Báo cáo tổng kết đề tài - Xây dựng tiến trình dạy học theo mô hình dạy học dựa trên vấn đề ở một số nội dung phần Vật lí hạt nhân nhằm phát triển tư duy sáng tạo cho sinh viên

Vật lí hạt nhân nhằm phát triển tư duy sáng tạo cho sinh viên. 2. Chủ nhiệm đề tài: ThS Nguyễn Thị Thanh Huyền. Mã số: 3. Danh sách cán bộ tham gia chính: 4. Nội dung chính: • Nghiên cứu cơ sở lí luận của dạy hoc dựa trên vấn đề, dạy học phát triển tư duy sáng tạo. • Điều tra thực trạng của việc dạy và học nội dung phần VLHN cho SV khối kĩ thuật ở trường Đại học BR-VT. • Phân tích nội dung kiến thức “Phân rã phóng xạ” trong phần VLHN. • Thiết kế tiến trình dạy học kiến thức “Phân rã phóng xạ” theo kiểu dạy học dựa trên vấn đề. 5. Kết quả đạt được: • Nghiên cứu cơ sở lí luận của dạy hoc dựa trên vấn đề, dạy học phát triển tư duy sáng tạo. • Điều tra thực trạng của việc dạy và học nội dung phần VLHN cho SV khối kĩ thuật ở trường Đại học BR-VT. • Phân tích nội dung kiến thức “Phân rã phóng xạ” trong phần VLHN. • Thiết kế tiến trình xây dựng kiến thức “Phân rã phóng xạ” theo kiểu dạy học dựa trên vấn đề. • Xây dựng tình huống cho vấn đề cần nghiên cứu. • Thiết kế tiến trình dạy học “Phân rã phóng xạ” theo kiểu dạy học dựa trên vấn đề. 6. Thời gian nghiên cứu: 06 tháng, từ T3 - T9 năm 2018 Chủ nhiệm đề tài Nguyễn Thị Thanh Huyền MỤC LỤC Danh mục những từ viết tắt 3 Mở đầu 4 1. Lí do chọn đề tài 4 2. Mục đích nghiên cứu 6 3. Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu 6 4. Giả thuyết khoa học 6 5. Nhiệm vụ nghiên cứu 6 6. Phương pháp nghiên cứu 7 Chương 1. Tổng quan về vấn đề nghiên cứu 8 1.1 Các nghiên cứu trong và ngoài nước về dạy học dựa trên vấn đề 8 1.2 Các nghiên cứu về tư duy sáng tạo 11 Chương 2. Cơ sở lí luận và thực tiễn về tổ chức dạy học dựa trên vấn đề 15 2.1 Một số định nghĩa về dạy học dựa trên vấn đề 15 2.2 Mục tiêu chung của dạy học dựa trên vấn đề 17 2.2.1 Mục tiêu môn học cụ thể và liên môn 17 2.2.2 Mục tiêu quy trình và học tập 17 2.2.3 Mục tiêu đối với GV 18 2.3 Mục tiêu của dạy học Vật lí sử dụng PBL 18 2.4 Đặc trưng cơ bản của PBL 19 2.5 Các đặc trưng của một vấn đề tốt 23 2.5.1 Xây dựng vấn đề dựa vào kiến thức có liên quan đến bài học 23 2.5.2 Người học tự tìm tòi để xác định thông tin nhằm giải quyết vấn đề 24 2.5.3 Thảo luận nhóm là hoạt động cốt lõi 24 2.5.4 GV có vai trò hỗ trợ 25 2.5.5 Kiến thức mang tính liên môn và quan hệ với môi trường thực tế 25 2.6 Điều tra thực trạng dạy và học nội dung kiến thức phần VLHN 26 Chương 3. Xây dựng tiến trình dạy học theo mô hình dạy học dựa trên 30 vấn đề ở một số nội dung phần VLHN nhằm phát triển tư duy sáng tạo 1 cho SV 3.1 Nội dung kiến thức chương “Phân rã phóng xạ” 30 3.2 Thiết kế tiến trình dạy học chương “Phân rã phóng xạ” 31 3.2.1 Mục tiêu dạy học 31 3.2.2 Xây dựng tình huống có vấn đề 32 3.2.3 Tiến trình xây dựng kiến thức “Hiện tượng phóng xạ” 47 3.2.4 Tiến trình xây dựng kiến thức “Các loại tia phóng xạ và bản chất của 48 các tia phóng xạ” 3.2.5 Tiến trình xây dựng kiến thức “Định luật phóng xạ. Độ phóng xạ” 49 3.2.6 Tiến trình xây dựng kiến thức “Đồng vị phóng xạ và các ứng dụng” 50 3.2.7 Tiến trình dạy học nội dung kiến thức chương “Phân rã phóng xạ” 51 Kết luận và kiến nghị 61 Tài liệu tham khảo 62 Các công trình khoa học đã công bố 63 Phụ lục 64 2 DANH MỤC NHỮNG TỪ VIẾT TẮT Giảng viên GV Sinh viên SV Problem-Based Learning PBL Vật lí đại cương VLĐC Vật lí hạt nhân VLHN Đơn vị học trình Đvht Sách giáo khoa SGK Tư duy sáng tạo TDST 3 MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài Vật lí học là một ngành khoa học tự nhiên nghiên cứu những tính chất, quy luật cơ bản và khái quát nhất của thế giới vật chất. Những thành tựu của vật lí được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt trong Y học, những ứng dụng của Vật lí học như: sử dụng các kĩ thuật vật lí trong chẩn đoán và điều trị, điện tim, điện tâm đồ, điện não đồ, điều trị bằng nhiệt, bằng từ trường, ứng dụng của âm và siêu âm, chụp X quang, sợi quang học trong mổ nội soi, ứng dụng của phóng xạ, chụp hình cắt lớp vi tính, chụp cộng hưởng từ hạt nhân, mắt và các dụng cụ quang học, ứng dụng của ánh sáng trong điều trị, những ứng dụng của laser... đã làm cho ngành Y có một sự phát triển vượt bậc, giúp các thầy thuốc chẩn đoán chính xác và điều trị có hiệu quả cao. Cùng với xu thế chung của ngành giáo dục, việc dạy và học vật lí hiện nay ở các bậc phổ thông, đại học, cao đẳng và trung học chuyên nghiệp cũng đang có nhiều thay đổi về phương pháp. Tuy nhiên, sự thay đổi này vẫn còn diễn ra rất chậm và chưa thực sự đồng bộ ở các cấp học. Thực tế cho thấy rằng việc áp dụng dạy học tích cực trong dạy học phần Vật lí đại cương (VLĐC) cho sinh viên (SV) khối kĩ thuật còn rất nhiều bất cập, nhất là các Trường Đại học ngoài công lập. Do trình độ đầu vào của SV không cao, số tiết dành cho học phần không nhiều, sĩ số lớp quá đông... nên việc thay đổi và triển khai từ dạy học truyền thống sang vận dụng các phương pháp dạy học tích cực gặp nhiều khó khăn. Mặc dù hướng nghiên cứu về phát triển năng lực sáng tạo cho SV không hẳn là vấn đề mới mẻ, nhưng một bộ phận không nhỏ giảng viên (GV) hiện nay vẫn chưa tạo ra được một môi trường lớp học thân thiện, cởi mở; chưa có biện pháp, cách thức cụ thể để phát triển năng lực sáng tạo cho SV. Việc giảng dạy còn quá nặng về lí thuyết, còn quá coi trọng vai trò của người dạy, nội dung kiến thức chưa sát thực và chưa đáp ứng được yêu cầu của thực tế, sự nghèo nàn về phương thức đánh giá người học, việc đánh giá còn quá nặng về kiểm tra khả năng học thuộc dẫn đến hiệu quả đào tạo chưa cao. Hệ quả kéo theo là SV còn học thụ động, chưa phát huy được tính tích cực, tự giác, chủ động, chưa hình thành và phát triển năng lực tự học (khả năng tìm kiếm và cập nhật thông tin, khả năng đọc và khai thác một cuốn sách hoặc một công trình nghiên cứu...). Thực trạng hiện nay còn cho thấy một bộ phận không nhỏ SV không có động cơ học Vật lí, một phần vì chương trình học quá nặng, một phần vì SV cảm thấy không 4 phục vụ trực tiếp cho chuyên ngành của mình. Do đó, để khắc phục được những bất cập nêu trên thì bản thân mỗi GV cần không ngừng đổi mới nội dung và phương pháp dạy học cho phù hợp. Tinh thần của việc vận dụng các phương pháp dạy học tích cực mới là phải phát huy được năng lực sáng tạo của SV, chú ý đến hoạt động tích cực của SV trên lớp, SV được trực tiếp tham gia vào bài giảng của GV, dưới dự hướng dẫn của GV thì SV có thể phát hiện ra vấn đề, suy nghĩ và tìm cách giải quyết vấn đề, đặc biệt là các vấn đề gắn với thực tiễn. Vật lí hạt nhân (VLHN) là một nội dung tương đối khó và trừu tượng trong Vật lí. Để hiểu được sâu sắc kiến thức này thực sự không phải dễ đối với SV và ngay cả với GV. Qua nhiều đánh giá cho thấy việc SV thu nhận kiến thức về VLHN là khá ít, hầu hết chỉ học lí thuyết và làm bài tập để đối phó với kỳ thi, còn GV cũng chỉ dạy cho đúng lịch trình và nội dung quy định. Có một số trường đại học có dạy VLĐC, nội dung về VLHN còn vắng bóng trong nội dung đào tạo hoặc nếu có thì chỉ coi như nội dung đọc thêm, để SV tự học, tự nghiên cứu mà không có kiểm tra, đánh giá. Điều này thật lạc hậu khi chúng ta đang sống trong một thế giới mà ngành hạt nhân phát triển mạnh mẽ, đem lại vô vàn lợi ích to lớn trong các lĩnh vực như trong nông nghiệp, công nghiệp, sinh học, y