Khóa luận Xây dựng một số chủ đề tích hợp kiến thức vật lí - y học - sinh học bậc trung học phổ thông

Nội dung text: Khóa luận Xây dựng một số chủ đề tích hợp kiến thức vật lí - y học - sinh học bậc trung học phổ thông

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HỒ CHÍ MINH KHOA VẬT LÍ LƯU BÍCH NGỌC KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP XÂY DỰNG MỘT SỐ CHỦ ĐỀ TÍCH HỢP KIẾN THỨC VẬT LÍ – Y HỌC – SINH HỌC BẬC TRUNG HỌC PHỔ THÔNG Chuyên ngành: Lí luận vàhương P pháp dạy học bộ môn Vật lí TP. HỒ CHÍ MINH, 2019
2. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HỒ CHÍ MINH KHOA VẬT LÍ XÂY DỰNG MỘT SỐ CHỦ ĐỀ TÍCH HỢP KIẾN THỨC VẬT LÍ – Y HỌC – SINH HỌC BẬC TRUNG HỌC PHỔ THÔNG Người thực hiện: LƯU BÍCH NGỌC Người hướng dẫn khoa học: TS. ĐỖ VĂN NĂNG TP. HỒ CHÍ MINH, 2019
3. i LỜI CẢM ƠN Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất đến TS. Đỗ Văn Năng – người đã tận tình giúp đỡ và hướng dẫn tôi trong quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thiện khóa luận này. Tôi trân trọng cảm ơn Trường, phòng Đào tạo, các thầy cô trong khoa Vật lí – Trường Đại học Sư phạm TP. Hồ Chí Minh đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi thực hiện khóa luận này. Tôi rất hạnh phúc, biết ơn và sẽ nổ lực hơn nữa để xứng đáng với tình yêu thương, sự giúp đỡ của gia đình, đặc biệt là những lời động viên của bạn bè trong suốt thời gian tôi thực hiện khóa luận này. TP. Hồ Chí Minh, ngày 15 tháng 4 năm 2019 SINH VIÊN Lưu Bích Ngọc
4. ii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 2.1. Các lực tác dụng lên bàn chân 25 Hình 2.2.Biểu diễn điểm tựa nằm giữa lực phát động và lực cản 32 Hình 2.3.Biểu diễn điểm đặt của lực cản nằm giữa điểm tựa và điểm đặt của lực phát động 32 Hình 2.4.Biểu diễn điểm đặt của lực phát động nằm giữa điểm tựa và điểm đặt của cản 33 Hình 2.5.Biểu diễn lực 퐹 tác dụng lên vật, làm dịch chuyển vật một đoạn MN 33 Hình 2.6.Sự thay đổi thể tích của phổi khi hít thở 40 Hình 2.7.Sự trao đổi khí ở phổi và ở tế bào 41 Hình 2.8.Bọt khí trong mạch máu 43 Hình 3.1.Đồ thị về mức độ phù hợp của kiến thức tích hợp Vật lí - Y học -Sinh học đối với học sinh Trung học phổ thông 66 Hình 3.2.Đồ thị thể hiện mức độ liên kết giữa các kiến thức thuộc 3 lĩnh vực Vật lí – Y học – Sinh học trong các chủ đề tích hợp 67 Hình 3.3.Đồ thị thể hiện mức độ phổ biến của các kiến thức trong các chủ đề tích hợp 68 Hình 3.4.Đồ thị về mức độ cần thiết của việc học tích hợp kiến thức ở 3 lĩnh vực Vật lí – Y học – Sinh học 69
