Dân số thế giới tăng nhanh. Tình trạng ô nhiễm môi trường ngày một nghiêm trọng. Thế giới đang “Khát” nguồn năng lượng cho tương lai đủ sạch, năng suất cao, đỡ tốn kém và đảm bảo bền vững. Vì vậy, nhu cầu bức thiết hiện nay là nghiên cứu, tìm tòi ra các nguồn năng lượng thay thế mới đáp ứng được nhu cầu trên. Qua giáo án STEM Hóa học này, người học hiểu sẽ được tầm quan trọng của năng lượng trong cuộc sống và thay đổi suy nghĩ, hành vi trong việc sử dụng năng lượng và bảo vệ môi trường.
Chuyên đề STEM liên quan: STEM Hóa học – Năng lượng Sinh học – Sinh học – Hóa học – Sinh thái học – Kỹ thuật – Năng lượng tái tạo
Bậc học: THCS (Lớp 6-8)
Mục tiêu chính
Thông qua bài học, người học sẽ có cái nhìn nhận đúng đắn về tầm quan trọng của năng lượng cho tương lai đối với mọi mặt đời sống. Họ có thể nhận biết được các loại nguyên liệu thô và tiềm năng của chúng khi dùng để sản xuất nhiên liệu.
Người học hiểu được rằng các quyết định về năng lượng bị ảnh hưởng bởi những yếu tố kinh tế, các nhân tố môi trường và xã hội. Và ngược lại an ninh, kinh tế, xã hội cũng bị ảnh hưởng bởi nguồn năng lượng được sử dụng. Đặc biệt là môi trường.
Kiến thức tích hợp
Các khái niệm liên quan
- Nền kinh tế – Hệ thống sản xuất, phân phối và tiêu thụ hàng hóa và dịch vụ.
- Môi trường – Môi trường xung quanh hoặc một hệ sinh thái trong đó có người, động vật hoặc thực vật sinh sống.
- Xã hội – Một nhóm người, cộng đồng hoặc quốc gia có chung lợi ích, thể chế, hoặc văn hóa.
- Bền vững – Ý chỉ sự duy trì. Trong Năng lượng bền vững là những loại năng lượng có năng suất lớn đáp ứng “dư dả” nhu cầu sử dụng và những vấn đề phát sinh (ví dụ ảnh hưởng đến môi trường) nằm trong tầm kiểm soát.
- Nguyên liệu thô – Là các loại nguyên liệu được sử dụng trong sản xuất hoặc chế biến.
- Nhiên liệu – Vật chất chẳng hạn như xăng, dầu, khí…đảm nhiệm vai trò cung cấp năng lượng cho các hoạt động sống.
Bảng so sánh năng lượng cho tương lai với 2 nguồn nguyên liệu thô khác nhau học tại Anh
|
Năng lượng sinh học có nguồn gốc từ dầu mỏ |
Năng lượng sinh học có nguồn gốc tự nhiên |
|
| Giá tại trạm nhiên liệu | $ 3,52 mỗi gallon | $ 3,24 mỗi gallon |
| Giá cho mỗi đơn vị năng lượng | $ 30,52 mỗi triệu BTU | $ 39,69 mỗi triệu BTU |
| Khoảng cách bố trí trạm Nhiên liệu | 30.4 dặm | 24 dặm |
| Chỉ dùng được cho xe có động cơ phù hợp? | Không cần thiết | Cần thiết |
| Nguyên liệu sử dụng | Dầu mỏ | Đường mía |
| Loại nhiên liệu thành phẩm | Xăng thường | Ethanol (E85) |
Hướng dẫn hoạt động
Phần 1: Nắm vững lý thuyết
Bước 1: Người dạy sẽ sưu tầm các hình ảnh hoặc ví dụ về các loại nguyên liệu thô khác nhau như: bắp ngô, mía, gỗ… cho người học xem. Nhiệm vụ của người học là thảo luận và đoán xem mỗi loại nguyên liệu sẽ cho ra loại năng lượng gì và có thể chuyển đổi thành loại nhiên liệu nào, ở dạng gì (rắn, lỏng, khí).
Bước 2: Người dạy sẽ xác nhận suy đoán của người học bằng các minh chứng cụ thể về các loại nguyên liệu đó có thể được sản xuất thành nhiên liệu nào được sử dụng trong cuộc sống. Giới thiệu các loại nhiên liệu đang được sử dụng nhiều nhất trong giao thông vận tải là: xăng, dầu. Và năng lượng sạch, bền vững, ít tốn kém đang là “đích đến” của năng lượng cho tương lai.
Bước 3: Người dạy giải thích nhiệm vụ của người học là đánh giá tính bền vững của các loại nguyên liệu thô được sử dụng để sản xuất ra nhiên liệu dùng trong giao thông vận tải. Và người học phải phân tích được tác động của loại nguyên liệu đó khi được dùng làm nhiên liệu đối với các lĩnh vực kinh tế, môi trường và xã hội.
Bước 4: Chỉ rõ và hướng dẫn cho người học biết rằng, khi đánh giá tính bền vững của mỗi một nguyên liệu thô để làm năng lượng, chúng ta phải nhìn nhận toàn diện về “điểm cộng/ trừ” từ khi khai thác nguyên liệu đến khâu sản xuất, tiêu thụ và khi sử dụng trong thực tế.