học, khảo cổ, quốc phòng và kể cả trong lĩnh vực môi trường. Việc trang bị các kiến thức cơ bản về hạt nhân là rất cần thiết và phù hợp với thời đại. Mặt khác, bức xạ của hạt nhân cũng có thể mang tới tác hại tiềm ẩn bất cứ lúc nào đối với cuộc sống cộng đồng nói chung và bản thân mỗi người nói riêng. Do đó, khi học nội dung này, ngoài kiến thức cơ bản đã có trong giáo trình, SV rất cần được mở rộng và tiếp cận với các kiến thức thực tế, nhất là các kiến thức về bức xạ với sức khỏe, bức xạ trong nghề nghiệp và cách phòng tránh bức xạ hạt nhân. Trong xu thế đổi mới phương pháp giảng dạy đại học theo hướng lấy hoạt động học, hoạt động nghiên cứu của SV làm trung tâm, dạy học dựa trên vấn đề (tên tiếng anh là Problem-Based Learning, viết tắt là PBL) đang được các nền giáo dục đại học ở nhiều nước quan tâm nghiên cứu và vận dụng. Mặc dù đã ra đời từ những năm 60 của thế kỷ trước, cho đến nay dạy học dựa trên vấn đề vẫn thu hút được sự quan tâm của những nhà nghiên cứu giáo dục bởi mục tiêu cơ bản của dạy học dựa trên vấn đề nhằm rèn luyện năng lực giải quyết vấn đề, tất nhiên trong đó cần bao gồm cả năng lực giải quyết vấn đề một cách sáng tạo khả năng nhận biết, phát hiện vấn đề. 5 Dạy học dựa trên vấn đề đảo lộn thứ tự của hoạt động dạy học nếu so với các phương pháp truyền thống, ở đó thông tin được GV trình bày từ thấp đến cao theo một trình tự nhất định, và SV sẽ chỉ được tiếp cận với một vấn đề cần được lí giải (nếu có) một khi họ đã được trang bị đầy đủ những kiến thức cần thiết. Trong dạy học dựa trên vấn đề, SV được tiếp cận với vấn đề ngay ở giai đoạn đầu của một đơn vị bài giảng. Vấn đề trong dạy học dựa trên vấn đề phải được xây dựng xung quanh một tình huống (một sự việc, hiện tượng...) có thực trong cuộc sống và chứa đựng những điều cần được lí giải. Vấn đề đặt ra cần phải có nhiều tài liệu tham khảo nhưng trọng tâm nhằm giúp người học có thể tự tìm tài liệu, tự khai thác thông tin và tự trau dồi kiến thức; các phương tiện giao thông đại chúng như sách vở, băng cassette, phần mềm mô phỏng, internet...Nói cách khác, chính người học phải tự trang bị cho mình phần “lí thuyết” nhằm có đủ kiến thức để tiếp cận và giải quyết vấn đề thực tiễn. Như vậy, dạy học dựa trên vấn đề rất thích hợp để sử dụng trong đào tạo SV. Chính vì những lí do trên, tôi quyết đinh chọn đề tài nghiên cứu khoa học là: “Xây dựng tiến trình dạy học theo mô hình dạy học dựa trên vấn đề ở một số nội dung phần Vật lí hạt nhân nhằm phát triển tư duy sáng tạo cho sinh viên”. 2. Mục đích nghiên cứu Phát triển tư duy sáng tạo cho SV khối kĩ thuật thông qua dạy học dựa trên vấn đề ở nội dung kiến thức phần VLHN trong chương trình VLĐC. 3. Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu Hoạt động dạy và học phần VLHN của GV và SV khối kĩ thuật, Trường Đại học Bà Rịa – Vũng Tàu Phát triển tư duy sáng tạo cho SV khối kĩ thuật, Trường Đại học Bà Rịa – Vũng Tàu. 4. Giả thuyết khoa học Nếu xây dựng được các tiến trình dạy học theo mô hình dạy học dựa trên vấn đề ở một số nội dung kiến thức phần VLHN thì có thể phát triển tư duy sáng tạo của SV. 5. Nhiệm vụ nghiên cứu Nghiên cứu cơ sở lí luận dạy học đại học, dạy học dựa trên vấn đề, dạy học phát triển tư duy sáng tạo cho SV. Phân tích một số nội dung kiến thức trong phần VLHN. 6 Điều tra thực trạng của việc dạy và học nội dung phần VLHN cho SV khối kĩ thuật ở trường Đại học BR-VT. Thiết kế tiến trình dạy học dựa trên vấn đề một số nội dung kiến thức phần VLHN. 6. Phương pháp nghiên cứu Nghiên cứu lí luận: nghiên cứu các tài liệu về lí luận dạy học đại học, nghiên cứu tâm sinh lí lứa tuổi thanh thiếu niên, các văn kiện Đại hội Đảng về đổi mới giáo dục, cơ sở lí luận về dạy học dựa trên vấn đề, dạy học phát triển tư duy sáng tạo, các bài báo, luận văn, luận án và các website có liên quan đến nội dung của đề tài. Nghiên cứu thực tiễn: Điều tra bằng phiếu về thực trạng dạy và học nội dung kiến thức phần VLHN. 7 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Các nghiên cứu trong và ngoài nước về dạy học dựa trên vấn đề Từ lâu, dạy học dựa trên vấn đề đã được các nhà sư phạm danh tiếng của các nước có nền giáo dục tiên tiến trên thế giới quan tâm nghiên cứu, phát triển lí luận cũng như hiệu quả của dạy học dựa trên vấn đề trong thực tiễn và bước đầu đã thu được những kết quả khả quan. Dạy học dựa trên vấn đề không phải là một phương pháp dạy học cụ thể mà là một quan điểm dạy học nên có thể vận dụng trong hầu hết các hình thức và phương pháp dạy học, kể cả trong phương pháp dạy học truyền thống cũng có thể sử dụng kiểu đàm thoại hay thuyết trình để giải quyết vấn đề. Dạy học dựa trên vấn đề (PBL) là một phương pháp nhằm kích thích, hướng dẫn SV học tập thông qua quá trình các em cọ xát với một vấn đề thực tế, có liên quan đến chương trình học. Là một phương pháp dạy học lấy SV làm trung tâm, PBL tạo nên một sự thay đổi cơ bản từ việc tập trung vào giảng dạy để tập trung vào học tập. Phương pháp này nhằm sử dụng sức mạnh thực sự của việc giải quyết vấn đề để khơi gợi sự ham thích tìm hiểu, thu hút, tăng cường động lực học tập của SV. PBL được coi là một mô hình có thể phát triển đồng thời các chiến lược giải quyết vấn đề bên cạnh đó đảm bảo kiến thức, kĩ năng liên quan đến môn học bằng cách đặt SV vào các vai trò tích cực của người giải quyết vấn đề, phải đối mặt với vấn đề phi cấu trúc đựợc mô phỏng như các loại vấn đề mà các em có thể phải đối mặt trong tương lai. Nhìn chung, trong thời đại công nghệ thông tin và truyền thông phát triển vượt bậc, các mô hình dạy học này bằng nhiều con đường đã đến với nhiều GV, nhiều nhà nghiên cứu, nhưng hình như chúng ta loay hoay mãi vẫn chưa tìm ra con đường để chúng đi vào thực tiễn giáo dục Việt Nam. Một lí do thuyết phục cơ bản là mục tiêu giáo dục quá khác nhau dẫn đến sự khác biệt không chỉ đơn thuần là phương pháp dạy học (như nhiều người vẫn nghĩ) mà là cả mô hình dạy học. Đổi mới giáo dục trước tiên là đổi mới tư duy, từ bỏ nhiều quan niệm quen thuộc lâu đời về giáo dục của những ai làm giáo dục. Phương pháp dạy học dựa trên vấn đề xuất hiện đầu tiên vào đầu những năm 1960 tại trường đại học y khoa McMaster ở Canada. Lịch sử khoa học của nó thì còn lâu đời hơn thế. Theo Thomas Cort, hiệu trưởng của trường ĐH Samford cho rằng PBL như là một phong cách học mới vừa được phục hồi. Theo quan điểm đó của ông, PBL bao hàm phép biện chứng hỏi và-đáp của Socrates và phép biện chứng chính đề- 8 phản đề-tổng hợp của Hegelian. Như John Cavanaugh đã nói rằng nó giống như cách học dựa trên khám phá vào những năm 1960. Khi Dewey đề cập về sự cọ sát, ông đã nói rằng mọi người đều biết về nó nhưng không áp dụng. Dewey đã nói đúng trên cấp độ trừu tượng. Chúng ta chỉ xử lí chi tiết tốt hơn, và chỉ có thế thôi, đó là nhờ sự tiến bộ trong khoa học nhận thức và kĩ thuật. Gần 100 năm trước, John Dewey – nhà triết học, tâm lí học, nhà cải cách giáo dục người Mỹ đã cho rằng trường học ít nhất nên là một phần nhỏ của sự chuẩn bị cho cuộc sống và tốt hơn nữa xuất phát từ chính cuộc sống. Để những hướng dẫn y học đi vào chính cuộc sống, những GV khoa Y tại đại học McMaster thử nghiệm dạy học dựa trên vấn đề vào năm 1969 (Albanese và Mitchell, 1993; Vernon và Blake, 1993). Trong quá trình đào tạo, có một nghịch lí khiến các GV thất vọng về kết quả SV đó là sự khác biệt giữa kết