5. iii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN ii DANH MỤC CÁC HÌNH ii MỤC LỤC iii MỞ ĐẦU 1 I. LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI 1 II. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 2 III. GIẢ THUYẾT KHOA HỌC 2 IV. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 3 V. NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU 3 VI. PHẠM VI NGHIÊN CỨU 3 Chương 1. CƠ SỞ XÂY DỰNG CHỦ ĐỀ TÍCH HỢP KIẾN THỨC VẬT LÍ – Y HỌC – SINH HỌC BẬC TRUNG HỌC PHỔ THÔNG 4 1.1 Tổng quan về dạy học tích hợp 4 1.1.1 Khái niệm tích hợp và dạy học tích hợp 4 1.1.2 Các hình thức tích hợp 5 1.1.3 Mục tiêu của dạy học tích hợp 6 1.1.4 Các đặc trưng cơ bản của dạy học tích hợp 7 1.1.5 Quy trình xây dựng bài học tích hợp 7 1.2 Nguyên tắc lựa chọn nội dung tích hợp ở trường phổ thông 8 1.2.1 Đảm bảo mục tiêu giáo dục, hình thành và phát triển năng lực cần thiết cho người học 8 1.2.2 Đáp ứng được yêu cầu phát triển của xã hội, mang tính thiết thực, có ý nghĩa cho người học 9 1.2.3 Đảm bảo tính khoa học và tiếp cận những thành tựu của khoa học kĩ thuật, đồng thời vừa sức với học sinh 9 1.2.4 Đảm bảo tính giáo dục và giáo dục vì sự phát triển bền vững 9 1.2.5 Tăng tính hành động, tính thực tiễn, quan tâm tới những vấn đề mang tính xã hội của địa phương 10
6. iv 1.2.6 Việc xây dựng các chủ đề/ bài học tích hợp dựa trên chương trình hiện hành 10 1.3 Thực trạng của dạy học tích hợp 10 1.3.1 Xu hướng dạy học tích hợp trên thế giới 10 1.3.2 Thực trạng của dạy học tích hợp ở Việt Nam 12 1.3.3 Dạy học tích hợp trong môn Vật lí bậc Trung học phổ thông 13 1.4 Đặc điểm về hoạt động nhận thức của học sinh Trung học phổ thông 15 1.5 Quy trình xây dựng các chủ đề tích hợp kiến thức Vật lí – Y học – Sinh học bậc Trung học phổ thông 17 1.5.1 Tìm hiểu kiến thức Vật lí Y Sinh 17 1.5.2 Lựa chọn kiến thức phù hợp với chương trình Vật lí và Sinh học bậc Trung học phổ thông 17 1.5.3 Lựa chọn kiến thức Y học và các kĩ năng phù hợp với 4 nội dung kiến thức đã xây dựng 18 1.5.4 Xác định mục tiêu dạy học cho các chủ đề tích hợp kiến thức Vật lí – Y học – Sinh học 19 1.5.5 Xây dựng cấu trúc nội dung cho các chủ đề tích hợp kiến thức Vật lí – Y học – Sinh học 20 1.5.6 Thiết kế nội dung cụ thể từng chủ đề 20 1.5.7 Thực nghiệm kiểm tra, đánh giá các chủ đề tích hợp kiến thức Vật lý – Y học – Sinh học bậc trung học phổ thông 22 Chương 2. MỘT SỐ CHỦ ĐỂ TÍCH HỢP KIẾN THỨC VẬT LÍ – Y HỌC – SINH HỌC BẬC TRUNG HỌC PHỔ THÔNG 23 2.1 CHỦ ĐỀ 1: SỰ VẬN ĐỘNG CỦA CƠ THỂ 23 2.1.1 HỆ VẬN ĐỘNG 23 2.1.2 CÁC LỰC LIÊN QUAN ĐẾN SỰ VẬN ĐỘNG 24 2.1.3 CHUYỂN ĐỘNG QUAY CỦA CƠ THỂ 30 2.1.4 CÔNG 33 2.1.5 VẬN ĐỘNG CƠ THỂ 35 2.2 CHỦ ĐỀ 2: HOẠT ĐỘNG HÔ HẤP 37 2.2.1 HỆ HÔ HẤP 37 2.2.2 HOẠT ĐỘNG TRAO ĐỔI KHÍ 39 2.2.3 KIẾN THỨC Y KHOA 41
7. v 2.2.4 KĨ NĂNG ỨNG PHÓ VỚI MỘT SỐ TAI NẠN 43 2.3 CHỦ ĐỀ 3: DÒNG ĐIỆN 47 2.3.1 DÒNG ĐIỆN 47 2.3.2 DÒNG ĐIỆN VÀ CƠ THỂ 49 2.3.3 SÉT 52 2.4 CHỦ ĐỀ 4: PHÓNG XẠ VÀ UNG THƯ 55 2.4.1 PHÓNG XẠ 55 2.4.2 UNG THƯ 60 Chương 3. THỰC NGHIỆM KIỂM TRA, ĐÁNH GIÁ CÁC CHỦ ĐỀ TÍCH HỢP KIẾN THỨC VẬT LÍ – Y HỌC – SINH HỌC BẬC TRUNG HỌC PHỔ THÔNG 64 3.1 Mục tiêu thực nghiệm 64 3.2 Phạm vi và đối tượng thực nghiệm 64 3.3 Tiến trình thực nghiệm 64 3.3.1 Lập phiếu kiểm tra, đánh giá tài liệu các chủ đề tích hợp kiến thức Vật lí – Y học – Sinh học bậc THPT cho từng đối tượng thực nghiệm 64 3.3.2 Lấy ý kiến kiểm tra, đánh giá các chủ đề tích hợp kiến thức 64 3.4 Kết quả thực nghiệm 66 3.5 Kết luận 70 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 71 A. KẾT LUẬN 71 B. HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 71 C. KIẾN NGHỊ 72 TÀI LIỆU THAM KHẢO 73 PHỤ LỤC 78
