Xem mẫu

  1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NGUYỄN VĂN KHẢI (Chủ biên) ĐẶNG DUY LỢI – NGUYỄN TRỌNG SỬU – NGÔ THỊ QUYÊN Giáo dục ứng phó với biến đổi khí hậu trong môn Vật lí CẤP TRUNG HỌC PHỔ THÔNG (TÀI LIỆU DÀNH CHO GIÁO VIÊN VÀ CÁN BỘ QUẢN LÝ GIÁO DỤC) Hà Nội, năm 2012 [1]
  2. DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT GDPT: Giáo dục phổ thông BĐKH: Biến đổi khí hậu DHTH: Dạy học tích hợp THCS: Trung học cơ sở THPT: Trung học phổ thông GV: Giáo viên HS: Học sinh [2]
  3. MỤC LỤC Trang Mục lục 5 Lời giới thiệu 7 Phần I. NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG I. Kiến thức cơ bản về BĐKH 9 1. Biểu hiện, đặc điểm và nguyên nhân chính của sự BĐKH toàn cầu 9 2. Tác động của sự BĐKH đối với tự nhiên và các hoạt động của con người 10 3. Ứng phó với BĐKH 11 4. Hành động ứng phó với BĐKH 11 5. Giáo dục, tuyên truyền, các giải pháp giảm nhẹ với BĐKH tại các địa phương 13 II. Giáo dục ứng phó với BĐKH trong trường THPT 14 1. Vai trò, nhiệm vụ của GDPT trước những thách thức của BĐKH 14 2. Mục tiêu của giáo dục ứng phó với BĐKH trong trường THPT 14 3. Định hướng, yêu cầu của giáo dục ứng phó với BĐKH trong trường THPT 15 4. Tích hợp giáo dục ứng phó với BĐKH trong trường THPT 15 Phần II. TÍCH HỢP GIÁO DỤC ỨNG PHÓ VỚI BĐKH TRONG MÔN VẬT LÍ CẤP THPT 1. Mục tiêu chung về giáo dục ứng phó với BĐKH trong môn Vật lí 19 2. Khả năng tích hợp giáo dục ứng phó với BĐKH của môn Vật lí 20 3. Giới thiệu địa chỉ tích hợp giáo dục ứng phó với BĐKH trong môn Vật lí 38 4. Gợi ý về tổ chức DHTH nội dung giáo dục ứng phó với BĐKH vào môn Vật lí cấp THPT 47 5. Giới thiệu một số giáo án DHTH nội dung giáo dục ứng phó với BĐKH trong môn Vật lí 71 6. Giới thiệu một số câu hỏi và bài tập tích hợp nội dung giáo dục ứng phó với BĐKH trong môn Vật lí cấp THPT 125 Tài liệu tham khảo 129 [3]
  4. LỜI GIỚI THIỆU Bước sang thế kỷ XXI, nhân loại đang phải đối mặt với một trong những thách th ức l ớn nh ất là sự BĐKH toàn cầu. BĐKH đã có những tác động sâu sắc, m ạnh m ẽ đ ến m ọi ho ạt đ ộng s ản xu ất; đời sống của sinh vật và con người; môi trường tự nhiên, kinh t ế - xã h ội c ủa c ả m ọi châu l ục, m ọi quốc gia trên Trái Đất. Những biểu hiện, đặc điểm, nguyên nhân và tác đ ộng c ủa BĐKH đã đ ược nghiên cứu, tìm hiểu cặn kẽ. Các giải pháp mang tính chi ến l ược toàn c ầu và c ủa m ỗi qu ốc gia trên thế giới về ứng phó có hiệu quả với BĐKH cũng đã được đề ra và thực hiện ráo riết. Nhận thức rõ những ảnh hưởng to lớn và nghiêm trọng do BĐKH gây ra, Thủ tướng Chính phủ nước Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam đã phê duyệt Chương trình m ục tiêu qu ốc gia ứng phó v ới BĐKH (Quyết định số 158/2008/QĐ-TTg ngày 2/12/2008). Để thực hi ện ch ương trình m ục tiêu qu ốc gia ứng phó với BĐKH, Bộ trưởng Bộ Giáo dục và Đào t ạo đã phê duy ệt K ế ho ạch hành đ ộng ứng phó với BĐKH của ngành Giáo dục giai đoạn 2011 - 2015 và phê duyệt Dự án "Đ ưa các n ội dung ứng phó với BĐKH vào chương trình Giáo dục và Đào tạo giai đoạn 2011 - 2015". Nhằm định hướng cho việc triển khai thực hiện nhi ệm vụ trên m ột cách có hi ệu qu ả, B ộ Giáo dục và Đào tạo đã xây dựng bộ tài liệu giáo dục ứng phó với BĐKH tích h ợp vào các môn h ọc c ấp THPT: Vật lí, Hóa học, Sinh học, Địa lí, Công nghệ. Mỗi tài liệu có cấu trúc gồm hai phần chính: Phần I. Những vấn đề chung . Phần này làm rõ một số kiến thức cơ bản về BĐKH và những quan niệm về giáo dục BĐKH trong trường THPT. Phần II. Tích hợp giáo dục ứng phó với BĐKH trong môn h ọc. Phần này làm rõ mục tiêu về giáo dục ứng phó với BĐKH, về khả năng tích hợp giáo dục ứng phó v ới BĐKH, g iới thiệu những địa chỉ tích hợp giáo dục ứng phó với BĐKH, những gợi ý về tổ chức DHTH nội dung giáo dục ứng phó với BĐKH, minh họa một số bài soạn tích hợp nội dung giáo dục ứng phó với BĐKH và gi ới thi ệu m ột s ố câu hỏi và bài tập tích hợp nội dung giáo dục ứng phó với BĐKH trong môn học. Đây là tài liệu có tính định hướng và gợi ý cho các thầy, cô giáo trong việc xây dựng kế hoạch giáo dục, soạn các giáo án lên lớp cho HS. Trong quá trình triển khai, rất cần sự vận dụng sáng tạo, phù hợp với tình hình cụ thể của các địa phương để nội dung giáo dục ứng phó với BĐKH đạt được các hiệu quả cao nhất. Trong quá trình biên soạn, các tác giả đã có nhiều cố gắng, song không thể tránh kh ỏi những thi ếu sót, rất mong nhận được sự góp ý quý báu của các thầy, cô giáo để tài liệu được hoàn thiện hơn. VỤ GIÁO DỤC TRUNG HỌC [4]
  5. Phần I NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG I. KIẾN THỨC CƠ BẢN VỀ BĐKH 1. Biểu hiện, đặc điểm và nguyên nhân chính của BĐKH toàn cầu 1.1. Khái niệm về BĐKH BĐKH là sự thay đổi của khí hậu mà nguyên nhân trực ti ếp hay gián ti ếp b ởi ho ạt đ ộng c ủa con người làm thay đổi thành phần của khí quyển toàn cầu và tác động thêm vào sự biến động khí hậu tự nhiên trong các thời gian có thể so sánh được (Công ước chung c ủa Liên H ợp Qu ốc v ề BĐKH t ại Hội nghị Thượng đỉnh về Môi trường tại Rio de Janero (Braxin - năm 1992). Nói m ột cách khác, BĐKH là sự biến đổi trạng thái của khí hậu so với trung bình ho ặc dao đ ộng c ủa khí h ậu duy trì trong một thời gian dài, thường là vài thập kỷ hoặc hàng trăm năm và lâu hơn. 1.2. Những biểu hiện của BĐKH - Nhiệt độ không khí của Trái Đất đang có xu hướng nóng d ần lên: t ừ năm 1850 đ ến nay nhi ệt độ trung bình đã tăng 0,740C; trong đó nhiệt độ tại 2 cực của Trái Đất tăng gấp 2 l ần so v ới s ố li ệu trung bình toàn cầu. Theo dự báo, nhiệt độ trung bình của Trái Đ ất có th ể tăng lên 1,1 - 6,4 0C tới năm 2100, đạt mức chưa từng có trong lịch sử 10.000 năm qua. Ở Việt Nam trong vòng 50 năm (1957 - 2007) nhiệt độ không khí trung bình tăng khoảng 0,5 - 0,70C. Dự báo, nhiệt độ không khí trung bình sẽ tăng từ 1 - 20C vào năm 2020 và từ 1,5 - 20C vào năm 2070. - Sự dâng cao của mực nước biển gây ngập úng và xâm nhập mặn ở các vùng thấp ven bi ển, xóa sổ nhiều đảo trên biển và đại dương. Trong thế kỷ XX, trung bình mực nước biển ở châu Á dâng cao 2,44mm/năm; ch ỉ riêng th ập k ỷ vừa qua là 3,1mm/năm. Dự báo trong thế kỷ XXI, mực nước biển dâng cao từ 2,8 - 4,3mm/năm. Ở Việt Nam, tốc độ dâng lên của mực nước biển khoảng 3mm/năm (giai đo ạn 1993 - 2008) tương đương với tốc độ dâng lên của mực nước biển trong các đại dương th ế gi ới. Dự báo đ ến gi ữa thế kỷ XXI, mực nước biển có thể dâng thêm 30cm và đến cuối thế k ỷ 21 m ực n ước bi ển có th ể dâng lên 75cm so với thời kỳ 1980 - 1999. - Sự thay đổi thành phần và chất lượng khí quyển có hại cho môi tr ường s ống c ủa con ng ười và các sinh vật trên Trái Đất. - Có sự xuất hiện của nhiều thiên tai bất thường, trái quy luật, mức độ lớn như bão, mưa lớn, hạn hán gây nên những tổn thất to lớn về người và tài sản. 1.3. Đặc điểm của BĐKH toàn cầu - Diễn ra chậm, từ từ, khó phát hiện, khó đảo ngược; - Diễn ra trên phạm vi toàn cầu, có ảnh hưởng tới tất c ả các lĩnh v ực có liên quan đ ến s ự s ống và hoạt động của con người; - Cường độ ngày một tăng và hậu quả khó lường trước; - Là nguy cơ lớn nhất của con người phải đối mặt với tự nhiên trong l ịch s ử phát tri ển c ủa mình. 1.4. Nguyên nhân của BĐKH - Ngoài những nguyên nhân tự nhiên gây nên sự BĐKH toàn cầu đã diễn ra trong quá trình hình thành và phát triển của Trái Đất trong các thời gian trước đây, như sự tương tác giữa vận động của Trái Đất và vũ trụ, sự thay đổi của bức xạ Mặt Trời, sự tác động của khí CO 2 do các hoạt động núi lửa, cháy rừng hoặc các trận động đất lớn gây ra; nguyên nhân chính gây nên BĐKH trong vòng 300 năm gần đây và đặc biệt trong nửa thế kỷ qua là do hoạt động công nghiệp phát triển, sử dụng rất nhiều nhiên liệu và năng lượng thải vào bầu khí quyển các chất ô nhiễm. [5]