quả giảng dạy giáo khoa truyền thống và thực tế lâm sàng mà SV của họ cuối cùng phải đối mặt, vì vậy họ quyết định hướng dẫn dựa trên những trường hợp thực tế. SV đã được giới thiệu những vấn đề lâm sàng mà họ có thể giải quyết chỉ khi học những kiến thức y học liên quan. Từ đó, PBL đã chứng tỏ nó là phương pháp hữu hiệu. Sau đó, các khoa Y của một số trường đại học khác tiếp tục kế thừa những nghiên cứu này, trong đó có Đại học Y Havard. Hiện nay, 70% các khoa Y tại Mỹ dùng PBL trong những năm tiền lâm sàng (Kinkade, 2005). Tại Quebec (một bang của Canada), tất cả các khoa Y đều sử dụng PBL trong đào tạo. Là một phương pháp sư phạm, PBL đã được thực hiện thành công trong các ngành khác nhau, như kiến trúc (Maitland, 1997), kinh doanh (Stinson và Milter, 1996), giáo dục (Duffy, 1994), pháp luật (Driessen và Van der Vleuten, 2000), công tác xã hội (Boud và Feletti, 1991), kĩ thuật (Fink, năm 1999; Woods, 1994) và vật lí (Wiliams, 2001; Wiliams và Duch, 1997; Duch, 1996). Ở các nước phát triển như Anh, Hoa Kì, Canada, Úc phương pháp này không chỉ áp dụng ở các trường đại học mà ngày nay nó còn được dùng trong cải cách giáo dục tiểu học và giảng dạy khoa học tại các trường trung học. Tháng 06/2002, một hội thảo quốc tế riêng về PBL được tổ chức tại Baltimore, bang Maryland của Hoa Kì. Tháng 03/2007, một hội thảo quốc tế tương tự được tổ chức tại Singapore. Hiện nay nhiều trường đại học có riêng những trung tâm nghiên cứu triển khai phương pháp PBL hoặc tổ chức ngân hàng vấn đề cho các chuyên ngành đào tạo của mình và chia sẻ trên các trang web của họ, ví dụ như: Trường đại học Delaware, Hoa Kì: Trường đại học Samford, Anh: 9 Trường đại học Sydney, Úc Tuy PBL ra đời hơn 60 năm và được nhiều cơ sở đào tạo trên thế giới áp dụng, như đại học Erasmus, Hà Lan; đại học Lund, Thụy Điển; đại học Yog Jakarta, Indonesia và đại học Walailak, Thái Lan nhưng ở Việt Nam PBL là phương pháp khá mới mẻ. Nhiều báo cáo nghiên cứu đánh giá cao hiệu quả của phương pháp học tập này, đặc biệt là hiệu quả trong việc giúp cho SV thực sự tăng cường khả năng tự học và làm việc nhóm. Trong khi đó, khả năng học tập chủ động và tự học tập, nghiên cứu của số đông SV, SV Việt Nam còn hạn chế là một thách thức đối với giáo dục đào tạo của Việt Nam nên việc áp dụng các phương pháp học tập tích cực là một yêu cầu xuất phát từ thực tế của đào tạo tại Việt Nam. Năm 2004, PBL lần đầu tiên xuất hiện ở Việt Nam do khoa Y tế công cộng (Đại học Y Hà Nội) đưa vào giảng dạy. Bắt đầu từ năm học 2007-2008, trường ĐH Y tế công cộng triển khai áp dụng thử nghiệm phương pháp này cho 06 môn học (Bảo vệ sức khỏe bà mẹ trẻ em, phòng chống HIV/AIDS, Phòng chống tai nạn thương tích, dinh dưỡng vệ sinh an toàn thực phẩm, sức khỏe nghề nghiệp và tiếp thị xã hội) trong chương trình đào tạo Thạc sĩ Y tế công cộng (YTCC) và môn Bệnh thông thường trong chương trình Cử nhân YTCC. Ngày 25/12/2008, tại Hà Nội đã khai mạc “Hội thảo chia sẻ phương pháp học tập dựa trên vấn đề” với sự tham gia của đại diện 10 trường đại học Y, Điều dưỡng và Kĩ thuật y học trên cả nước. Từ đó, phương pháp PBL được phổ biến trong các trường đại học Y khoa, như Đại học Y dược thành phố Hổ Chí Minh, đại học Y khoa Phạm Ngọc Thạch (với sự hỗ trợ của Ủy ban phát triên đại học Bỉ). Nhằm mục đích đánh giá tình hình áp dụng phương pháp giảng dạy mới được áp dụng ở các bộ môn, ngày 27/11/2009, tại đại học Y Phạm Ngọc Thạch đã tổ chức hội thảo “Kinh nghiệm áp dụng phương pháp giảng dạy mới: Học theo vấn đề (PBL - Problem based learning) và lí luận lâm sàng (ARC – Apprentissage au Raisonnement Clinique)” với sự tham gia của 65 GV thuộc các khoa. Bên cạnh đó, trong các lĩnh vực khác PBL bước đầu được các GV trẻ đưa vào giảng dạy, ví như vừa qua Thạc sĩ Vũ Hải Yến khoa Môi trường, chuyên ngành Công 10 nghệ sinh học thuộc đại học Kĩ thuật - công nghệ thành phố Hồ Chí Minh đã thử nghiệm và có báo cáo “Giảng dạy Môi Trường bằng phương pháp Đặt vấn đề Problem Based Learning” – Hội Thảo Khoa Học Quốc Tế – Đại Học Hoa Sen & Đại Học An Giang năm 2010, hay GV Diệp Thanh Tùng tại đại học Kinh tế-Luật và Ngoại Ngữ, đại học Trà Vinh đang áp dụng PBL vào các bài giảng về kinh tế. Trong giáo dục phổ thông, PBL chưa được đưa vào áp dụng chính thức, tuy nhiên có nhiều GV đã bắt đầu biết đến những giá trị của phương pháp học tập tích cực này và tiến hành nghiên cứu, thực nghiệm sư phạm với một số đề tài như: Nguyễn Thị Thu Thủy ( 2009), Phương pháp dạy học dựa trên vấn đề và vận dụng vào thiết kế, giảng dạy chương VII “Mắt và các dụng cụ quang học” – vật lí 11- nâng cao, luận văn thạc sĩ, Trường Đại học sư phạm Tp.HCM Đặng Hoàng Thủy Tiên ( 2011), Vận dụng mô hình học tập trên cơ sở vấn đề vào tổ chức dạy học các chương “Chất khí” và “Cơ sở của Nhiệt động lực học”, luận văn thạc sĩ, Trường ĐSVP Tp Hồ Chí Minh. Phùng Việt Hải (2015), Bồi dưỡng năng lực dạy học theo Góc cho SV ngành Sư phạm vật lí, luận án tiến sĩ, trường ĐH sư phạm Hà Nội. Nguyễn Thị Thu Hằng (2010), Tổ chức hoạt động dạy học theo hướng phát huy năng lực sáng tạo cho SV của các trường đại học, cao đẳng khối nông – lâm – ngư khi dạy phần Nhiệt học trong chương trình VLĐC, luận văn thạc sĩ, trường ĐH sư phạm Thái Nguyên. Nguyễn Thanh Nga (2015), Tổ chức hoạt động dạy học dự án trong dạy học Vật lí đại cương nhằm phát huy tính tích cực, sáng tạo và phát triển tư duy kĩ thuật của SV ngành kĩ thuật, luận án tiến sĩ, trường ĐH sư phạm Hà Nội. Nguyễn Minh Tân (2014), Xây dựng và sử dụng Tài liệu điện tử dạy học nội dung về “Các phương pháp và kĩ thuật vật lí ứng dụng trong Y học”, hỗ trợ dạy học môn Lí sinh y học cho SV ngành Y, luận án tiến sĩ, trường ĐH sư phạm - Đại học Thái Nguyên. 1.2 Các nghiên cứu về phát triển tư duy sáng tạo (TDST) Vào thế kỷ thứ 3, nhà toán học Pappos (Hy Lạp) đã đặt nền móng khởi đầu cho khoa học nghiên cứu TDST. Ông đặt tên cho khoa học này là Heuristics (lấy gốc từ Eureka- tìm ra rồi). Ơristic (Heuristics) theo cách hiểu lúc đó là khoa học về các phương pháp và quy tắc sáng chế, phát minh trong mọi lĩnh vực như khoa học kĩ thuật, 11 nghệ thuật, văn học, chính trị, triết học, toán học, quân sự,... Sau Pappos, một số nhà khoa học như Descartes, Leibnitz, Bolzano, Poincaré cố gắng xây dựng và phát triển tiếp Heuristics. Trên thực tế, Heuristics đã tồn tại 16 thế kỷ nhưng ít người biết đến nó. Mãi đến thế kỉ XX, với sự phát triển vượt bậc trong các lĩnh vực khoa học thì lĩnh vực sáng tạo đã được quan tâm nghiên cứu và được xem như là một hiện tượng khá phổ biến trong xã hội. Đặc biệt nhu cầu nghiên cứu hoạt động sáng tạo trong khuôn khổ của sự phát triển tâm lí, nhất là phát triển trí tuệ được xuất hiện. Các nhà khoa học Mỹ tuyên bố rằng, việc tìm ra và bồi dưỡng những nhân cách sáng tạo là vấn đề có ý nghĩa quốc gia, bởi vì hoạt động sáng tạo có ảnh hưởng to lớn không chỉ đến sự tiến bộ khoa học, mà còn đến toàn bộ xã hội nói chung, và dân tộc nào biết nhận ra được những nhân cách sáng tạo một cách tốt nhất, biết phát triển họ và biết tạo ra được một cách tốt nhất cho họ những điều kiện thuận lợi nhất, thì dân tộc đó sẽ có được những ưu thế lớn lao. Có thể nói nghiên cứu về sáng tạo một cách có hệ thống được bắt đầu vào năm 1950. Người có công lớn là nhà tâm lí học Mỹ Guiford. J.P. Ông đưa ra mô hình phân định cấu tạo trí tuệ gồm 2 khối cơ bản: trí