ chức hoạt động:

…………………………………………..

…………………………………………..

…………………………………………..

Hoạt động 2: Hướng dẫn HS lập kế hoạch tìm hiểu các lĩnh vực nghiên cứu của vật lí học

a. Mục tiêu: Thông qua hoạt động nhóm, HS tìm hiểu được các lĩnh vực nghiên cứu của Vật lí học.

b. Nội dung: GV tổ chức cho HS thảo luận, tìm hiểu các tài liệu trên internet về các lĩnh vực:

• Vật lí thiên văn và vũ trụ học.
• Vật lí hạt cơ bản và năng lượng cao.
• Vật lí nano.
• Vật lí laser.
• Vật lí bán dẫn.
• Vật lí ý sinh.

c. Sản phẩm học tập: 

- HS phát biểu các lĩnh vực nghiên cứu của Vật lí học.

- HS thảo luận theo nhóm, trình bày một hiểu biết về các lĩnh vực của vật lí.

d. Tổ chức hoạt động:

Phiếu học tập số 1 : Vật lí thiên văn và vũ trụ học

Câu 1 : Em hiểu thế nào là thiên văn học? Thiên văn học nghiên cứu những vấn đề gì? Bạn có cảm thấy hứng thú với chủ đề này không? Hãy chia sẻ những hiểu biết của bạn về thiên văn học và vũ trụ ? Câu 2 : Thiên văn học là một phần của Vật lí học. Vậy mục tiêu của thiên văn học là gì ? Phương pháp nghiên cứu của ngành thiên văn học ?  Câu 3: Hãy nêu các lý thuyết, thực nghiệm mà các nhà khoa học đã tiến hành trước đây để nghiên cứu thiên văn và những thành tựu của sự nghiên cứu đó ? Câu 4: Hãy nêu và minh họa các hướng nghiên cứu chủ yếu của Vật lí thiên văn và vũ trụ học hiện nay ?  Câu 5: Tìm hiểu trên Internet và cho biết một số sự kiện trong khám phá vũ trụ gần đây?

Phiếu học tập số 2 : Vật lí hạt cơ bản và năng lượng cao

Câu 1: Nên quá trình hình thành và phát triển ý tưởng “vật chất được tạo bởi các hạt nhỏ bé, không phân chia được” ? Câu 2: Đối tượng nghiên cứu của vật lý hạt cơ bản là gì ? Các hạt cơ bản cấu tạo nên vật chất được phân loại như thế nào ? Nêu các loại tương tác cơ bản? Câu 3: Các nhà khoa học đã đưa ra các mô hình lý thuyết nào để nghiên cứu vật lý hạt ? Các mô hình đó được phát triển dựa trên phương pháp thực nghiệm nào, và những thành tựu của nó? Câu 4: Hãy nêu và minh họa những tiềm năng của ngành vật lý hạt nhân?

Phiếu học tập số 3 : Vật lí nano

Câu 1: Vật liệu nano ? Tại sao các vật liệu có kích cỡ lại có những tính chất khác biệt?  Câu 2: Các nhà khoa học nghiên cứu vật liệu nano như thế nào? Câu 3: Một số ứng dụng của vật liệu nano?

…………………………………………..

…………………………………………..

…………………………………………..