  6. - Tình hình đô thị phát triển mạnh mẽ, gia tăng các hoạt động giao thông vận tải, chặt phá r ừng và cháy rừng... cũng làm nghiêm trọng thêm tình hình ô nhiễm không khí, gi ữ l ại l ượng b ức x ạ sóng dài khiến cho nhiệt độ Trái Đất nóng lên theo hiệu ứng nhà kính. Từ đó, làm thay đ ổi các quá trình t ự nhiên của hoàn lưu khí quyển, vòng tuần hoàn nước, vòng tuần hoàn sinh vật... - Có thể nói, hoạt động của con người là nguyên nhân ch ủ yếu gây ra nh ững BĐKH hi ện nay trên Trái Đất. 2. Tác động của BĐKH đối với tự nhiên và các hoạt động của con người 2.1. Sự nóng lên của Trái Đất - Nhiệt độ tăng có ảnh hưởng trực tiếp đến các hệ sinh thái tự nhiên, làm suy gi ảm đa d ạng sinh học, làm ảnh hưởng tới năng suất, chất lượng sản phẩm vật nuôi, cây trồng. - Sự thay đổi và chuyển dịch của các đới khí hậu, đới thảm thực vật tự nhiên dẫn tới nguy c ơ đe dọa sự sống của các loài sinh vật. - Nhiệt độ tăng dần dẫn đến sự thay đổi các yếu tố thời ti ết khác, phá ho ại mùa màng, có ảnh hưởng trực tiếp tới các ngành năng lượng, xây dựng, giao thông vận tải, công nghiệp, du lịch... - Tuy nhiên, con người cũng có thể tận dụng những hệ quả sự nóng lên của Trái Đất. 2.2. Tác động của nước biển dâng - Làm tăng diện tích ngập lụt có ảnh hưởng trực tiếp tới sản xuất nông nghi ệp, các đô th ị, các công trình xây dựng giao thông vận tải cũng như n ơi cư trú c ủa con người; đ ặc bi ệt ở các vùng đ ồng bằng ven biển. - Làm tăng độ nhiễm mặn của nguồn nước, làm thay đổi các hệ sinh thái tự nhiên, h ệ sinh thái nông nghiệp. 2.3. Làm tăng cường các thiên tai - Bão, mưa lớn, lũ lụt, hạn hán xảy ra bất thường và có sức tàn phá lớn. - Xuất hiện các đợt nóng, lạnh quá mức, bất thường gây tổn hại đến sức kh ỏe con người, gia súc và mùa màng. - Tình trạng hoang mạc hóa có xu hướng gia tăng. 3. Ứng phó với BĐKH Ứng phó với BĐKH có hai khía cạnh: giảm nhẹ BĐKH và thích ứng với nó. 3.1. Giảm nhẹ Theo Ban Liên Chính phủ về BĐKH (IPCC) giảm nhẹ có nghĩa là sự can thiệp của con người nhằm làm giảm nguồn phát thải khí nhà kính, hoặc cải thiện các bể chứa khí nhà kính. 3.2. Thích ứng Thích ứng đề cập đến khả năng tự điều chỉnh của một hệ thống để thích nghi với nh ững bi ến đổi của khí hậu nhằm giảm nhẹ những nguy cơ thiệt hại, để đối phó v ới những hậu qu ả (có th ể x ảy ra) hoặc tận dụng những cơ hội. 4. Hành động ứng phó với BĐKH 4.1. Trên thế giới và Việt Nam - Ý thức về những tác hại do con người gây ra cho môi trường Trái Đất, gần đây đã có sự đ ồng thuận của cộng đồng quốc tế trong nỗ lực ngăn chặn những ảnh h ưởng nguy h ại do BĐKH toàn c ầu. Nhiều diễn đàn quốc tế đã ngày càng thu hút được sự quan tâm của các nhà khoa h ọc, doanh nghi ệp, chính trị cũng như các nhà hoạch định chính sách đối ngoại nh ư Liên h ợp qu ốc, WTO, EU, ASEM, APEC, ASEAN... một điều chắc chắn rằng những thoả thuận kinh tế, chính trị, th ương m ại song phương hoặc đa phương gắn liền với vấn đề BĐKH luôn nhận được sự tán thành và hợp tác. - Những cam kết quốc tế được cụ thể hoá vào năm 1997 khi Nghị định th ư Kyoto ra đ ời và chính thức có hiệu lực vào năm 2005 liên quan đến Chương trình khung v ề v ấn đ ề BĐKH mang t ầm quốc tế của Liên hợp quốc với mục tiêu cắt giảm lượng khí thải gây ra hiệu ứng nhà kính. [6]
  7. - Kể từ tháng 11/2007 đã có khoảng 175 quốc gia kí kết tham gia chương trình này. Nghị định thư Kyoto cũng ràng buộc 37 quốc gia phát triển đến năm 2012 phải cắt giảm khí thải xuống 5% so với mức của năm 1990. Nghị định thư cũng được khoảng 137 quốc gia đang phát triển tham gia kí kết trong đó có Brazil, Trung Quốc và Ấn Độ vốn là những nền kinh tế mới nổi và có lượng khí phát thải cao. S ự ki ện chính phủ Nga, quốc gia chiếm 17% lượng khí thải, phê chuẩn Nghị định thư vào năm 2004 và chính phủ Ôxtrâylia ký kết Nghị định thư vào năm 2007, đã gây sức ép buộc Mĩ (quốc gia chiếm 25% lượng khí thải ) - hiện là quốc gia phát triển duy nhất không phê chuẩn Nghị định thư Kyoto - phải thay đ ổi quan điểm trong thời gian gần đây. Thế giới hi vọng thái độ tích cực và sự tham gia có trách nhi ệm c ủa Mĩ sẽ được thể hiện khi Chính phủ của Tổng thống Obama tham gia Hội nghị Copenhagen. Tuy nhiên, cho đến nay tình hình này vẫn chưa có gì sáng sủa hơn, chưa có bước tiến triển mang tính đột phá trong cuộc chiến ứng phó với BĐKH toàn cầu Như vậy, Nghị định thư Kyôtô được mong đợi sẽ là m ột thành công trong v ấn đ ề c ắt gi ảm khí gây hiệu ứng nhà kính. Mục tiêu được đặt ra nhằm "Cân bằng lại l ượng khí th ải trong môi tr ường ở mức độ có thể ngăn chặn những tác động nguy hiểm cho sự tồn t ại và phát tri ển c ủa con ng ười v ốn chịu ảnh hưởng sâu sắc của môi trường”. Trong những năm tới, xu th ế chung c ủa h ợp tác qu ốc t ế và khu vực để đối phó với vấn đề BĐKH sẽ được tăng cường, t ập trung vào quá trình thi ết l ập c ơ ch ế hợp tác, nghiên cứu và đánh giá tác động, xây dựng biện pháp phòng ng ừa và nghiên c ứu công ngh ệ, năng lượng mới. Mặc dù vậy, quá trình hợp tác sẽ còn gặp nhiều khó khăn, trắc trở do còn nhiều sự khác biệt về lợi ích giữa các quốc gia trong việc thực hiện các cam kết quốc tế liên quan đến vấn đề BĐKH (cơ bản là việc giảm chất thải gây hiệu ứng nhà kính hoặc sử dụng tiết kiệm nhiên liệu có thể ảnh h ưởng xấu đến tăng trưởng kinh tế của nhiều quốc gia), việc sản xuất theo Chương trình cơ cấu phát tri ển sạch (The Clean Development Mechanism-CDM) đòi hỏi đầu tư lớn và công nghệ phức tạp... Vừa qua, Thủ tướng Chính phủ đã ký Quyết định số 158/2008/QĐ - TTg phê duyệt Ch ương trình mục tiêu quốc gia về ứng phó với BĐKH. Ngày 12/01/2009, tại TP.Hồ Chí Minh, B ộ Tài nguyên và Môi trường chính thức công bố Chương trình mục tiêu qu ốc gia về ứng phó v ới BĐKH. M ục tiêu chiến lược của Chương trình là đánh giá được mức độ tác động của BĐKH đ ối v ới các lĩnh v