thông minh và sáng tạo. Ông là người đầu tiên đưa ra các khái niệm: tư duy hội tụ và tư duy phân kì. Trong đó, tư duy hội tụ (convergent thinking) là kiểu tư duy theo một chiều hướng đã định sẵn, rập khuôn. Tư duy phân kì (divergent thinking) là kiểu tư duy rộng ra, tìm ra nhiều lời giải, nhiều phương án vượt ra khỏi khuôn khổ ban đầu. Đây là kiểu tư duy của người sáng tạo. Ông xem sáng tạo là một thuộc tính của tư duy, là một phẩm chất của quá trình tư duy và nhấn mạnh ý nghĩa của hoạt động sáng tạo: thậm chí sáng tạo là chỉ báo quan trọng hơn là trí thông minh về năng khiếu, tiềm năng của một người. Từ đó, số lượng các tác giả, tác phẩm và các cơ sở nghiên cứu vấn về sáng tạo tăng nhanh. Chỉ riêng việc nghiên cứu vấn đề sáng tạo thuộc phạm vi tâm lí học, giáo dục học đã có tới 14 nhóm nghiên cứu và những công trình nghiên cứu về sáng tạo liên tục được xuất bản với nội 8 dung chủ yếu là hoạt động sáng tạo. Tuy vậy phương pháp nghiên cứu của các nhà tâm lí học Mỹ hầu hết còn mang tính chất kinh nghiệm. Tác giả Pônômariôp trong cuốn sách Tâm lí học sáng tạo của mình đã có nhận xét: “Những công trình nghiên cứu của nhà tâm lí học Mỹ thì nhiều, nhưng thông tin thì rất ít, lại mang nhiều tính chất kinh nghiệm, suy luận từ thực tiễn và nặng về mô tả bên ngoài của hoạt động sáng tạo, trong khi thực tiễn đòi hỏi phải tìm ra cơ chế của hoạt động sáng tạo và điều khiển nó. 12 Ở giai đoạn này, tiếp tục có những nghiên cứu vấn đề sáng tạo với các tên tuổi lớn như: Holland (1959), May (1961), Mackinnon D.W (1962), Yahamoto Kaoru (1963), Torrance E.P (1962, 1963, 1965, 1979, 1995),.. và một số tác giả người Mỹ như: Barron (1952, 1955, 1981, 1995), Getzels (1962, 1975),... Nội dung của các nghiên cứu này chủ yếu đề cập tới một số vấn đề cơ bản của hoạt động sáng tạo như: tiêu chuẩn cơ bản của hoạt động sáng tạo, sự khác biệt giữa sáng tạo và không sáng tạo, bản chất và quy luật của hoạt động sáng tạo, vấn đề phát triển năng lực sáng tạo và kích thích hoạt động sáng tạo, những thuộc tính nhân cách của hoạt động sáng tạo, linh tính, trí tưởng tượng, tính ì tâm lí,trong quá trình TDST. Mặc dù khoa học về sáng tạo đã có từ rất lâu, tuy vậy đến mãi thế kỉ XX cho đến nay, khi mà mọi lĩnh vực khoa học khác có những bước phát triển vượt bậc, khi mà sức sáng tạo của con người được thăng hoa thành những thành tựu khoa học vĩ đại, khi mà TDST phát huy được vai trò to lớn của nó đối với sự phát triển thế giới, thì khi đó con người ta mới đặt nhiều câu hỏi về TDST và làm thế nào để phát huy tối đa sức sáng tạo của con người. Lúc này khoa học sáng tạo mới thực sự được quan tâm nghiên cứu một cách bài bản trên khắp thế giới. Ở Việt Nam, những hoạt động liên quan đến khoa học về lĩnh vực sáng tạo mới thật sự bắt đầu vào thập kỉ 70 của thế kỷ XX, trước đó những hoạt động này chưa có tổ chức cao. Tuy vậy, những nghiên cứu về sáng tạo cho đến nay vẫn còn khá ít. Có thể kể ra một số nghiên cứu tiêu biểu như: “Rèn luyện khả năng sáng tạo toán học ở nhà trường phổ thông” (Hoàng Chúng, 1964), “Làm thế nào để sáng tạo” (Phan Dũng, 1992), “Khơi dậy tiềm năng sáng tạo” (Nguyễn Cảnh 11 Toàn (chủ biên), 2004). Một số tác giả khác cũng rất quan tâm đến vấn đề sáng tạo như Vũ Dương Thụy (2003), Trần Hiệp, Đỗ Long (1990), Tôn Thân (1995). Ngoài ra còn một số tác giả có bài giảng về sáng tạo như: “Tâm lí học sáng tạo” (Nguyễn Huy Tú, 1996), “Tâm lí học sáng tạo” (Đức Uy, 1999) Trong những nghiên cứu trên, một số nghiên cứu tập trung trong lĩnh vực tâm lí học: Tác giả Đức Uy trong cuốn “Tâm lí học sáng tạo” của mình, đã đề cập đến năm vấn đề. Thứ nhất, ông cho rằng tâm lí học sáng tạo chính là tâm lí học phát triển. Thứ hai, cái chính yếu của sáng tạo là sự mới mẻ của nó,... Cuối cùng, ông đã phân tích một số phẩm chất cơ bản của nhân cách sáng tạo và năng lực sáng tạo. Tác giả không đi vào chi tiết cấu trúc, các thành phần, yếu tố của TDST mà hệ thống hóa các thành tựu về tâm lí học sáng tạo, giúp bạn đọc hiểu thế nào là sáng 13 tạo, vì sao con người vốn có bản tính đổi mới, sáng tạo và làm gì để phát hiện và tăng cường năng lực sáng tạo của cá nhân và cộng đồng. Trong cuốn “Tâm lí học sáng tạo”, tác giả Nguyễn Huy Tú cho rằng sáng tạo thể hiện khi con người đứng trước hoàn cảnh có vấn đề. Quá trình này là tổ hợp các phẩm chất và năng lực mà nhờ đó con người trên cơ sở kinh nghiệm của mình và bằng tư duy độc lập tạo ra được ý tưởng mới, độc đáo, hợp lí trên bình diện cá nhân hay xã hội. Ở đó người sáng tạo gạt bỏ được các giải pháp truyền thống để đưa ra những giải pháp mới độc đáo và thích hợp cho vấn đề đặt ra. Cuốn sách cũng tập trung vào các vấn đề chung của sáng tạo như: thế nào là sáng tạo, quá trình sáng tạo, sản phẩm sáng tạo. - Theo Chu Quang Tiềm cho rằng sáng tạo, căn cứ vào những ý tưởng đã có sẵn làm tài liệu rồi cắt xén, chọn lọc, tổng hợp lại để thành một hình tượng mới. Quan niệm này nhấn mạnh đến những cái đã biết làm cơ sở cho sự sáng tạo. - Guilford J.P. (Mỹ) cho rằng: TDST là tìm kiếm và thể hiện những phương pháp lôgíc trong tình huống có vấn đề, tìm kiếm những phương pháp khác nhau và mới của việc giải quyết vấn đề, giải quyết nhiệm vụ. Do đó sáng tạo là một thuộc tính của TD, là một phẩm chất của quá trình TD. Người ta còn gọi đó là TDST. - Nguyễn Đức Uy cho rằng sáng tạo là sự đột khởi thành hành động của một sản phẩm liên hệ mới mẻ, nảy sinh từ sự độc đáo của một cá nhân và những tư liệu, biến cố, nhân sự, hay những hoàn cảnh của đời người ấy. Quan điểm này cho rằng không có sự phân biệt về sáng tạo, nghĩa là sáng tạo dù ít, dù nhiều đều là sáng tạo. - Trong cuốn “Sổ tay Tâm lí học”, tác giả Trần Hiệp và Đỗ Long cho rằng sáng tạo là hoạt động tạo lập phát hiện những giá trị vật chất và tinh thần. Sáng tạo đòi hỏi cá nhân phải phát huy năng lực, phải có động cơ, tri thức, kĩ năng và với điều kiện như vậy mới tạo nên sản phẩm mới, độc đáo, sâu sắc. - Nguyễn Huy Tú (1996), trong “Đề cương bài giảng Tâm lí học sáng tạo” đã định nghĩa sáng tạo thể hiện khi con người đứng trước hoàn cảnh có vấn đề. Quá trình này là tổ hợp các phẩm chất và năng lực mà nhờ đó con người trên cơ sở kinh nghiệm của mình và bằng tư duy độc lập tạo ra được ý tưởng mới, độc đáo, hợp lí trên bình diện cá nhân hay xã hội. Ở đó người sáng tạo gạt bỏ được các giải pháp truyền thống để đưa ra những giải pháp mới độc đáo và thích hợp cho vấn đề đặt ra. - Theo từ điển triết học nói rằng sáng tạo là quá trình hoạt động của con người tạo ra những giá trị vật chất, tinh thần, mới về chất. Các loại hình sáng tạo được xác định 14 bởi đặc trưng nghề nghiệp như khoa học, kĩ thuật, văn học, nghệ thuật, tổ chức, quân sự,... Có thể nói sáng tạo có mặt trong mọi lĩnh vực của thế giới vật chất và tinh thần. Từ các khái niệm về TDST, chúng tôi nhận thấy mặc dù sáng tạo được giải thích ở các góc độ khác nhau nhưng các tác giả đều thống nhất cho rằng: TDST là một thuộc tính, một phẩm chất trí tuệ đặc biệt của con người; hoạt động sáng tạo diễn ra ở mọi nơi, mọi lúc, mọi lĩnh vực; bản chất của sáng tạo là con người tìm ra cái mới, cái độc đáo và có giá trị xã hội. Đây là một điểm chung mà các tác giả đều nhấn mạnh nhưng được nhìn dưới nhiều góc độ khác nhau, có tác giả quan tâm đến cái mới của sản phẩm hoạt động, có tác giả lại quan tâm đến cách thức, đến quá trình tạo ra cái mới đó. Song cái