8. 1 MỞ ĐẦU I. LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI Thực hiện Nghị quyết Hội nghị Trung ương 8 khóa XI về giáo dục, ngành Giáo dục và Đào tạo đã và đang triển khai thực hiện chương trình hành động đổi mới căn bản, toàn diện nâng cao chất lượng nguồn nhân lực nhằm đáp ứng yêu cầu của công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa, hội nhập kinh tế quốc tế của đất nước [6]. Trong đó, định hướng dạy học tích hợp là một trong những xu hướng dạy học tất yếu và phù hợp với định hướng đổi mới căn bản và toàn diện giáo dục theo hướng phát triển năng lực người học [6]. Việc xây dựng các chuyên đề tích hợp liên môn để tổ chức các hoạt động dạy học không chỉ tối ưu hóa hoạt động học tập của học sinh mà còn là cơ sở để rèn luyện, phát triển năng lực của học sinh thông qua việc thực hiện các nhiệm vụ gắn liền với thực tiễn trong các chuyên đề tích hợp liên môn. Vật lí là môn khoa học có nhiều nội dung kiến thức gắn liền với thực tiễn và các môn khoa học khác như Hóa học, Sinh học, Vì thế, nhiều nước trên thế giới đã xây dựng chương trình Vật lý dưới dạng tích hợp các kiến thức khoa học khác thành môn chung là Khoa học. Mỗi nước có cách chọn các chủ đề tích hợp và cách tích hợp đặc trưng, nhưng điểm chung là đều thể hiện các kiến thức khoa học cơ bản của 3 môn học Vật lí, Hóa học, Sinh học với các chủ đề gần gũi, thiết thực với cuộc sống hiện tại và tương lai. Ở Singapore, học sinh được học môn Khoa học ở Tiểu học và ở Trung học cơ sở qua 5 chủ đề: Đa dạng; Chu trình; Hệ thống; Tương tác và Năng lượng [17]. Các chủ đề này gồm các nội dung khoa học cơ bản của 3 môn học Vật lí, Hóa học và Sinh học được tích hợp ở mức độ xuyên môn và dần phân hóa thành các môn học riêng rẽ: Vật lí, Hóa học, Sinh học ở bậc Trung học phổ thông. Ở Anh, một số cuốn sách giáo khoa như Checkpoint, Science Forcus, Science Success, [17] thường có các chủ đề về Vật lí, Hóa học và Sinh học xen kẽ và có các chủ đề tích hợp liên môn. Trên thế giới đã có nhiều quốc gia xây dựng chương trình dạy học môn Vật lý theo hướng tích hợp kiến thức như: Nhật Bản, Hàn Quốc, ngay cả các nước láng giềng Campuchia, Lào, [6] Hiện nay, Việt Nam cũng đã và đang tích cực xây dựng các