ực, ngành và địa phương trong từng giai đoạn và xây d ựng đ ược k ế ho ạch hành đ ộng có tính kh ả thi đ ể ứng phó hiệu quả với BĐKH cho từng giai đoạn ngắn hạn và dài h ạn nh ằm đảm bảo s ự phát tri ển bền vững của đất nước, tận dụng cơ hội phát triển nền kinh tế theo hướng các-bon th ấp và tham gia cùng cộng đồng quốc tế trong nỗ lực giảm nhẹ BĐKH, bảo vệ hệ thống khí hậu Trái Đất. 4.2. Hành động của chúng ta Thực tế cho thấy, BĐKH đang đe doạ nghiêm trọng đến lợi ích sống còn c ủa con ng ười trên khắp hành tinh và làm cho Trái Đất chúng ta ngày càng tr ở nên m ỏng manh, d ễ b ị t ổn th ương và ảnh hưởng đến sự phát triển bền vững trong tương lai. Ngay từ bây gi ờ, chúng ta c ần ph ải ý th ức h ơn đ ối với môi trường thông qua từng công việc cụ thể của mỗi cá nhân. Trước tiên, đó chính là sự thay đổi thói quen hàng ngày trong cuộc sống theo hướng ti ết kiệm năng lượng. Chỉ cần một cái nhấn nút tắt đèn hay các thiết bị điện, điện tử khi ra vào phòng ở hoặc nơi làm việc là góp phần tiết kiệm năng lượng, bảo vệ môi trường và giảm thiểu năng lượng và các chi phí phải trả. Thứ hai, cần phải nhận thức đầy đủ hơn về nguyên nhân và hậu qu ả c ủa s ự BĐKH đ ể v ận dụng trong những hoàn cảnh cụ thể, đặc biệt là đối với nh ững người “ra quy ết đ ịnh”. Ví d ụ: B ạn là người có quyền nhập khẩu thiết bị sản xuất thì nhất quyết ph ải nói không v ới “công ngh ệ l ạc h ậu, sử dụng nhiều nhiên liệu và phát thải khí gây hiệu ứng nhà kính”. Thứ ba, nghiên cứu khoa học và ứng dụng những thành tựu mới vào trong hiện thực cuộc sống là sự đóng góp thiết thực nhất của chúng ta. Hiện nay, trên thế giới đã tập trung vào việc nghiên c ứu ứng dụng những nguồn năng lượng sạch như năng lượng Mặt Trời, sức gió, sóng biển... để tạo ra những sản [7]
  8. phẩm thân thiện với môi trường. Trong xây dựng đã chú ý đến kiến trúc sinh thái, trong du lịch đã xuất hiện nhiều hơn sản phẩm du lịch sinh thái... đây đều là những hướng đi tích cực. Thứ tư, bạn hãy là một tuyên truyền viên có trách nhiệm thông qua trao đổi, chuyện trò v ới gia đình, bạn bè, hàng xóm...về những vấn đề môi trường (như hạn chế xả chất th ải bẩn, tr ồng và chăm sóc cây xanh, đi xe đạp ở những cự ly thích hợp hoặc tăng cường sử d ụng ph ương ti ện giao thông công cộng, hạn chế và tiến tới không dùng túi ni lông, c ố gắng sử dụng n ước sạch ti ết ki ệm...). Vi ệc tuyên truyền, trao đổi thông tin trên blog cá nhân hay di ễn đàn tr ực tuy ến cũng có tác d ụng to l ớn và nhanh chóng. Thông qua các hoạt động văn hoá, văn nghệ, gi ải trí th ể thao, tình nguy ện và phát tri ển sẽ giúp bạn đưa vấn đề bảo vệ môi trưòng xâm nhập vào cộng đồng một cách hữu hiệu hơn. 5. Giáo dục, tuyên truyền các giải pháp giảm nhẹ với BĐKH tại các địa phương - Có hai nhóm giải pháp quan trọng nhất để đối phó với những thách th ức do BĐKH gây ra là giải pháp giảm nhẹ BĐKH và giải pháp thích ứng với những thay đ ổi c ủa đi ều ki ện t ự nhiên, kinh t ế- xã hội, giảm thiểu những thiệt hại của thiên tai do BĐKH gây ra. Điều đáng chú ý là các giải pháp này rất đa dạng, phong phú, song phải phù h ợp v ới tình hình cụ thể về điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội và dân c ư của từng đ ịa ph ương. BĐKH có th ể d ẫn đ ến những hậu quả khác nhau đối với mỗi khu vực. Bão lớn có sức tàn phá mạnh ở vùng ven bi ển tr ực tiếp gây sạt lở bờ biển, tràn ngập nước mặn, phá hủy công trình xây d ựng, nhà c ửa... Đ ối v ới vùng núi, chúng lại gây mưa lớn, lũ lụt, lũ quét, sạt lở đường... gây nên những t ổn th ất và thi ệt h ại to l ớn không kém. - Vì vậy việc tuyên truyền phổ biến sâu rộng các kiến thức, kinh nghiệm cụ thể của các địa phương có hoàn cảnh tương tự là rất cần thiết và có tác dụng thiết thực. - Cần chú trọng giáo dục, tuyên truyền cho nhân dân các đ ịa ph ương tinh th ần tích c ực, ch ủ động đối phó với những thách thức do BĐKH gây ra theo ph ương châm t ại ch ỗ, d ựa vào s ức mình là chính. II. GIÁO DỤC ỨNG PHÓ VỚI BĐKH TRONG TRƯỜNG THPT 1. Vai trò, nhiệm vụ của GDPT trước những thách thức của BĐKH 1.1. Vai trò của GDPT trước những thách thức của BĐKH - Số lượng HS đông, năm học 2011-2012 số HS của GDPT là 14,7 tri ệu (Trong đó, HS ti ểu học: 7,1 triệu, THCS: 4,9 triệu, THPT: 2,7 triệu). Nếu tính riêng, số l ượng HS trung h ọc chi ếm g ần 1/10 dân số nước ta và có liên quan đến hàng triệu hộ gia đình. - HS phổ thông là lực lượng và nhân tố c ơ bản để lan t ỏa trong xã h ội, nh ững hành đ ộng c ủa các em đều có tính động viên, khích lệ lớn đối với gia đình, xã h ội và do đó, có tác đ ộng góp ph ần làm thay đổi hành vi, cách ứng xử của mọi người trong xã hội trước hiện tượng BĐKH. - HS phổ thông là lực lượng chủ lực trong việc thực hiện và duy trì các hoạt động tuyên truyền về ứng phó với BĐKH trong và ngoài nhà trường. Đồng thời, những ki ến th ức và kĩ năng v ề ứng phó với BĐKH mà các em tiếp thu được từ nhà trường sẽ dần hình thành trong tư duy, hành đ ộng c ủa các em để ứng phó với BĐKH trong tương lai. Bởi vậy vi ệc đầu t ư cho giáo d ục ứng phó v ới BĐKH trong hệ thống GDPT nói riêng, hệ thống giáo dục quốc dân nói chung, là m ột gi ải pháp lâu dài, nh ưng hiệu quả kinh tế nhất và bền vững nhất. 1.2. Nhiệm vụ của GDPT trước những thách thức của BĐKH Giáo dục THCS và THPT bên cạnh việc hoàn thiện n ội dung GDPT qui đ ịnh cho t ừng c ấp h ọc, thì trước những thách thức của BĐKH còn có nhiệm vụ cung cấp cho HS nh ững hi ểu bi ết c ơ b ản v ề BĐKH, tác động của BĐKH đến môi trường tự nhiên, đ ến đ ời s ống và s ản xu ất c ủa con ng ười; những giải pháp nhằm hạn chế tác động của BĐKH và ứng phó với BĐKH để HS trở thành một tuyên truyền viên tích cực trong gia đình, nhà trường và địa phương về BĐKH. 2. Mục tiêu của giáo dục ứng phó với BĐKH trong trường THPT 2.1. Mục tiêu chung [8]