mới cũng có nhiều mức độ, có cái mới đối với toàn xã hội, có cái mới chỉ đối với bản thân người tạo ra nó. Điểm chung nữa ở các tác giả là đều nhấn mạnh đến ý nghĩa xã hội của sản phẩm sáng tạo. 15 CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VIỆC ... xuyên lớn, đi được vài mét trong bê tông, xuyên qua cả chì dày cỡ cm. Nội dung 3: Định luật phóng xạ: Trong quá trình phân rã, số hạt nhân phân rã giảm theo thời gian theo định luật hàm số mũ. −t Biểu thức: N(t) = N0e −t m(t) = m0e Độ phóng xạ đặc trưng cho tính phóng xạ mạnh hay yếu của một lượng chất phóng xạ. Độ phóng xạ của một lượng chất phóng xạ tại thời điểm t bằng tích của hằng số phóng xạ và số lượng hạt nhân phóng xạ chứa trong lượng chất đó ở thời điểm t: H =  N Độ phóng xạ của một lượng chất phóng xạ giảm theo quy luật hàm số mũ: H −t = H0e 30 Nội dung 4. Đồng vị phóng xạ và các ứng dụng: Đồng vị phóng xạ gồm động vị phóng xạ tự nhiên và đồng vị phóng xạ nhân tạo. Ứng dụng: Trong y học, phương pháp nguyên tử đánh dấu giúp phát hiện tình trạng bệnh lí của cơ thể. Trong khảo cổ, phương pháp xác định tuổi theo lượng các bon 14 giúp xác định niên đại của các cổ vật. 3.2 Thiết kế tiến trình dạy học chương “Phân rã phóng xạ” 3.2.1 Mục tiêu dạy học a) Kiến thức - Nêu được hiện tượng phóng xạ là gì. - Nêu được thành phần và bản chất các tia phóng xạ. - Phát biểu được định luật phóng xạ và viết được hệ thức của định luật này. - Nêu được độ phóng xạ là gì và viết được công thức tính độ phóng xạ. - Nêu được ứng dụng của đồng vị phóng xạ và các tác hại của tia phóng xạ đối với con người và môi trường xung quanh. - Vận dụng được định luật phóng xạ để giải được các bài tập. b) Kĩ năng - Phát hiện và đề xuất cách giải quyết các tình huống có vấn đề. - Thiết kế các phương án thí nghiệm kiểm chứng các tính chất của tia phóng xạ như xuyên thấu lớp vật chất mỏng, phá huỷ tế bào... - Hoạt động theo nhóm để giải quyết nhiệm vụ được giao. - Trình bày trước lớp về vấn đề đã thảo luận và các ý kiến phản hồi từ các nhóm khác c) Phát triển tư duy - Tư duy phân tích, tổng hợp (lựa chọn, tổng hợp các dữ liệu để giải quyết nhiệm vụ, vấn đề), đánh giá (tranh luận giữa các nhóm). - Tư duy kinh nghiệm: đưa ra giả thuyết, cách giải quyết dựa trên kinh nghiệm sẵn có. - Tư duy logic: liên kết các dữ liệu để giải quyết vấn đề. - Tư duy biện chứng: chấp nhận, phân tích các phương án giải quyết các vấn đề của các nhóm khác... - Tư duy phê phán: bổ sung, phản biện ý kiến của nhóm bạn trên tinh thần xây dựng.. d) Phát triển thái độ tình cảm: - Yêu thích môn Vật lí. 31 - Hợp tác, tích cực trong hoạt động nhóm. - Tỏ ra biết thông cảm với những nạn nhân của chất phóng xạ, bức xúc trước sự rò rỉ phóng xạ và các vụ thử vũ khí hạt nhân trên thế giới. 3.2.2 Xây dựng tình huống có vấn đề Sau khi trở về từ Nhật, mẹ Nam cảm thấy hay mệt mỏi, ăn không thấy ngon và hay có cảm giác nghẹn ở cổ. Bà đi khám và bác sĩ nói rằng bà bị K giáp trạng. Bác sĩ cho rằng nguyên nhân là do bà bị nhiễm phóng xạ vì trước đó bà đã có mặt tại khu vực Fukushima - Nhật Bản sau trận động đất và sóng thần ngày 11/03/2011. Thấy mẹ suy sụp, không khí gia đình ảm đạm, Nam gặng hỏi bố và biết được bệnh tình của mẹ cùng với nguyên nhân của căn bệnh. Thương mẹ, Nam muốn nhanh chóng tìm ra giải pháp cho căn bệnh. Cậu băn khoăn: “ Phóng xạ là gì nhỉ? Tại sao phóng xạ lại có thể làm mẹ bị mắc chứng bệnh quái ác đó?”. Diễn biến giả định quá trình học tập từ tình huống có vấn đề Phần I. Truy tìm thủ phạm Sau khi trở về từ Nhật, mẹ Nam cảm thấy hay mệt mỏi, ăn không thấy ngon và hay có cảm giác nghẹn ở cổ. Bà đi khám và bác sĩ nói rằng bà bị K giáp trạng. Bác sĩ cho rằng nguyên nhân là do bà bị nhiễm phóng xạ vì trước đó bà đã có mặt tại khu vực Fukushima - Nhật Bản sau trận động đất và sóng thần ngày 11/03/2011. Thấy mẹ suy sụp, không khí gia đình ảm đạm, Nam gặng hỏi bố và biết được bệnh tình của mẹ cùng với nguyên nhân của căn bệnh. Thương mẹ, Nam muốn nhanh chóng tìm ra giải pháp cho căn bệnh. Cậu băn khoăn: “Phóng xạ là gì nhỉ? Tại sao phóng xạ lại có thể làm mẹ bị mắc chứng bệnh quái ác đó?”. Sau nhiều giờ suy nghĩ, Nam quyết định chia sẻ băn khoăn với nhóm bạn của mình và nhờ các bạn cùng tìm hiểu. Câu hỏi 1: Hãy giúp Nam tìm hiểu xem phóng xạ là gì mà lại gây bệnh ung thư cho con người? Nam và nhóm bạn của mình nghĩ ngay đến việc tìm kiếm thông tin trên mạng và qua sách báo. Sau giờ học, họ tập chung tại nhà Khải - một bạn trong nhóm và thực hiện việc làm của mình. Tại nhà Khải, các bạn chia làm hai nhóm: một nhóm tìm thông tin về phóng xạ qua mạng internet, một nhóm nghiên cứu SGK và các tài liệu khác. 32 Sau một hồi tìm kiếm, nhóm bạn biết rằng năm 1896, khi nghiên cứu các hợp chất phát lân quang, một nhà Vật lí học người Pháp tên là Béc-Cơ-ren đã tình cờ phát hiện thấy rằng: miếng Urani sunfat đã phát ra một loại bức xạ không nhìn thấy nhưng tác dụng mạnh lên tấm kính ảnh bọc kĩ trong giấy đen dày đặt dưới miếng đó. Ông gọi hiện tượng này là sự phóng xạ và bức phát ra là tia phóng xạ. Hình 1. Nhà bác học Henri Becqueren và hình ảnh vết đen trên tấm kính ảnh do tác động của tia phóng xạ. Hình 2. Một mẫu Uranium Năm 1898, Pi-e Quy-ri và Ma-ri Quy –ri, hai vợ chồng nhà Vật lí người Pháp đã tìm ra hai chất phóng xạ mới là Pôlôni và Radi. Ngày 26-12-1898, Ông bà Quy-ri cũng đã thông báo trước viện hàn lâm khoa học Pa-ri về việc tồn tại một nguyên tố mới trong chất phóng xạ mà họ vừa tìm được. 33 Ma-ri Quy-ri Pi-e Quy-ri (1867- 1934) (1859-1906) Hình 3. Hai nhà bác học Ma-ri Quy-ri và Pie Quy-ri Đến đây, Nam thắc mắc: Thế thì có sự biến đổi hạt nhân ở đây. Vậy phải chăng phóng xạ là một quá trình biến đổi hạt nhân? - Đúng rồi. Lan reo lên. Các cậu xem này, SGK cũng viết: Hiện tượng một hạt nhân không bền vững tự phát phân rã, phát ra các tia phóng xạ và biến đổi thành các hạt nhân khác gọi là hiện tượng phóng xạ. Mà các cậu có biết phóng xạ xuất hiện ở đâu không? - Thì mẹ tớ đã từng ở khu vực Fukushima, nơi có rò rỉ phóng xạ từ các nhà máy điện hạt nhân đấy thôi. Nam nói. - Các cậu có nhớ vụ rò rỉ ở phóng xạ ở Trecnôbưn – Nga hồi những năm 80 không? Bố tớ kể hồi đó các bạn nhỏ bị nhiễm phóng xạ ở đó đã sang Việt Nam để dưỡng bệnh đấy- Thuý thêm vào - Hồi đó người ta còn đồn có những con chuột bị nhiễm phóng xạ trở lên to như con lợn con còn gì. Khiếp thật! - Đúng thế, phóng xạ còn xuất hiện ở các vụ nổ hạt nhân. Trong thế chiến thế giới lần thứ hai, hai quả bom hạt nhân của Mỹ không những đã phá tan hai thành phố Hyrôshima và Nagasaki của Nhật bản mà còn để lại hậu quả cho nhiều thế hệ do phóng xạ đấy thôi. - Thế mà bây giờ một số nước vẫn còn có vũ khí hạt nhân và còn mang đi thử nữa chứ. Tớ chẳng hiểu người ta nghĩ gì nữa. Lan tỏ ra bức xúc. 34 Hình 4. Một vụ nổ bom hạt nhân Hình 5. Hình ảnh sau vụ nổ lò phản ứng ở một nhà máy điện hạt nhân Trong khi các bạn nói chuyện, Nam vẫn nghĩ về thủ phạm gây bệnh cho mẹ. - Vậy nguyên nhân gây bệnh ung thư cho mẹ mình là gì? Hạt nhân mới hay tia phóng xạ? Nam trầm ngâm. - Tớ nghĩ rằng thủ phạm gây bệnh ung thư là tia phóng xạ. Khải nói. - Cậu dựa trên căn cứ nào thế? Cả nhóm đồng thanh. Khải bình tĩnh: - Thì các tài liệu đều nói tia phóng xạ gây ra bệnh ung thư còn gì. Tuy nhiên tớ không hiểu tia phóng xạ có tính chất gì mà có thể làm người ta bị ung thư? Trong đầu của Nam nghĩ: Bec-cơ-ren