Phần 2: Thực hành
Bước 1: Chia lớp thành các nhóm nhỏ (4- 5 người/ nhóm). Mỗi bạn sẽ nhận được một giấy ghi chú, mỗi người sẽ ghi vào đó quan điểm của chính mình về việc sản xuất hoặc tiềm năng phát triển của một nguyên liệu thô cụ thể.
Bước 2: Sau khi hoàn thành, mỗi bạn sẽ chia quan điểm cá nhân trên giấy ghi chú cho cả nhóm. Cả nhóm sẽ tiến hành hoạt động bảo vệ quan điểm và phản biện.
Bước 3: Sau đó, cả nhóm sẽ thảo luận cùng nhau và đưa ra tổng kết về tác động của việc khai thác tài nguyên, năng lượng cho tương lai sẽ quyết định hạnh phúc lâu dài của con người và môi trường sống như thế nào. Bên cạnh đó, các thành viên cũng thống nhất ý kiến về ưu và nhược điểm của mỗi nguồn nguyên liệu thô, nên hay không khai thác tiếp nguồn nguyên liệu này? Ghi lại câu trả lời.
Bước 4: Chia sẻ quan điểm của từng nhóm trước lớp.
Bước 5: Người dạy sẽ phát tài liệu có thông tin và tính bền vững về một loại nguyên liệu thô cụ thể. Mỗi nhóm sẽ là một nguyên liệu thô khác nhau.
Bước 6: Các thành viên trong nhóm sẽ cùng thảo luận các thông tin của loại nguyên liệu thô của nhóm với nhau. Sau đó mỗi nhóm sẽ lên trình bày quan điểm về tính bền vững và vai trò của loại nguyên liệu thô mà nhóm phân tích trước lớp. Các nhóm khác có quyền đặt câu hỏi và phản biện.
Câu hỏi
- Tính bền vững là gì và nó liên quan như thế nào đến nhiên liệu?
- Loại năng lượng có nguồn gốc nguyên liệu thô nào có tính bền vững cao nhất/ thấp nhất? Tại sao?
- Điều gì thúc đẩy con người tìm kiếm và sản xuất nhiên liệu? Người tiêu dùng sẽ có vai trò như thế nào?
- Bên cạnh việc tạo ra các nguồn nhiên liệu thay thế để đảm bảo nhu cầu sử dụng năng lượng cho tương lai, thì chúng ta có thể làm gì sử dụng hiệu quả nhiên liệu và bảo vệ được môi trường?
- Việc lựa chọn nguồn năng lượng cho tương lai có tính bền vững cao sẽ ảnh hưởng như thế nào đến xã hội, môi trường, kinh tế? Cụ thể:
Xã hội
- Cuộc sống của mọi người bị ảnh hưởng như thế nào?
- Văn hóa bị ảnh hưởng ra sao?
- Việc phân chia năng lượng có công bằng không?
Môi trường
- Các cơ động vật sống bị ảnh hưởng như thế nào?
- Không khí, nước và đất bị ảnh hưởng như thế nào?
- Môi trường sẽ bị ảnh hưởng lâu dài như thế nào?
Kinh tế
- Nền kinh tế địa phương, quốc gia và quốc tế bị ảnh hưởng như thế nào?
- Chi phí và lợi ích là gì?
- Có lợi ích kinh tế lâu dài cho người dân và cộng đồng không?
Các yếu tố tác động đến tính bền vững của năng lượng cho tương lai.
Các thách thức
- Người học phải có kiến thức và hiểu biết về các loại nguyên liệu thô, nhiên liệu đang sử dụng trong thực tế từ đó mới đưa ra được luận điểm đúng đắn và bảo vệ được quan điểm của mình.
- Việc đánh giá tính bền vững của một nguyên liệu thô buộc người học phải có cái nhìn toàn diện từ khâu khai thác đến khi đưa vào sử dụng của loại nguyên liệu này.
- Để hiểu rõ về tầm quan trọng và tác động của năng lượng đối với kinh tế, xã hội, môi trường thì người học cũng phải có hiểu biết về tình trạng hiện nay của kinh tế, môi trường, xã hội.
Tiêu chí đánh giá
- Người học hiểu rõ được các khái niệm liên quan.
- Biết được một số nguyên liệu thô sử dụng để sản xuất nhiên liệu dùng cho giao thông vận tải.
- Phân tích và so sánh được ưu/ nhược điểm cũng như tiềm năng của một số nguyên liệu thô tiêu biểu được dùng trong sản xuất năng lượng cho tương lai.
Quan sát kết quả thực hành
Người học được giảng dạy và hướng dẫn để đưa ra quan điểm cá nhân dựa trên những kiến thức mình có. Sau đó, việc tháo luận và thống nhất ý kiến với nhóm, lớp sẽ củng cố và mở rộng kiến thức với tính đúng đắn cao. Thông qua bài học, người học có thể đúc kết được hiểu biết và có thể thay đổi tư duy, hành vi các nhân để góp phần sử dụng năng lượng hiệu quả và lựa chọn nhiên liệu thân thiện với môi trường.
Sylvan Learning Việt Nam hy vọng với giáo án STEM môn Hóa trên sẽ giúp người học có cái nhìn tổng quan về vấn đề “bức thiết” năng lượng cho tương lai. Không chỉ cung cấp những kiến thức cần thiết mà qua bài học, người học sẽ biết tự điều chỉnh bản thân và khuyến khích người xung quanh chung tay sử dụng năng lượng hiệu quả, bảo vệ môi trường.
HẤP THU KIẾN THỨC, CHỦ ĐỘNG HỌC TẬP