  9. - Nâng cao nhận thức, khả năng ứng phó với BĐKH cho cán b ộ qu ản lí, GV và HS c ấp THPT trong từng giai đoạn cụ thể; - Trang bị kiến thức, kĩ năng, hành vi cho cán bộ quản lí, GV và HS c ấp THPT đ ể ứng phó v ới BĐKH, góp phần tích cực vào việc thực hiện Chương trình mục tiêu quốc gia ứng phó với BĐKH. 2.2. Mục tiêu cụ thể - Nâng cao nhận thức cho cán bộ quản lí, GV và HS về BĐKH và ứng phó với BĐKH; - Tăng cường năng lực, kĩ năng, hình thành thái độ, hành vi của cán b ộ qu ản lý, GV, HS c ấp THPT về BĐKH và ứng phó với BĐKH trên toàn cầu, khu vực và trong nước. - Đưa các nội dung giáo dục về ứng phó với BĐKH tích h ợp vào các môn h ọc Sinh h ọc, Đ ịa lí, Vật lí, Hóa học, Công nghệ. 3. Định hướng, yêu cầu của giáo dục ứng phó với BĐKH trong trường THPT - Thông qua việc tích hợp kiến thức về BĐKH vào nội dung môn h ọc trong ti ết h ọc chính khóa hoặc ngoài giờ lên lớp, các hoạt động ngoại khóa để nâng cao nhận thức, hình thành thái đ ộ, hành vi ứng xử, rèn luyện kỹ năng và hành động cụ thể để ứng phó với BĐKH. - Nội dung của giáo dục ứng phó BĐKH phải đảm bảo tính khoa h ọc, tính h ệ th ống gi ữa các khối kiến thức, kĩ năng, đảm bảo tính liên thông giữa các cấp học. Kiến thức và kĩ năng về BĐKH còn phải đảm bảo được tính phù hợp với các đối tượng HS ở các vùng miền khác nhau trên cả nước. - Ứng phó với BĐKH cần có sự hợp tác, liên kết giữa các trường học trên phạm vi quốc gia, quốc tế về thông tin, chia sẻ kinh nghiệm xử lý rủi ro trong những trường hợp cụ thể, cả về nhân lực và tài chính. - Giáo dục ứng phó BĐKH là giáo dục về nhận thức và cả hành động đ ể có th ể tham gia gi ải quyết những vấn đề cụ thể do BĐKH gây ra. Do đó, mỗi HS được giáo dục ứng phó BĐKH không ch ỉ có thêm nhận thức, hiểu biết cần thiết để ứng phó BĐKH, mà còn phải bi ết vận d ụng các các ki ến thức, kĩ năng để giải quyết các vấn đề thực ti ễn cụ th ể, phải bi ết làm m ột vi ệc gì đó cho tr ường mình, cho cộng đồng, nghĩa là giáo dục ứng phó BĐKH phải đ ược ti ến hành thông qua các hành đ ộng thực tiễn. - Trong giáo dục về ứng phó với BĐKH, cần phát tri ển các kĩ năng h ợp tác: thày-trò; trò - trò; thầy trò - xã hội để nâng cao hiệu quả giáo dục và góp ph ần xây d ựng “Tr ường h ọc thân thi ện, h ọc sinh tích cực”. 4. Tích hợp giáo dục ứng phó với BĐKH trong trường THPT 4.1. Quan niệm về DHTH Khái niệm tích hợp đã được sử dụng rất rộng rãi trong nhi ều lĩnh v ực khoa h ọc và kĩ thu ật, đặc biệt trong lĩnh vực kĩ thuật điện tử, công nghệ thông tin,... Tích hợp có nghĩa là "gộp l ại, sáp nh ập lại thành một tổng thể" (tiếng Pháp là intégration, tiếng Anh là integration). T ư t ưởng tích h ợp đã được vận dụng trong nhiều giải pháp công nghệ thuộc m ọi lĩnh v ực kinh t ế - xã h ội hi ện nay, trong đó có giáo dục. Phương thức tích hợp các môn học trong quá trình dạy h ọc, hay DHTH, đã đ ược v ận d ụng tương đối phổ biến ở nhiều quốc gia. Ở Việt Nam đã có nhiều môn học, ho ạt động giáo d ục quan tâm vận dụng tư tưởng tích hợp vào quá trình dạy học đ ể nâng cao ch ất l ượng giáo d ục (nh ư tích h ợp các nội dung của các môn Sinh học, Địa lí, Lịch sử,... hoặc đưa các n ội dung giáo dục vào các môn h ọc như giáo dục bảo vệ môi trường, sử dụng năng lượng tiết ki ệm và hi ệu qu ả, giáo d ục dân s ố, giáo dục giới tính vào các môn học). Xavier Rogiers đã đưa ra một định nghĩa về khoa học sư ph ạm tích h ợp nh ư sau: "Khoa s ư phạm tích hợp là một quan niệm về một quá trình học tập trong đó toàn th ể các quá trình h ọc t ập góp phần hình thành ở HS những năng lực rõ ràng, có d ự tính tr ước nh ững đi ều c ần thi ết cho HS, nh ằm phục vụ cho các quá trình học tập tương lai, hoặc nhằm hòa nhập HS vào cuộc sống lao động". [9]
  10. "Khoa sư phạm tích hợp" được trình bày như một lí thuyết giáo dục, một mặt nó đóng góp vào việc nghiên cứu xây dựng chương trình, sách giáo khoa, đồng thời góp phần định hướng các hoạt động dạy học trong nhà trường. Với ý nghĩa định hướng các hoạt động dạy học, trong nhiều tài li ệu ng ười ta cũng th ường s ử dụng thuật ngữ "DHTH". Trong tài liệu này chúng tôi sẽ dùng thuật ngữ "DHTH" để chỉ quá trình dạy học, trong đó, HS phải huy động nội dung kiến thức, kĩ năng thu ộc nhi ều lĩnh v ực khác nhau đ ể gi ải quyết các nhiệm vụ học tập, thông qua đó lại hình thành và phát tri ển nh ững ki ến th ức, kĩ năng m ới, rèn luyện được những năng lực cần thiết. Một quá trình dạy học như v ậy cũng đòi h ỏi GV ph ải nghiên cứu vận dụng phối hợp các phương pháp và phương tiện dạy học. 4.2. Lí do phải thực hiện DHTH - DHTH góp phần thực hiện mục tiêu giáo dục toàn diện của nhà trường phổ thông. + Vận dụng DHTH là một yêu cầu tất yếu của việc thực hiện nhiệm vụ dạy học ở nhà trường phổ thông. Như Luật giáo dục (2005) đã nêu : " Mục tiêu giáo dục phổ thông là giúp học sinh phát triển toàn diện về đạo đức, trí tuệ, thể chất, thẩm mỹ và các kỹ năng cơ bản, phát triển năng lực cá nhân, tính năng động và sáng tạo, hình thành nhân cách con người Việt Nam Xã hội chủ nghĩa, xây dựng tư cách và trách nhiệm công dân; chuẩn bị cho học sinh tiếp tục học lên hoặc đi vào cuộc sống lao động, tham gia xây dựng và bảo vệ tổ quốc ". Việc có nhiều môn học đã được đưa vào nhà tr ường phổ thông hiện nay là thể hiện quá trình thực hiện mục tiêu giáo dục toàn di ện. Các môn h ọc đó ph ải liên kết với nhau để cùng thực hiện mục tiêu giáo dục nêu trên. + Mặt khác, hiện nay các tri thức khoa học và kinh nghiệm xã hội của loài người phát tri ển như vũ bão. Trong khi, quỹ thời gian cũng như số năm học để HS ngồi trên ghế nhà trường là có hạn, không thể đưa nhiều môn học hơn nữa vào nhà trường, cho dù những tri thức này là rất cần thiết. Chẳng hạn, ngày nay người ta nhận thấy cần thiết phải trang bị nhiều kĩ năng sống cho HS (các kiến thức và kĩ năng về an toàn giao thông, bảo vệ môi trường sống, tiết kiệm năng lượng và sử dụng năng lượng hiệu quả, về định hướng về nghề nghiệp,...) trong khi những tri thức này không thể tạo thành môn học m ới để đưa vào nhà trường. Vì vậy, DHTH là giải pháp quan trọng. + Chương trình GDPT và sách giáo khoa các môn h ọc đã tích h ợp nhi ều tri th ức đ ể th ực hi ện các mục tiêu nêu trên, song không thể đầy đủ và phù h ợp v ới t ất c ả đ ối t ượng HS. Vì v ậy, trong quá trình dạy học, GV phải nghiên cứu để tích hợp các nội dung tri thức trên m ột cách c ụ th ể cho t ừng môn học và phù hợp với từng đối tượng HS ở các vùng miền khác nhau. - Do bản chất của mối liên hệ giữa các tri thức khoa học Các nhà khoa học cho rằng khoa học ở thế kỷ XX đã chuyển từ phân tích cấu trúc lên tổng hợp hệ thống làm xuất hiện các liên ngành (như sinh thái học, tự động hóa,...). Vì vậy, xu thế dạy h ọc trong nhà trường là phải làm sao cho tri thức của HS xác thực và toàn diện. Quá trình dạy học phải làm sao liên kết, tổng hợp hóa các tri thức, đồng thời thay thế "tư duy cơ giới cổ điển" bằng "tư duy hệ thống". Theo Xavier Rogiers, nếu nhà trường chỉ quan tâm dạy cho HS các khái niệm một cách rời rạc, thì nguy c ơ sẽ hình thành ở HS các "suy luận theo kiểu khép kín", sẽ hình thành những con người "mù chức năng", nghĩa là những người đã lĩnh hội kiến thức nhưng không có khả năng sử dụng các kiến thức đó hàng ngày. - Góp phần giảm tải học tập cho HS Giảm tải học tập không chỉ là giảm thiểu khối lượng kiến thức môn học, ho ặc thêm th ời lượng cho việc dạy học một nội dung kiến thức theo qui định. Phát triển hứng thú học tập cũng có thể được xem như một biện pháp giảm tải tâm lí học tập có hiệu quả và r ất có ý nghĩa. Làm cho HS th ấu hiểu ý nghĩa của các kiến thức cần tiếp thu, bằng cách tích hợp m ột cách h ợp lí và có ý nghĩa các n ội dung gần với cuộc sống hàng ngày vào môn học, từ đó tạo sự xúc cảm nhận thức, cũng sẽ làm cho HS nhẹ nhàng vượt qua các khó khăn về nhận thức và việc học t ập khi đó m ới tr ở thành ni ềm vui và hứng thú của HS. [10]