thấy tia phóng xạ xuyên qua cả lớp giấy dày và làm đen tấm kính ảnh. Liệu nó có thể xuyên qua cơ thể con người và làm các tế bào đó bị diệt không? Cậu bày tỏ ý nghĩ của mình cho các bạn và nhận được sự đồng tình của mọi người. Song, tất cả mọi người đều cho rằng phải có bằng chứng xác nhận điều này. Câu hỏi 2. Tia phóng xạ có thể huỷ diệt tế bào thì có thể diệt dược tế bào ung thư không? Trong lịch sử phát hiện và tìm kiếm các nguyên tố phóng xạ, Béc-cơ-ren là nhà bác học phát hiện ra phóng xạ và cũng hy sinh về phóng xạ. Trong một buổi lên lớp ở Đại học Khoa học Paris, ông bỏ vào trong túi áo khoác của mình một lọ chứa radi có đóng gói cẩn thận trong một hộp giấy nhỏ, nhằm minh họa cho bài giảng. Ai ngờ, 10 ngày sau trên ngực, nơi túi áo đựng lọ radi, xuất hiện một vết đỏ nho nhỏ và nó tiếp tục ran rộng và chỉ dừng lại khi đạt kích thước vừa đúng bằng cái lọ đựng radi. Chuyện xảy ra vào tháng 4/1901. Không để ý đến vết đỏ, ông tiếp tục nghiên cứu nhưng dần 35 dần ông cảm thấy mệt mỏi, suy nhược, đau đớn ngày càng tăng, da tay bị nứt nẻ tạo những vết loét rộng. Và đến năm 1908, ở tuổi 56, ông đã từ giã cõi đời sau những tháng năm mòn mỏi, suy kiệt, đau đớn. Người tiếp theo là Pierre Curie (Pháp), người góp sức vào việc tìm hiểu bản chất của phóng xạ. Thấy Becquerel bị radi gây bỏng, ông muốn thử nghiệm trên mình xem có chính xác không? Ông đã từng buộc vào cánh tay mình trong 10 giờ một chế phẩm phóng xạ và bỏ một mảnh radi trong vòng nửa giờ vào túi quần và như Becquerel, ở tay và ở đùi, ít ngày sau đều có một vết bỏng. Không may ông mất sớm vì một tai nạn ô tô nhưng cũng may là chưa phải chịu đựng những tác hại toàn thân do chất phóng xạ. Người thứ ba là Marie Curie (Pháp gốc Ba Lan) người đã bảo vệ thành công luận án tiến sĩ về bản chất và đặc tính của tia xạ. Do công tác nghiên cứu, bà thường xuyên phải tiếp xúc với các chất phóng xạ mà lúc đó chưa có các biện pháp phòng ngừa vì hiểu biết về phóng xạ còn hạn chế. Bà thường bỏ trong túi xách một lọ chứa radi và đêm ngủ thường để ở đầu giường để ngắm ánh dạ quang phát ra từ chiếc túi. Vào tuổi 65, sức khỏe của bà suy giảm rõ rệt và bước sang tuổi 66 bà phải nằm liệt giường để rồi đến gần cuối năm bà qua đời vì bệnh bạch cầu. Quay trở lại câu chuyện của Nam và nhóm bạn, sau khi biết các tính chất của tia phóng xạ, Nam nghĩ “ Tia phóng xạ có khả năng đâm xuyên và huỷ diệt tế bào. Vậy nó có thể diệt được tế bào ung thư không? Nếu được thì đây chẳng phải là cách điều trị tốt nhất cho mẹ ư?”. Trở về nhà, Nam nói ngay chuyện này với bố và được bố xác nhận rằng y học đã sử dụng tia phóng xạ trong điều trị ung thư và một số bệnh khác. Các bác sĩ cũng đã trao đổi với bố Nam về vấn đề này. Nam vui mừng vì bệnh của mẹ có thể chữa khỏi. Phần II. Giải pháp mang tên  Để điều trị bệnh của mẹ Nam, các bác sĩ sẽ dùng phương pháp xạ trị tức là chiếu tia phóng xạ vào tế bào ung thư để tiêu diệt tế bào này. Tia phóng xạ được dùng nhiều nhất có tên là tia  . Nam kể lại việc này cho các bạn của mình. Khi nghe đến tia phóng xạ có tên là  , các bạn đều thấy lạ. Khải suy đoán: Có tia  tức là còn có các tia khác, vậy có mấy loại tia phóng xạ? Chúng có bản chất là gì và khác nhau như thế nào? 36 Câu hỏi 1. Hãy giúp Khải và các bạn tìm hiểu xem có mấy loại phóng xạ? Khải, Nam, Thúy và Lan phân công nhau tìm câu trả lời bằng cách tìm thông tin qua mạng và qua tài liệu SGK. Sau một hồi tìm kiếm, Nam tìm được mẩu chuyện sau về việc tìm ra ba loại tia phóng xạ: “Becquerel chỉ ra rằng phóng xạ có thể đâm xuyên qua vải vóc và giấy, nên việc hiển nhiên trước tiên phải thực hiện là nghiên cứu chi tiết hơn chiều dày của chất mà phóng xạ có thể xuyên qua. Họ sớm nhận ra rằng một phần nhất định của cường độ phóng xạ sẽ bị loại trừ ngay cả bởi một vài inch không khí, nhưng phần còn lại không bị loại mất khi truyền đi quãng không khí dài hơn. Như vậy, rõ ràng phóng xạ là hỗn hợp của hơn một loại, trong đó một loại bị chặn lại bởi không khí. Sau đó, họ nhận thấy trong số phần có thể đi xuyên qua không khí, một lượng nữa có thể bị loại mất bằng một mảnh giấy hay một lá kim loại rất mỏng. Tuy nhiên, cái còn lại sau đó, là loại thứ ba, loại đâm xuyên cực mạnh, một số trong đó sẽ vẫn còn sau khi xuyên qua một bức tường gạch. Họ kết luận điều này cho thấy có ba loại phóng xạ, và không hề có chút ý tưởng mờ nhạt nào xem thật ra chúng là thứ gì, họ đã đặt tên cho chúng. Loại đâm xuyên ít nhất được gọi tùy tiện là  (alpha), kí tự thứ nhất của bảng chữ cái Hi Lạp, và cứ thế đến  (beta), cuối cùng là  (gamma) cho loại đâm xuyên mạnh nhất” Sau nghe Nam khẳng định có tồn tại ba loại tia phóng xạ, các bạn đều tò mò về bản chất và sự khác biệt của ba loại tia phóng xạ này. Hình 6. Khả năng xuyên thấu của các tia phóng xạ qua vật chất và sự lệch của các tia phóng xạ trong từ trường 37 Sau một hồi tìm kiếm, các bạn phát hiện ra có 3 loại tia phóng xạ là tia  , tia  và tia  . Các bạn cũng biết bản chất và tính chất của các tia này. Tuy nhiên, Nam thắc mắc: - Không biết làm thế nào để tách tia  ra khỏi đám phóng xạ đó được nhỉ? Câu hỏi 2. Hãy giúp Nam tìm hiểu bản chất của các tia phóng xạ đó là gì? Khải phân tích: Tia  là hạt nhân của nguyên tử He, vậy nó mang điện tích dương. Tia  thì lại có hai loại:  − là các electron nên mang điện âm,  + là các poziton nên mang điện dương. Tia  lại là sóng điện từ không mang điện. Vậy nếu ta cho chúng đi qua điện trường thì sao nhỉ? Lan reo lên: Cậu nghĩ đúng rồi đấy! Chắc chắn điện trường sẽ tách được các tia phóng xạ vì tia  là sóng điện từ không bị lệch trong từ trường mà. Thuý tỏ ra chưa hiểu: - Thế hai tia còn lại thì sao? - Này nhé, khi cho các tia phóng xạ đi qua một điện trường (giữa hai bản tụ điện chẳng hạn), tia  và tia  + mang điện dương nên bị lệch về phía cực âm của bản tụ điện, tia  − mang điện âm nên sẽ lệch về phía cực dương, còn tia  không mang điện nên se truyền thẳng. Cậu không nhớ bản chất của sóng điện từ à? Khải giải thích. Nghe đến đây, các bạn đều gật gù tán thưởng: Thì ra tia  có thể được tách ra nhờ cách này. Nam vẫn băn khoăn: - Thế tại sao người ta lại dùng tia  để chữa bệnh cho mẹ tớ mà không phải các tia khác? Câu hỏi 3. Hãy giúp Nam hiểu các tia phóng xạ khác nhau như thế nào? Lúc này, các bạn đều ngớ ra trước câu hỏi của Nam: Ừ nhỉ! Tại sao lại là tia  ? - Theo tớ, chắc chắn tia  phải có một tính chất gì nổi trội hoặc khác hẳn so với tia  và tia  thì các bác sĩ mới lựa chọn nó để chữa bệnh chứ. Khải nói. Khải lần lại thông tin mà cậu đã lấy được từ trên mạng về việc Becơren phát hiện ra ba loại phóng xạ ,, . Cậu thấy rằng trong ba tia này, tia  có thể xuyên qua cả gạch. Khải nghĩ: Phải chăng đây là lí do ? Khi cậu nêu ra ý kiến này, cả nhóm có vẻ đồng ý nhưng chưa thực sự thấy thuyết phục. Chần chừ một lúc, Nam nói: 38 - Đồng ý là tia  có khả năng đâm xuyên lớn nhất, nó có thể xuyên qua gạch tức là xuyên qua được lớp mô mềm để đi vào cơ thể người nhưng tia  cũng có thể làm được điều này chứ vì tia  có thể xuyên qua được cả lá nhôm mỏng cơ mà? - Nhưng cậu không thấy rằng tia  có khả năng xuyên thấu lớn hơn tia  nhiều hay sao? Điều này cho thấy tia  còn có năng lượng rất lớn nên sẽ diệt được các tế bào ung thư. Khải suy luận. Hình 7. Khả năng xuyên thấu của tia phóng xạ qua vật chất Tạm bằng lòng với lí giải của Khải nhưng trên đường về, Nam lại thấy bất an và lo lắng. Cậu sợ rằng tia phóng xạ khi chiếu vào cơ thể mẹ sẽ làm mẹ đau đớn bởi nếu nó diệt được tế bào ung thư như vậy thì nó sẽ ảnh hưởng đến các tế bào lành lặn khác. Cậu không về nhà ngay mà đến thẳng nhà bác Tân - bạn của bố Nam - một bác sĩ khoa đầu cổ của bệnh viện K. Sau khi trần tình lo lắng, Nam được bác Tân giải thích: “Không phải các bác sĩ chỉ dùng tia  đễ chữa bệnh ung thư mà còn dùng cả tia  nữa. Tuy nhiên, các cháu đã nghĩ đúng về việc lựa chọn tia  nhiều là do tia này có khả năng đâm xuyên lớn và có tác dụng mạnh trong việc tiêu diệt tế bào ung thư. Còn về việc các tia phóng xạ có là ảnh hưởng đến các tế bào lành lặn không thì chắc chắn là có. Sau điều trị phóng xạ, các bệnh nhân đều bị giảm hồng cầu, buồn nôn và rụng tóc. Tuy nhiên, các tế bào này sẽ phục hồi sau một thời gian. Còn về bệnh của mẹ cháu, cháu đừng lo lắng quá. Mẹ cháu còn phải đi kiểm tra lại vài lần để chắc chắn về tình trạng bệnh đã”. 