  11. 4.3. Phương thức, hình thức DHTH nội dung giáo dục ứng phó v ới BĐKH trong các môn học cấp THPT a) Các phương thức tích hợp: - Nội dung GDPT đảm bảo tính phổ thông, c ơ bản, toàn di ện, h ướng nghi ệp và có h ệ th ống; gắn với thực tiễn cuộc sống, phù hợp với tâm sinh lí lứa tuổi của HS, đáp ứng m ục tiêu giáo d ục ở cấp học, nên việc đưa các nội dung giáo dục ứng phó với BĐKH, cũng như các n ội dung giáo d ục khác vào nội dung các môn học trong trường phổ thông cần phải tìm các ph ương th ức d ạy h ọc phù hợp. Thực tế cho thấy thực hiện phương thức tích hợp các nội dung nêu trên trong d ạy h ọc các môn học là khả thi nhất trong bối cảnh hiện nay. - Các nội dung giáo dục ứng phó với BĐKH, nội dung giáo dục sử d ụng năng l ượng ti ết ki ệm và hiệu quả, cũng như nội dung giáo dục bảo vệ môi trường, có th ể đ ược tích h ợp vào các môn h ọc ở các mức độ khác nhau. Trong trường hợp cần tích hợp nhiều nội dung có liên quan v ới nhau vào cùng một môn học, trước hết ta cần làm rõ mối quan hệ gi ữa các n ội dung này và nên l ựa ch ọn các n ội dung thể hiện rõ nhất, có cơ sở khoa học và có ý nghĩa nhất để tích h ợp vào n ội dung môn h ọc. Đi ều này giúp ta tránh được sự dàn trải, đưa quá nhi ều n ội dung vào môn h ọc làm quá t ải ho ạt đ ộng h ọc tập của HS. - Các phương thức tích hợp thường dùng hiện nay là: + Tích hợp toàn phần: được thực hiện khi hầu hết các kiến thức của môn học, hoặc nội dung của một bài học cụ thể, cũng chính là các kiến thức về giáo dục ứng phó với BĐKH. + Tích hợp bộ phận: được thực hiện khi có một phần kiến thức của môn học hoặc bài h ọc có nội dung về giáo dục ứng phó với BĐKH. + Hình thức liên hệ: liên hệ là một hình thức tích hợp đơn giản nhất khi chỉ có một số nội dung của môn học có liên quan tới nội dung về giáo dục ứng phó v ới BĐKH, song không nêu rõ trong n ội dung của bài học. Trong trường hợp này GV phải khai thác ki ến th ức môn h ọc và liên h ệ chúng v ới các nội dung về giáo dục ứng phó với BĐKH. Đây là trường hợp thường xảy ra. b) Các hình thức tổ chức DHTH: - Hình thức thứ nhất: Thông qua các bài học trên lớp. Trong tr ường h ợp này GV th ực hi ện các phương thức tích hợp với các mức độ đã nêu ở trên. Các hoạt động của GV có thể bao gồm: Hoạt động 1: Nghiên cứu chương trình, sách giáo khoa để xây dựng mục tiêu dạy học, trong đó có các mục tiêu giáo dục ứng phó với BĐKH, mục tiêu giáo dục bảo vệ môi trường. Hoạt động 2: Xác định các nội dung giáo dục ứng phó với BĐKH, giáo d ục môi tr ường c ụ th ể cần tích hợp. Căn cứ vào mối liên hệ giữa ki ến thức môn h ọc và các n ội dung giáo d ục ứng phó v ới BĐKH, giáo dục môi trường, GV lựa chọn tư liệu và phương án tích h ợp. C ụ th ể ph ải tr ả l ời các câu hỏi: tích hợp nội dung nào là hợp lí? Liên k ết các ki ến th ức v ề giáo d ục ứng phó v ới BĐKH và giáo dục bảo vệ môi trường như thế nào? Thời lượng là bao nhiêu? Hoạt động 3: Lựa chọn các phương pháp dạy học và phương ti ện phù hợp, cần quan tâm sử dụng các phương pháp dạy học tích cực, các phương tiện dạy học có hiệu quả cao để tăng cường tính trực quan và hứng thú học tập của HS (như sử dụng các thí nghiệm, mô hình, tranh ảnh, video clip,...). Hoạt động 4: Xây dựng tiến trình dạy học cụ thể. Ở đây GV cần nêu cụ thể các hoạt đ ộng của HS, các hoạt động trợ giúp của GV. - Hình thức thứ hai: Giáo dục ứng phó với BĐKH cũng có th ể đ ược tri ển khai nh ư m ột ho ạt động độc lập song vẫn gắn liền với việc vận dụng ki ến thức môn h ọc. Các ho ạt đ ộng có th ể nh ư: tham quan, ngoại khóa, tổ chức các nhóm ngoại khóa chuyên đề, tổ chức thực hi ện d ự án, nghiên c ứu một đề tài (phù hợp với HS). Với các hoạt động này, m ức đ ộ tích h ợp ki ến th ức, kĩ năng các môn h ọc với các nội dung giáo dục ứng phó với BĐKH, giáo dục môi tr ường s ẽ đ ạt cao nh ất. Trong các ho ạt động này, HS học cách vận dụng kiến thức môn học trong các tình hu ống g ần gũi v ới cu ộc s ống h ơn, huy động được kiến thức từ nhiều môn học hơn. [11]
  12. Phần II TÍCH HỢP GIÁO DỤC ỨNG PHÓ VỚI BĐKH TRONG MÔN VẬT LÍ CẤP THPT 1. Mục tiêu chung về giáo dục ứng phó với BĐKH trong môn Vật lí 1.1. Mục tiêu chung Qua dạy học môn vật lí trang bị cho HS những kiến thức cơ bản về khí hậu, thời tiết, khí nhà kính, BĐKH hiện tại và quá khứ, nguyên nhân và hậu quả. Mối quan hệ gi ữa con người, thiên nhiên, BĐKH và ứng phó BĐKH, để mỗi HS trở thành tuyên truyền viên tích c ực trong gia đình, nhà tr ường và địa phương về BĐKH đồng thời có ý thức tham gia đóng góp vào các ho ạt đ ộng phù h ợp ở đ ịa phương làm giảm thiểu tác động của BĐKH khi ngồi trên ghế nhà trường cũng như trong tương lai. 1.2. Mục tiêu cụ thể - Kiến thức + Trang bị cho HS những kiến thức cơ bản về khí hậu, thời tiết, khí nhà kính, BĐKH, nguyên nhân và hậu quả, mối quan hệ giữa con người, thiên nhiên và những c ơ sở khoa h ọc vật lí c ủa các hiện tượng đó; + Trang bị cho HS những kiến thức cơ bản về BĐKH, ứng phó với BĐKH và c ơ sở khoa h ọc vật lí của các quá trình đó. - Kĩ năng + Trang bị và phát triển những kỹ năng vận dụng kiến thức vật lí đ ể gi ải thích c ơ s ở khoa h ọc của các hiện tượng khí hậu, thời tiết, khí nhà kính, nguyên nhân và hậu quả, mối quan hệ giữa con người và thiên nhiên; + Trang bị và phát triển những kỹ năng vận dụng kiến thức v ật lí đ ể gi ải thích c ơ s ở khoa h ọc về BĐKH, ứng phó với BĐKH trên cơ sở đó phát triển các kĩ năng thuyết ph ục, tuyên truyền v ề BĐKH và ứng phó với BĐKH trong cộng đồng. - Thái độ + Giáo dục cho HS ý thức vận dụng kiến thức vật lí trong giải thích các hiện tượng BĐKH, môi trường và ứng phó với BĐKH (giảm nhẹ và thích ứng). [12]
  13. + HS có ý thức vận dụng các hiểu biết, kĩ năng thu đ ược qua h ọc t ập môn v ật lí đ ể tham gia các hoạt động tuyên truyền về ứng phó với BĐKH, tham gia các ho ạt đ ộng nh ằm ứng phó v ới BĐKH phù hợp với lứa tuổi. + Hình thành hoài bão ước mơ học tập, nghiên c ứu học công ngh ệ để xây d ựng m ột t ương lai xanh, phát triển bền vững trên hành tinh Trái Đất. 2. Khả năng tích hợp giáo dục ứng phó với BĐKH của môn Vật lí Môn vật lí có vai trò quan trọng trong việc trang bị kiến thức về BĐKH và giáo dục ứng phó v ới BĐKH, bởi vì hầu hết các quá trình liên qua tới môi tr ường s ống trên Trái Đ ất, BĐKH đ ều liên quan trực tiếp tới môi trường vật lí, tức là các đi ều kiện vật lí cho s ự t ồn t ại và phát tri ển c ủa h ệ sinh thái. Do vậy, khả năng tích hợp giáo dục ứng phó với BĐKH vào môn vật lí là khá phong phú. Mu ốn th ực hiện được điều đó, người GV trên cơ sở đã hình thành cho HS các kiến th ức khoa h ọc v ật lí v ững chắc, đồng thời có nhiệm vụ làm rõ các nội dung sau: Thứ nhất, làm rõ vai trò c ủa các tác nhân v ật lí trong cấu trúc của môi trường sinh thái, trong quá trình dẫn đến BĐKH; Th ứ hai, làm rõ vai trò c ủa các quá trình vật lí trong các hiện tượng môi trường và BĐKH. 2.1. Làm rõ vai trò của các tác nhân vật lí trong cấu trúc môi trường sinh thái và BĐKH Làm rõ vai trò của các tác nhân vật lí trong các hi ện tượng liên quan tới môi tr ường sinh thái có ý nghĩa quyết định đến hiệu quả giáo dục môi trường, giáo dục về BĐKH qua dạy học bộ môn v ật lí. Trong mục này sẽ phân tích để làm rõ vai trò của các tác nhân vật lí trong các hi ện t ượng môi tr ường sinh thái. 2.1.1. Cấu trúc môi trường - Môi trường là gì? "Môi trường bao gồm các yếu tố tự nhiên và yếu tố vật chất nhân tạo quan hệ m ật thi ết v ới nhau, bao quanh con người, có ảnh hưởng tới đời sống, sản xuất, sự tồn t ại, phát tri ển c ủa con ng ười và thiên nhiên." (Theo Ðiều 1, Luật Bảo vệ môi trường của Việt Nam). - Một số định nghĩa khác về môi trường: 1. Môi trường là tập hợp các yếu tố vật lí, hoá học, sinh học, kinh tế xã hội, tác động lên từng cá thể hay cả cộng đồng. (Theo UNEP - United Nation Environment Program). 2. Môi trường nói chung là những điều kiện tự nhiên, xã hội, trong đó con người hay m ột sinh vật tồn tại, phát triển, trong quan hệ với con người, v ới sinh vật ấy. (T ừ đi ển ti ếng Vi ệt - NXB Đà Nẵng - TT từ điển học, 1997) - Thành phần của môi trường tự nhiên gồm: + Các yếu tố vô cơ: đất, nước, không khí... + Các yếu tố hữu cơ: sinh vật (bao gồm cả con người)… + Các yếu tố vật lí: nhiệt độ, ánh sáng... - Môi trường con người (còn gọi là môi trường địa lí): "Môi trường con người bao gồm toàn bộ các hệ thống tự nhiên và các hệ th ống do con ng ười tạo ra, trong đó con người sống và bằng lao động của mình, khai thác các ngu ồn tài nguyên t ự nhiên và nhân tạo nhằm thoả mãn những nhu cầu của con người." (UNESCO - 1981). 2.1.2. Một số khái niệm môi trường sinh thái liên quan tới vật lí - Thạch quyển (lithosphere) còn gọi là địa quyển hay môi tr ường đất, g ồm v ỏ Trái Đ ất v ới đ ộ sâu 60 - 70 km trên phần lục địa và 20 - 30 km d ưới đáy đại d ương. Môi tr ường đ ất (soil environment) thuộc vỏ phong hoá từ lớp đá mẹ lên mặt đất và bề m ặt Trái Đất, sâu kho ảng 2 - 3 m, (bazalte ~ 10 m). [13]
  14. - Sinh quyển (biosphere) hay môi trường sinh học, gồm những phần c ủa sự sống t ừ núi cao đ ến đáy đại dương, cả lớp không khí có ôxi trên cao và những vùng đ ịa quy ển. Đ ặc tr ưng cho ho ạt đ ộng sinh quyển là các chu trình trao đổi vật chất và trao đổi năng lượng. Mô hình môi trường sinh thái chung, lấy con người và hoạt động của con người làm trọng tâm. Ba bộ phận thuộc môi trường con người: Môi trường tự nhiên; Môi tr ường nhân t ạo (thành ph ố, làng mạc, ruộng đồng, đường xá...); Môi trường kinh tế - xã hội (các tổ chức xã hội và kinh tế...). Hình 1. Sinh quyển của Trái Đất - Khí quyển (atmosphere) còn gọi là môi trường không khí: l ớp không khí bao quanh đ ịa c ầu. Khí quyển gồm nhiều tầng: Tầng đối lưu (troposphere ): từ 0 ÷ 12km, trong tầng này nhiệt độ và áp suất giảm theo độ cao, đỉnh tầng đối lưu nhiệt độ khoảng -50 oC → -80oC; Tầng bình lưu (stratosphere): độ cao 10 ÷ 50 km, trong tầng này nhiệt độ tăng dần và đạt 0 oC ở 50 km, không khí rất loãng. Ở đỉnh tầng bình lưu có một lớp khí đặc biệt là ôzôn, có khả năng che chắn m ạnh các tia t ử ngo ại và h ạn ch ế các tia này xuyên xuống mặt đất giết hại sinh vật. Tầng trung l ưu (menosphere): t ừ 50 ÷ 90 km, nhiệt độ ở tầng này giảm dần và đạt khoảng -90 oC → -100oC; Tầng ngoài (thermosphere): từ 90 km trở lên, trong tầng này không khí cực loãng và nhiệt độ tăng dần theo độ cao. [14]
  15. Tầng đối lưu có ảnh hưởng quyết định đến môi trường sinh thái đ ịa c ầu. Không khí trong khí quyển có thành phần gần như không thay đổi: 78% nitơ; 20,95% ôxi; 0,93% agon ; 0,03% CO 2 ; 0,02% Ne ; 0,005% He, ngoài ra còn có hơi nước, một số vi sinh vật. Hình 2. Khí quyển của Trái Đất - Thủy quyển (hydrosphere) hay môi tr ường n ước bao g ồm t ất c ả các ph ần n ước c ủa Trái Đất (hồ ao, sông ngòi, đ ại d ương, băng tuy ết, n ước ng ầm...). Th ủy quy ển là m ột thành ph ần không thể thi ếu được của môi tr ường sinh thái toàn c ầu. N ước duy trì s ự s ống, có ý nghĩa quy ết định cho sự vận chuyển, trao đ ổi trong môi tr ường. Sự phân chia cấu trúc các quyển như trên chỉ là tương đ ối. Th ực t ế, trong lòng m ỗi quy ển đ ều có mặt các thành phần quan trọng của quyển khác, chúng bổ sung và tương tác l ẫn nhau, liên h ệ m ật thiết với nhau. - Hệ sinh thái (ecosystem) là tập hợp các quần xã sinh vật (có thể là động vật, thực vật hay vi sinh vật) có mối liên hệ chặt chẽ với nhau, tương tác hỗ trợ nhau, có độc lập tương đối, cùng sống trong một số điều kiện ngoại cảnh nhất định... - Cân bằng sinh thái (ecological balance) là trạng thái các quần xã sinh vật, các hệ sinh thái ở tình trạng cân bằng khi số lượng tương đối của các cá thể, c ủa các qu ần th ể sinh v ật v ẫn gi ữ đ ược ở th ế ổn định tương đối. - Ô nhiễm môi trường (pollution) là sự làm thay đổi tr ực ti ếp ho ặc gián ti ếp các thành ph ần và đặc tính vật lí, sinh học, hoá học... của môi trường vượt quá mức cho phép đã đ ược xác đ ịnh mà những thay đổi đó gây tổn hại hoặc có tiềm năng gây tổn hại cho s ự t ồn t ại và phát tri ển c ủa con người và sinh vật trong môi trường đó. Theo Luật Bảo v ệ Môi tr ường c ủa Vi ệt Nam: "Ô nhi ễm môi trường là sự làm thay đổi tính chất của môi trường, vi phạm Tiêu chuẩn môi trường". Trên thế giới, ô nhiễm môi trường được hiểu là việc chuyển các chất th ải ho ặc năng l ượng vào môi trường đến mức có khả năng gây hại đến sức kho ẻ con người, đ ến s ự phát tri ển sinh v ật ho ặc làm suy giảm chất lượng môi trường. Các tác nhân ô nhi ễm bao gồm các ch ất th ải ở d ạng khí (khí thải), lỏng (nước thải), rắn (chất thải rắn) chứa hoá chất hoặc tác nhân vật lí, sinh h ọc và các d ạng năng lượng như nhiệt độ, bức xạ. Tuy nhiên, môi trường chỉ đ ược coi là b ị ô nhi ễm n ếu trong đó hàm lượng, nồng độ hoặc cường độ các tác nhân trên đạt đến m ức có kh ả năng tác đ ộng x ấu đ ến con người, sinh vật và vật liệu. + Chất ô nhiễm: Là những chất hoặc những "tác nhân" có tác dụng bi ến môi tr ường đang trong lành, an toàn trở nên độc hại hoặc sẽ trở nên độc hại. [15]