39 Hình 8. Bệnh nhân ung thư sau điều trị bằng tia phóng xạ Phần III. Hành trình Vẫn còn băn khoăn về việc chẩn đoán bệnh của mẹ Nam, bố Nam quyết định đưa mẹ Nam đi kiểm tra lại. Trước khi đi, bố Nam hỏi bác Tân và được biết các bác sĩ sẽ cho mẹ uống một viên Iốt phóng xạ. Sau 2 ngày, các bác sĩ sẽ đo hoạt độ phóng xạ tại vùng cổ của mẹ Nam để xác định chính xác tình trạng bệnh. Nghe bố nói lại, Nam hy vọng việc chẩn đoán sẽ mang lại kết quả tốt về bệnh của mẹ. Biết đâu, lần trước mẹ Nam bị chẩn đoán nhầm. Hoặc giả sử mẹ Nam có bị ung thư thì chỉ là chớm bị thôi. Lan man trong các ý nghĩ ấy, Nam phấp phỏng lo âu. Nam sợ nếu mẹ không sao thì uống thuốc phóng xạ vào chẳng hoá ra mẹ lại bị nhiễm phóng xạ ư? Vậy chẳng hoá từ lành lặn lại bị bệnh ư? Thấy Nam đăm chiêu, Bố trấn an:- Bố biết con nghĩ gì rồi nhưng con yên tâm. Bố cũng từng nghĩ như con nên đã hỏi bác Tân. Bác ấy nói hoạt độ phóng xạ ấy là an toàn cho người bệnh. Và sau một thời gian lượng phóng xạ đó sẽ “biến mất” khỏi cơ thể người bệnh. Nghe thế, Nam yên tâm về phương pháp chẩn đoán mà các bác sĩ dùng cho mẹ. Song trong đầu Nam lại nảy ra thắc mắc: Không biết hoạt độ phóng xạ là gì nhỉ và sau bao lâu thì lượng chất phóng xạ được đưa vào người mẹ sẽ “biến mất”. Không muốn làm bố bận tâm thêm, Nam đến nhà Khải và chia sẻ với bạn về vấn đề này. Khải lập tức triệu tập một cuộc hóp nhóm để cùng trao đổi về vấn đề mà Nam vừa chia sẻ. Sau khi nghe Khải nói lí do, Lan nói: 40 - Tớ nghĩ chắc hiện tượng phóng xạ phải có một quy luật gì đó chứ. Nếu không các bác sĩ lấy căn cứ gì để đo đạc hay chẩn đoán bệnh? Câu hỏi 1. Hoạt độ phóng xạ là gì? Hoạt độ phóng xạ có phụ thuộc vào thời gian không? Khải tán thưởng: - Tớ cũng nghĩ vậy. Chắc chắn lượng phóng xạ đưa vào cơ thể người bệnh phải giảm dần vì chúng bị phân rã. Nhưng sự giảm dần này tuân theo quy luật nào? - Làm thế nào để tìm được quy luật này nhỉ? Chúng ta có gì trong tay đâu. Thuý tỏ ra chán nản. Lan nhanh nhảu: -Tớ đọc sách phần này rồi. Tớ thấy SGK chỉ ra rằng, cứ sau một khoảng thời gian xác định T thì một nửa số hạt nhân hiện có bị phân rã, biến đổi thành hạt nhân khác. T được gọi là chu kì bán rã tức là thời gian để một nửa số hạt nhân bị phân rã. Đố các cậu biểu diễn quy luật này bằng biểu thức toán học đấy? Nghe Lan thách đố, Khải và Nam lấy giấy bút ra để tìm cách biểu diễn quy luật phóng xạ bằng biểu thức toán học. Khải nghĩ: Giả sử lúc đầu, số hạt nhân là N0, thì sau N một chu kì T số hạt nhân còn lại là 0 . Vậy sau 2T, 3T. 4T,..kT số hạt nhân còn lại 2 N N N N là: 0 , 0 , 0 ,... 0 4 8 16 2 k Nếu gọi N(t) là số hạt nhân còn lại sau k chu kì bán rã thì ta có: N 0 −k N(t) = = N0. 2 2 k Nếu xét trong thời gian t thì số chu kì bán rã là: k= t/T. Khi đó: −t /T N(t) = N0. 2 - Ra rồi! Như vậy số hạt nhân phóng xạ sẽ giảm theo quy luật của hàm số mũ. Nam reo lên. Cậu quay sang hỏi Lan: Cậu thấy thế nào? Tâm phục khẩu phục chưa? Lan gật gù: Các cậu khá đấy. Tuy nhiên, trong SGK còn biểu diễn biểu thức này như sau: - t N(t) = N0.e Cậu giải thích đi nào? 41 Khải cười: Dễ ợt! Cậu xem đây nhé! Cậu còn nhớ không? 2x = e xln2 t ln 2 - t ln 2 - t Vậy N(t) = N0.e Đặt =  . Vậy ta có: N(t) = N0.e T T - Đúng rồi đấy. Tớ thấy trong SGK,  được gọi là hằng số phóng xạ. Mỗi loại chất phóng xạ có một hằng số khác nhau đấy. Nam vẫn băn khoăn: - Thế nếu tính theo khối lượng thì sao nhỉ? Lần này, Khải nói: - Cậu thử nghĩ xem. Giữa khối lượng và số hạt nhân có liên quan đến nhau như thế nào? Cái này mình học rồi mà. m Nam “À” lên một tiếng rồi nói: N = N với NA là số Avôgađrô. Tức là số A A hạt nhân và khối lượng chất tỉ lệ thuận với nhau. Thế thì ta có thể viết: - t m(t) = m0.e Cả nhóm đều gật gù trước kết quả mà Nam tìm ra. Thuý nói: Vậy là Nam yên tâm rồi nhé. Lượng chất phóng xạ mà các bác sĩ sẽ đưa vào cơ thể mẹ cậu sẽ giảm theo quy luật hàm số mũ, thế thì chẳng mấy mà nó tự biến mất ra khỏi cơ thể của mẹ đâu. Cậu đừng lo. Muốn Nam yên tâm hơn, Thuý đề nghị mọi người cùng vẽ đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của số hạt nhân phóng xạ theo thời gian để nhìn thấy rõ hơn sự giảm của số hạt nhân ban đầu. Sau một hồi phân tích và vẽ, các bạn có đồ thị sau: N N0 0 N0/2 N0/4 N0/8 N0/16 42 0 T 2T 3T 4T t Hình 9. Đồ thị sự phụ thuộc của số hạt nhân chất phóng xạ theo thời gian Đến lúc này thì Nam mỉm cười, cậu đã thực sự yên tâm về phương pháp mà các bác sĩ sẽ dùng để kiểm tra bệnh tình của mẹ mình. Cả nhóm vui vẻ rủ nhau đi ăn chè. Trong khi ăn chè, Khải bỗng nhớ đến một khái niệm mà Nam đã nói đến lúc ở nhà Khải. Đó là độ phóng xạ. Cậu nói điều này với mọi người và đề nghị cùng tìm hiểu xem độ phóng xạ là gì. Lúc này đã muộn, sợ bố mẹ lo nên Lan đề nghị các bạn về nhà tìm hiểu sau đó sẽ trao đổi lại và giờ ra chơi của buổi học sáng ngày mai. Câu hỏi 2. Độ phóng xạ là gì và độ phóng xạ có ý nghĩa như thế nào? Giờ ra chơi ngày hôm sau, cả nhóm tụ tập tại bàn của Khải. Mọi người trình bày về vấn đề Khải đã đưa ra. Lan mở đầu: - Các cậu có thấy hằng số phóng xạ của các chất phóng xạ khác nhau là khác nhau không? - Có chứ. Tức là trong cùng một khoảng thời gian, số hạt nhân phóng xạ của các chất khác nhau là khác nhau chứ gì? Khải hỏi lại. - Đúng đấy. Nói cách khác thì tốc độ phóng xạ của các chất phóng xạ khác nhau là khác nhau và độ phóng xạ chính là đại lượng cho biết tốc độ phóng xạ của một chất phóng xạ là nhanh hay chậm đấy. - Cậu nhầm rồi. Thế cậu không thấy rằng nếu số hạt nhân ban đầu càng lớn thì số hạt nhân bị phân rã càng lớn hay sao? Hôm trước, chúng ta đã tìm được quy luật phóng xạ còn gì? Nam phản bác. Im lặng từ nãy, giờ Lan mới thủng thẳng lên tiếng: - Cả hai cậu đều có ý đúng rồi đấy, rõ ràng tốc độ phân rã phụ thuộc hạt nhân đó là hạt nhân gì nhưng cũng phụ thuộc vào số hạt nhân ban đầu. Cho nên, theo tớ biết thì độ phóng xạ cho biết tốc độ phóng xạ nhanh hay chậm của một lượng chất phóng xạ. Khải tiếp lời: - Đúng rồi đấy. Cho nên nó còn cho biết tính phóng xạ mạnh hay yếu của một lượng chất của một lượng chất nữa cơ. Thuý thắc mắc : - Thế cậu có biết độ phóng xạ tính bằng công thức nào không? 