  16. + Nguồn gây nhiễm: Nguồn thải ra (hoặc nguồn tạo ra) các ch ất (các "tác nhân") gây ô nhi ễm. Chia nguồn gây nhiễm theo tính chất hoạt động: do quá trình sản xuất; do quá trình giao thông vận tải; do sinh hoạt; do tự nhiên. Sự lan truyền và tác động của các chất ô nhiễm thể hiện trên hình 3. + Sự cố môi trường: Là những biến cố rủi ro xảy ra trong quá trình ho ạt đ ộng sản xu ất, sinh hoạt của con người, hoặc sự biến cố bất thường của thiên nhiên mà quá trình đó đã làm suy thoái môi trường nghiêm trọng. Một số sự cố môi trường như gió bão, hoả hoạn, lũ lụt, động đất… Môi trường bên ngoài Môi trường trung gian MT bên trong Tác động Hệ hô hấp trong cơ thể Nguồn Hệ tiêu hoá ô nhiễm Hệ thần kinh Di truyền gen Chuyển tải ô nhiễm Ngộ độc (không khí, nước, đất) Hệ tuần hoàn Bài tiết Các yếu tố ảnh hưởng: *nhiệt độ *gió *độ ẩm *ánh sáng *dòng chảy Hình 3. Sơ đồ về sự lan truyền các chất ô nhiễm môi trường 2.2. Làm rõ vai trò của các quá trình vật lí trong các hiện tượng môi trường và BĐKH 2.2.1. Làm rõ vai trò của rừng - Các hiện tượng vật lí liên quan - Vai trò của rừng. + Rừng cung cấp lâm sản... Rừng điều hoà lượng nước trên mặt đất... R ừng là "lá ph ổi xanh" của Trái Đất (1 ha rừng /năm đưa vào khí quyển ≈ 16 tấn O2). Một nghiên cứu tại Anh cho thấy các cánh rừng nhiệt đới đang hấp thụ 20% khí thải CO 2 từ khí quyển, giúp con người tiết kiệm khoảng 13 tỉ USD mỗi năm. Rừng hạn chế sự sói mòn đất. Rừng là nguồn tài nguyên quý giá ... [16]
  17. Chống xói mòn Hình 4. Vai trò của rừng (Nguồn: Encarta Encyclopedia) - Tư liệu về vai trò của rừng trong cuộc sống. Nếu như tất cả thực vật trên Trái Đất đã tạo ra 53 tỉ tấn sinh khối (ở trạng thái khô tuyệt đối là 64%) thì rừng chiếm 37 tỉ tấn (70%). Và các cây rừng sẽ thải ra 52,5 tỉ tấn (hay 44%) dưỡng khí để phục vụ cho hô hấp của con người, động vật và sâu b ọ trên Trái Đ ất trong kho ảng 2 năm (S.V. Belov, 1976). Rừng là thảm thực vật của những cây thân gỗ trên bề mặt Trái Đất, giữ vai trò to lớn đối với con người như: cung cấp nguồn gỗ, củi, điều hòa khí hậu, tạo ra ôxi, điều hòa nước, nơi cư trú động thực vật và tàng trữ các nguồn gen quý hi ếm. M ột hecta r ừng hằng năm t ạo nên sinh kh ối kho ảng 300 - 500 kg, 16 tấn ôxi (rừng thông 30 tấn, rừng tr ồng 3 - 10 t ấn). M ỗi ng ười m ột năm c ần 4.000 kg O2 tương ứng với lượng ôxi do 1.000 - 3.000 m² cây xanh tạo ra trong một năm. Nhiệt độ không khí rừng thường thấp hơn nhiệt độ đất trống khoảng 3 - 5°C. Rừng bảo vệ và ngăn chặn gió bão. Lượng đất xói mòn c ủa vùng đ ất có r ừng ch ỉ b ằng 10% lượng đất xói mòn của vùng đất không có rừng. R ừng là ngu ồn gen vô t ận c ủa con ng ười, là n ới c ư trú của các loài động thực vật quý hiếm.Vì vậy tỉ lệ đất có r ừng che ph ủ c ủa m ột qu ốc gia là m ột ch ỉ tiêu an ninh môi trường quan trọng (diện tích đất có rừng đảm bảo an toàn môi tr ường c ủa m ột qu ốc gia tối ưu là ≥ 45% tổng diện tích). - Các hiện tượng vật lí liên quan tới vai trò của rừng. + Hiện tượng mao dẫn: Hiện tượng chất lỏng trong ống có tiết diện nhỏ được dâng lên hoặc hạ xuống so với mực chất lỏng trong bình. Các ống có tiết diện nhỏ, trong đó xảy ra hiện tượng mao dẫn, gọi là ống mao dẫn  hay mao quản. Bằng những lí luận và phép tính phức tạp người ta có th ể gi ải thích đ ược hiện tượng  mao dẫn bằng lực căng bề mặt và khả năng làm dính ướt thành ống của chất lỏng, đ ồng th ời tính 4σ được độ dâng h của mặt thoáng chất lỏng trong ống mao dẫn theo công thức h = . Trong đó σ là Dgd hệ số căng bề mặt của chất lỏng; D là khối lượng riêng của chất lỏng; g là gia tốc trọng trường và d là đường kính bên trong của ống. Trong trường hợp chất lỏng hoàn toàn không làm dính ướt ống thì công thức trên cho ta độ hạ mặt thoáng trong ống mao dẫn. Có thể làm thí nghiệm đo độ dâng mặt thoáng h và nghiệm lại công thức. Trong tự nhiên có rất nhiều vật có cấu tạo gi ống nhau như m ột h ệ thống các ống mao dẫn. Rễ cây và thân cây có một hệ thống các ống dẫn có đường kính nh ỏ h ơn một phần trăm milimet. Giấy thấm gồm một mạng lưới các sợi gi ấy ghép sát nhau t ạo thành nh ững ống mao dẫn. Bấc đèn cũng có một hệ thống các ống dài rất nh ỏ do các s ợi v ải t ạo nên... Nh ờ có h ệ thống các ống mao dẫn này mà những vật nói trên có khả năng hút một số chất lỏng lên cao. [17]
  18. + Hiện tượng quang hợp, chu trình cácbon: Sự tổng hợp chất hữu cơ nhờ năng lượng ánh sáng do di ệp l ục h ấp th ụ (tr ừ m ột nhóm nh ỏ vi khuẩn có thể quang tổng hợp từ các hợp chất vô c ơ) ở tất c ả các cây xanh, m ột s ố sinh v ật nhân s ơ (tảo lam, một số vi khuẩn). Ở cây xanh, quang hợp xảy ra trong l ục l ạp c ủa lá. Quang h ợp là ngu ồn cung cấp cacbon và năng lượng cho tất cả các sinh vật (trừ sinh vật hoá t ự d ưỡng). C ơ ch ế quang h ợp rất phức tạp, gồm hai giai đoạn: phản ứng sáng, phản ứng tối. Phản ứng chung của quang hợp ở cây xanh có thể tóm tắt bằng phương trình: (năng lượng ánh sáng) 6CO2 + 6H2O 6(CH2O) + 6O2 diệp lục (cây xanh) Trong phản ứng sáng, năng lượng ánh sáng được chất diệp lục và các sắc tố khác hấp thụ và bắt đầu một chuỗi các phản ứng hoá học mà trong đó, nước và ôxi đ ược gi ải phóng. Hiđrô t ừ n ước đính với các phân tử khác và được sử dụng để khử cacbon đioxit thành cacbon hiđrat trong ph ản ứng ti ếp theo. Phản ứng sáng liên quan đến sự chuyển ADP thành ATP trong quá trình photphoryl hoá. Quá trình này xảy ra cùng phản ứng chuyển điện tử, bắt nguồn từ hai hệ thống: sắc tố và quang hoá I và II. Mỗi hệ thống có sự tham gia của các dạng clorophin a, các sắc tố ph ụ và các ch ất mang đi ện t ử đ ược s ắp xếp chặt chẽ. Các phân tử sắc tố giải phóng ra các đi ện tử khi đ ược ho ạt hoá do năng l ượng ánh sáng và các điện tử từ các sắc tố kích thích chuyển đến các phân tử diệp l ục đ ặc bi ệt, h ấp th ụ ánh sáng có bước sóng dài và hoạt động như những chiếc bẫy năng lượng. Tên các b ẫy năng l ượng đ ặt theo tên bước sóng ánh sáng mà nó hấp thụ (tính bằng nanomét), vd. P 680 trong hệ thống quang hoá II, P700 trong hệ thống quang hoá I. Những điện tử đó chuyển đến các chất nhận đi ện t ử. Quá trình quang photphoryl hoá có thể diễn ra theo chu trình vòng kín ho ặc vòng hở. Trong quang photphoryl hoá vòng hở thì nước đóng vai trò chất cho điện tử ở chỗ hở của vòng. Các sản phẩm c ủa chu trình này là ôxi, ATP và NADPH. Ion hiđro từ nước cuối cùng sẽ kết hợp với điện tử để khử NADP. Hai h ệ th ống sắc tố đó đều có liên quan với nhau. Trong quá trình photphoryl hoá vòng, sản ph ẩm đ ộc nh ất là ATP ch ỉ liên quan đến hệ thống quang hoá I. Đó có thể là quá trình được sử dụng để tạo thêm ATP. Trong quá trình thực hiện các phản ứng tối, ATP và NADPH sinh ra trong các ph ản ứng sáng được sử dụng để khử cacbon đioxit thành hiđrat cacbon. Các phản ứng này xảy ra trong dung d ịch. Ở sinh vật nhân chuẩn, nó xảy ra trong cơ chất của lục lạp. Cacbon đioxit tr ước tiên đ ược c ố đ ịnh do phối hợp với đường 5 cacbon ribulozơđiphotphat (RUDP) để tạo nên hai phân t ử acid photphoglixeric (PGA) là sản phẩm đầu tiên của QH. PGA bị khử thành photphoglixeranđehit (triozophophat) do sử dụng NADPH và một số ATP. Một số triozophophat và ATP còn lại đ ược dùng trong ph ục h ồi ch ất nh ận cacbon đioxit và RUDP và qua một phức hệ chu trình gồm photphat đ ường 3, 4, 5, 6 và 7 cacbon. Các triozophotphat còn lại được sử dụng để tổng hợp hiđrat cacbon, protein và những ch ất khác. Chu trình này do Canvin (M. Calvin; nhà hoá sinh học Hoa Kì) phát hi ện khi nghiên c ứu t ảo l ục Chlorella, sử dụng đồng vị phóng xạ 14C và sắc kí trên giấy để xác định hợp chất trung gian. Hiện nay, chu trình này được gọi là chu trình Canvin. [18]