43 Đã chuẩn bị trước nên Khải tự tin: - Có chứ. H =  .N. - Cậu chứng minh đi! Cả nhóm đồng thanh. Khải mang giấy bút ra, cậu nói: - Độ phóng xạ cho biết tốc độ phóng xạ của một lượng chất phóng xạ. Vậy nó sẽ được xác định bằng số phân rã trong 1 giây. Thức là ta có thể viết: N H = - với  N là số hạt nhân phân rã trong thời gian  t. t dN (t) Nếu xét t rất nhỏ: H = − = .N e −t = N dt 0 - t Còn có thể viết: H = H0.e với H0 =  .N0 Đến đây, cả nhóm bị Khải thuyết phục hoàn toàn. Nam dự định khi trở về nhà sẽ nói lại với bố mẹ những điều này để bố mẹ yên tâm về phương pháp chẩn đoán bệnh của các bác sĩ. Cậu hy vọng lần kiểm tra này sẽ mang lại một kết quả khả quan, mẹ cậu chỉ bị mệt mỏi sơ sơ thôi rồi khoẻ mạnh trở lại. Cả nhà cậu lại vui vẻ quây quần bên những bữa cơm ngon mẹ nấu. Phần 4. Kết quả Ba ngày sau, bố Nam đưa mẹ đến bệnh viện để kiểm tra lại tình trạng bệnh của mẹ. Muốn động viên mẹ, Nam xin phép bố mẹ cho đi cùng đến bệnh viện. Tại đây, cậu gặp rất nhiều bệnh nhân ung thư, nhiều người trong số họ nghi do nhiễm phóng xạ. Thương nhất là các em nhỏ với những đôi mắt trong veo và cơ thể gầy guộc. Ngớt cơn đau, các em vẫn vô tư cười đùa mà không biết trong mình mang bệnh nan y. Trở về nhà, sau khi đưa mẹ vào phòng nghỉ, Nam lập tức gọi điện cho Khải. Nam thắc mắc không biết các đồng vị phóng xạ nhân tạo có tính chất giống với các đồng vị bền của nó không và nó có những ứng dụng gì. Thấy hứng thú với thắc mắc của Nam, Khải lập tức hẹn các bạn đến để bàn bạc. Trong khi chờ các bạn đến, Khải đã tìm ra câu trả lời về tính chất của đồng vị phóng xạ nhân tạo. Cậu suy luận: “Đồng vị là những nguyên tử có cùng số prôtôn, khác số nơtrôn, ở cùng vị trí trong bảng tuần hoàn. Thế thì chắc chắn chúng có tính chất giống nhau rồi. Chỉ khác là đồng vị phóng xạ nhân tạo là do con người tạo ra thôi. Ở nước ta chả có lò phản ứng hạt nhân ở Đà lạt để cung cấp nguyên liệu phóng xạ trong y học đấy là gì?” 44 - Vấn đề là ngoài ứng dụng trong y học, các đồng vị phóng xạ nhân tạo còn được dùng vào việc gì? Khải nghĩ. Nôn nóng quá, Khải không chờ các bạn đến mà tự mình lên mạng để tìm kiếm thông tin. Sau một hồi tìm kiếm, cậu khá bất ngờ về tác dụng to lớn của tia phóng xạ. Cậu tập hợp các thông tin lại và dự định sẽ trình bày về nó khi các bạn tới nhà. Câu hỏi 1. Hãy thay Khải trình bày các ứng dụng của đồng vị phóng xạ nhân tạo trong cuộc sống? - Dùng chẩn đoán bệnh trong y học. Hình 10. Sử dụng các thiết bị ghi hình bức xạ để chẩn đoán bệnh trong y học Hình 11. Hình ảnh được ghi bằng máy xạ hình - Dùng điều trị bệnh ung thư: 45 Hình 12. Điều trị ung thư bằng tia phóng Hình 132. Chẩn đoán bệnh bằng thiết xạ bị ghi hình bức xạ - Dùng xác định tuổi của các cổ vật gốc sinh vật. Trở lại câu chuyện của mẹ Nam, sau khi kiểm tra lại, các bác sĩ xác định mẹ Nam có khối u ác tính ở thuỳ trái tuyến giáp và đang ở giai đoạn đầu. Các bác sĩ đã dùng phương pháp xạ trị để chữa bệnh cho mẹ Nam. Phương pháp này mang lại hiệu quả rất tốt. Mẹ Nam khoẻ mạnh trở lại và cuộc sống của gia đình Nam trở lại bình thường. Nam và các bạn có một vốn kiến thức về hiện tượng phân rã phóng xạ và có thể tự tin tuyên truyền với bạn bè, người thân về tác hại và cách bảo vệ mình khỏi các tia phóng xạ. 46 3.2.3 Tiến trình xây dựng kiến thức “Hiện tượng phóng xạ” 1. Làm nảy sinh vấn đề cần giải quyết từ tình huống: Bệnh nhân ung thư do nhiễm phóng xạ. 2.Phát biểu vấn đề cần giải quyết: Phóng xạ là gì mà lại gây bệnh ung thư cho con người? 3. Giải quyết vấn đề Đề xuất giải pháp: Nghiên cứu tài liệu qua SGK và tìm thông tin qua mạng internet để tìm hiểu về phóng xạ. Sử dụng mạng internet để tìm thông tin về lịch sử phát hiện tia phóng xạ, các vụ rò rỉ phóng xạ trong lịch sử thế giới. Dự đoán: Tia phóng xạ có khả năng đâm xuyên, phá hủy tế bào, làm đen kính ảnh Sử dụng mạng internet tìm dữ liệu trong lịch sử chứng tỏ tia phóng xạ có tính chất trên và trình bày phần nội dung tìm được. Từ các dữ liệu bổ sung các tính chất còn chưa dự đoán. Xử lí thông tin, tổng hợp và báo cáo kết quả. Khi một hạt nhân không bền tự phát ra phân rã, nó phát ra các tia phóng xạ và biến đổi thành các hạt nhân phóng xạ và biến đổi thành các hạt nhân khác. Chính các tia phóng xạ này gây căn bệnh ung thư cho con người. Tia phóng xạ được phát ra khi một hạt nhân không bền phân rã, không nhìn thấy được và có các tính chất như: kích thích một số phản ứng hóa học, ion hóa buồng không khí, làm đen kính ảnh, xuyên thấu lớp vật chất mỏng, phá hủy tế bào 4. Rút ra kết luận Hiện tượng một hạt nhân không bền vững tự phát phân rã, phát ra các tia phóng xạ và biến đổi thành các hạt nhân khác gọi là hiện tượng phóng xạ. Tia phóng xạ có thể tiêu diệt được tế bào ung thư và được sử dụng để chữa bệnh ung thư. 47 3.2.4 Tiến trình xây dựng kiến thức “Các loại tia phóng xạ và bản chất của các tia phóng xạ” 1. Làm nảy sinh vấn đề cần giải quyết từ tình huống: Để điều trị bệnh ung thư, các bác sĩ dùng phương pháp xạ trị, tức là chiếu tia phóng xạ thích hợp vào tế bào ung thư để tiêu diệt tế bào này. 2.Phát biểu vấn đề cần giải quyết: Có mấy loại tia phóng xạ? Bản chất của các tia phóng xạ đó là gì và chúng khác nhau như thế nào? 3. Giải quyết vấn đề Đề xuất giải pháp: Nghiên cứu tài liệu trong SGK, tìm thông tin để đưa ra ba loại phóng xạ và bản chất của chúng. Phân tích thông tin tìm được để tìm thấy sự khác nhau về khả năng đâm xuyên của các tia phóng xạ. Đưa ra phương án về cách tách tia gamma ra khỏi các tia phóng xạ khác và lập luận để bảo vệ phương án đã chọn. Trình bày, thảo luận các kết quả tìm được 4. Rút ra kết luận 4 Phóng xạ alpha  : là hạt nhân của nguyên tử He ( 2 He), có vận tốc khoảng 2.107m/s, có tác dụng ion hóa không khí, đi được tối đa khoảng 8cm trong không khí. - - 0 + 0 Phóng xạ beta  : tia là các electron ( −1 e ). Tia  là các pôziton ( +1 e ). Tia beta cũng làm ion hóa môi trường nhưng yếu hơn tia alpha, có vận tốc xấp xỉ vận tốc ánh sáng, đi được vài mét trong không khí, có thể xuyên qua lá nhôm dày cỡ mm. Phóng xạ gamma γ: tia γ là sóng điện từ có bước sóng rất ngắn, có khả năng đâm xuyên lớn, đi được vài mét trong bê tông, xuyên qua cả chì dày cỡ cm. 48 3.2.5 Tiến trình xây dựng kiến thức “Định luật phóng xạ. Độ phóng xạ” 1. Làm nảy sinh vấn đề cần giải quyết từ tình huống: Để biết chính xác tình trạng của bệnh nhân ung thư, các bác sĩ cho bệnh nhân uống một viên iốt phóng xạ. Họ giải thích là để đo hoạt độ phóng xạ ở vùng ung thư của bệnh nhân, từ đó biết chính xác tình trạng của bệnh nhân. 2.Phát biểu vấn đề cần giải quyết: Hoạt độ phóng xạ là gì? Hoạt độ phóng xạ có phụ thuộc vào thời gian không? 3. Giải quyết vấn đề Đề xuất giả thuyết: Số hạt nhân phóng xạ sẽ bị giảm dần theo thời gian và có quy luật nhất định. Nghiên cứu tài liệu để tìm hiểu khái niệm chu kỳ bán rã. Tìm cách chứng minh định luật phóng xạ dựa trên khái niệm chu kỳ bán rã. Nghiên cứu tài liệu để tìm hiểu khái niệm độ phóng xạ và công thức độ phóng xạ. Trình bày, thảo luận, đánh giá 4. Rút ra kết luận Định luật phóng xạ: Trong quá trình phân rã, số hạt nhân phân rã giảm theo thời gian theo định luật hàm số mũ. −t −t Biểu thức: N(t) = N0e ; m(t) = m0e Độ phóng xạ đặc trưng cho tính phóng xạ mạnh hay yếu của một lượng chất phóng xạ. Độ phóng xạ của một lượng chất phóng xạ tại thời điểm t bằng tích của hằng số phóng xạ và số lượng hạt nhân phóng xạ chứa trong lượng chất đó ở thời điểm t: H =  N Độ phóng xạ của một lượng chất phóng xạ giảm theo quy luật hàm số mũ: H −t = H0e 49 3.2.6 Tiến trình xây dựng kiến thức “Đồng vị phóng xạ và các ứng dụng” 1. Làm nảy sinh vấn đề cần giải quyết từ tình huống: Bệnh nhân được đưa đồng