  19. Hình 5. Chu trình cacbon Chu trình cacbon: Chu trình mà cacbon luân chuyển trong môi tr ường đ ược gọi là chu trình cacbon. Trong những điều kiện của Trái Đất, sự chuyển hóa từ m ột đ ồng v ị sang m ột đ ồng v ị khác là rất hiếm. Vì thế, đối với các mục đích thực tiễn, khối lượng của cacbon trên Trái Đ ất có th ể coi là một hằng số. Vì vậy các quá trình sử dụng cacbon phải thu nhận nó t ừ m ột n ơi nào đó và gi ải phóng nó ở một nơi nào khác. Ví dụ, thực vật lấy cacbon điôxit từ môi tr ường và s ử d ụng nó đ ể t ạo ra kh ối lượng sinh học. Một số trong khối lượng sinh học này được động v ật ăn, ở đó m ột phần chúng cu ối cùng lại được thải ra dưới dạng cacbon điôxit. Chu trình cacbon trong th ực t ế ph ức t ạp h ơn nhi ều so với ví dụ nhỏ này; ví dụ, một phần cacbon điôxít bị hòa tan trong n ước bi ển; các đ ộng th ực v ật ch ết có thể trở thành đá trầm tích v.v… Hàng năm, trên Trái Đất nhờ quang h ợp c ủa th ực v ật đã t ạo ra 150 tỉ tấn chất hữu cơ, tiêu thụ 300 tỉ tấn điôxit cacbon và phát thải 200 tỉ tấn ôxi. Quá trình sinh lí này c ủa thực vật rất quan trọng đối với sự sống của con người (m ỗi người c ần 400 kg ôxi/năm, tính ra c ần có 0,1 - 0,3 ha rừng). Trong điều kiện của những khu công nghiệp tập trung, khói b ụi và không khí ch ứa nhiều hoá chất thì quá trình sinh lí của cây không được diễn ra bình thường, do đó khả năng quang hợp của cây giảm đi nhiều. Năng suất quang hợp của rừng phụ thuộc nhiều vào kiểu r ừng và lo ại cây. Ở r ừng kín r ậm ôn đới khả năng hấp thụ CO 2 khoảng 20 - 25 tấn/ha/năm và thải ra 15 - 18 tấn oxi/ha/năm, tạo ra 14 - 18 tấn/ha/năm chất hữu c ơ. Ở rừng m ưa nhi ệt đ ới th ường xanh, mức hấp thụ điôxit cacbon khoảng 150 tấn/ha/năm, thải 110 tấn ôxi/ha/năm, tạo ra 40 tấn/ha/năm chất hữu cơ. Ngược lại, chất hữu cơ nói chung và những hợp chất tạo thành th ực v ật nói riêng khi b ị phân giải do bị đốt cháy, thuỷ phân hay bị vi sinh vật... tác động là nguồn phát thải khí CO 2 và các khí khác trong thành phần khí nhà kính. Khi rừng bị cháy, trong khói t ạo ra không ch ỉ điôxit cacbon mà còn có các loại khí khác do xác động vật sản sinh ra. Khi rừng bị chặt phá thì quá trình phân gi ải c ủa th ực v ật còn lại trong rừng cũng phát thải điôxit cacbon và các khí khác tuy ở m ức đ ộ th ấp h ơn cháy r ừng. Khi một diện tích rừng bị mất thảm thực vật thì tác hại xảy ra trên hai khía c ạnh: Mất kh ả năng h ấp th ụ điôxit cacbon mặt khác, sinh khối bị phân giải là nguồn phát thải khí nhà kính. Kh ả năng h ấp th ụ điôxit cacbon hay phát thải khí nhà kính phụ thuộc chủ yếu vào thảm thực vật rừng. + Thế năng dòng nước. Có thể tính được thế năng của dòng nước theo công thức: gi ả sử chi ều cao c ủa thác n ước h, l ưu lượng của dòng chảy trong một đơn vị thời gian m/t, m là khối lượng n ước, thì công su ất c ủa dòng chảy sẽ là: N = mgh/t. Dòng chảy này có thể gây ra tác h ại sói mòn đ ất, n ếu dòng ch ảy l ớn (nh ư lũ ống) có thể cuốn trôi hoa màu, nhà cửa hoặc phá hoại các công trình. Cũng có th ể khai thác th ế năng dòng nước để sản suất điện năng (thủy điện). 2.2.2. Ô nhiễm nước [19]
  20. - Vai trò của nước đối với sự sống: Cuộc sống trên Trái Đất bắt nguồn từ trong nước. Tất cả các sự sống trên Trái Đất đều phụ thuộc vào nước và vòng tuần hoàn nước. Nước có ảnh hưởng quyết định đến khí hậu và là nguyên nhân tạo ra thời tiết. Hơn 70% diện tích của Trái Đất được bao phủ bởi nước. Lượng nước trên Trái Đất có vào khoảng 1,38 tỉ km³. Trong đó 97,4% là n ước m ặn trong các đại dương trên thế giới, phần còn lại, 2,6% là n ước ngọt, t ồn t ại ch ủ y ếu d ưới d ạng băng tuyết đóng ở hai cực và trên các ngọn núi, chỉ có 0,3% n ước trên toàn th ế gi ới (hay 3,6 tri ệu km³) là có thể sử dụng làm nước uống. Việc cung cấp nước uống sẽ là một trong những th ử thách l ớn nh ất c ủa loài người trong vài thập niên tới đây. Nguồn n ước cũng đã là nguyên nhân gây ra m ột trong nh ững cuộc chiến tranh ở Trung Cận Đông. Ở Việt Nam: lượng n ước dồi dào, gấp 3 l ần bình quân trên th ế giới (17.000 m3/năm - 1 người). Nước được sử dụng trong công nghi ệp từ lâu nh ư là ngu ồn nhiên li ệu (cối xay nước, máy hơi nước, nhà máy thủy điện), là chất trao đ ổi nhi ệt. Nhà tri ết h ọc ng ười Hy Lạp  Empedocles đã coi nước là một trong bốn nguồn gốc tạo ra vật chất (bên c ạnh l ửa, đ ất và không khí). Nước cũng nằm trong Ngũ hành của triết học cổ Trung Hoa. Hình 6. Biểu đồ phân bổ nước trên Trái Đất (Nguồn: Wikipedia) - Ô nhiễm nước: Ô nhiễm nước là sự thay đổi theo chiều xấu đi các tính ch ất vật lí - hoá h ọc - sinh học của nước, với sự xuất hiện các chất lạ ở thể lỏng, rắn làm cho nguồn nước tr ở nên đ ộc h ại v ới con người và sinh vật, làm giảm độ đa dạng sinh vật trong nước. Xét v ề t ốc đ ộ lan truy ền và quy mô ảnh hưởng thì ô nhiễm nước là vấn đề đáng lo ngại hơn ô nhi ễm đ ất. Nước b ị ô nhi ễm là do s ự phú dưỡng xảy ra chủ yếu ở các khu vực nước ngọt và các vùng ven bi ển, vùng bi ển khép kín. Phú d ưỡng là hiện tượng nồng độ các chất dinh dưỡng, đặc biệt là N, P tăng quá cao! Do l ượng mu ối khoáng và hàm lượng các chất hữu cơ quá dư thừa làm cho các quần thể sinh vật trong n ước không thể đ ồng hoá được. Kết quả làm cho hàm lượng ôxi trong nước giảm đột ngột, các khí độc tăng lên, tăng đ ộ đ ục của nước, gây suy thoái thủy vực. Ở các đại dương là nguyên nhân chính gây ô nhi ễm đó là các s ự c ố tràn dầu. Ô nhiễm nước có nguyên nhân từ các lo ại chất thải và n ước th ải công nghi ệp đ ược th ải ra lưu vực các con sông mà chưa qua xử lí đúng mức; các lo ại phân bón hoá h ọc và thu ốc tr ừ sâu ng ấm vào nguồn nước ngầm và nước ao hồ; nước thải sinh hoạt được thải ra từ các khu dân cư ven sông. - Tình hình ô nhiễm nước: Ở châu Âu: Tổng lượng nước thải sinh hoạt và công nghi ệp vào n ước mặn là: 140 triệu m3/ngày ở Pháp, 34 triệu tấn/ngày ở Hà Lan... nhiều con sông hồ bị ô nhiễm. Hoa Kỳ: hàng năm hơn 90 tỉ m 3 nước thải công nghiệp, 400 tấn thuỷ ngân dùng trong thuốc trừ sâu, c ỏ dại. Ở Việt Nam, công nghiệp phát triển, dân số tăng nhanh, đô thị hoá mạnh nên nhi ều con sông b ị ô nhiễm: Sông cầu Thái Nguyên, sông Tô lịch Hà Nội, sông Thị Vải Thành phố Hồ Chí Minh,… - Các dạng ô nhiễm nguồn nước: Ô nhiễm hoá học: Chất hữu cơ phân huỷ trong nước; Hoá chất vô c ơ: axit, ki ềm, các ion kim lo ại nặng (chì Pb2+, đồng Cu2+; ion Nhôm Al3+; Thuỷ ngân Hg; ion Nitorat NO; ion phốt phát PO 43-...), thuốc trừ sâu [20]
nguon tai.lieu . vn