9. 2 chủ đề kiến thức tích hợp các môn học với nhau. Nhiều giáo viên đã tích hợp các kiến thức có nét tương đồng giữa các môn học với nhau để xây dựng thành một chủ để dạy học. Một số chủ đề tích hợp được áp dụng ở các trường phổ thông ở Việt Nam như: tích hợp kiến thức về môn Vật lí, Hóa học, Sinh học trong chủ đề về “Môi trường”; tích hợp liên môn môn Vật lý và Công nghệ để dạy về “Động cơ nhiệt”; tích hợp kiến thức Vật lí về Mắt và kiến thức về Sinh học thành chủ đề về “Mắt và bảo vệ mắt”, tích hợp kiến thức giữa Vật lí và Sinh học để xây dựng chủ đề về “Âm thanh”, [16] Bên cạnh việc tích hợp giữa các môn học với nhau, cũng có nhiều quan tâm về việc tích hợp kiến thức Vật lí, Sinh học, Y học nhưng chưa nhiều, chưa có đủ cơ sở khoa học và tính thống nhất. Trên cơ sở tích hợp các kiến thức các môn Khoa học ở một số nước trên thế giới và một số chủ đề tích hợp kiến thức ở Việt Nam, nghiên cứu này sẽ kế thừa và phát huy thêm về nội dung tích hợp kiến thức giữa môn Vật lí với các kiến thức khác ở một khía cạnh mới là về Y học – Sinh học, góp phần đa dạng hóa nội dung tích hợp kiến thức ở bậc Trung học phổ thông. Các kiến thức về Vật lí , Y học , Sinh học có sự liên quan và có thể kết nối lại với nhau để tạo thành những chủ đề kiến thức gần gũi và thiết thực trong cuộc sống. Hơn nữa, việc đưa kiến thức Y khoa vào dạy học là điều rất cần thiết cho học sinh ngày nay. Chính vì thế, việc nghiên cứu “Xây dựng xây dựng các chủ đê tích hợp kiến thức Vật lí - Y học – Sinh bậc Trung học phổ thông” là nghiên cứu cần thiết. II. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU - Xây dựng được các chủ đề tích hợp kiến thức Vật lí – Y học – Sinh học bậc Trung học phổ thông để củng cố kiến thức Vật lí và Sinh học, bổ sung các kiến thức Y học và các kĩ năng cần thiết trong cuộc sống III. GIẢ THUYẾT KHOA HỌC Nếu chỉ ra và sử dụng được các dấu hiệu, đặc điểm cần thiết của các chủ đề tích hợp kiến thức Vật lí – Y học – Sinh học bậc Trung học phổ thông thì sẽ xây dựng được các chủ đề tích hợp kiến thức Vật lí – Y học – Sinh học bậc Trung học phổ thông, góp phần đa dạng nội dung tích hợp trong môn Vật lí với các môn học khác.
10. 3 IV. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU - Kiến thức về các lĩnh vực: Vật lí, y học, sinh học. V. NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU - Nghiên cứu cơ sở lý luận và thực tiễn về dạy học tích hợp. - Nghiên cứu các kiến thức về Vật lí, Sinh học, Y học. - Xây dựng các chủ đề tích hợp kiến thức Vật lí – Y học – Sinh học phù hợp với bậc Trung học phổ thông. - Khảo sát, lấy ý kiến để tiến hành kiểm tra, đánh giá mức độ phù hợp với khả năng nhận thức và nhu cầu học tập của học sinh phổ thông về các chủ đề tích hợp đã xây dựng. VI. PHẠM VI NGHIÊN CỨU - Địa bàn nghiên cứu: Trường THPT Dĩ An, tỉnh Bình Dương - Nội dung nghiên cứu: kiến thức Vật lí, Sinh học Trung học phổ thông; kiến thức Y học
11. 4 Chương 1. CƠ SỞ XÂY DỰNG CHỦ ĐỀ TÍCH HỢP KIẾN THỨC VẬT LÍ – Y HỌC – SINH HỌC BẬC TRUNG HỌC PHỔ THÔNG 1.1 Tổng quan về dạy học tích hợp 1.1.1 Khái niệm tích hợp và dạy học tích hợp 1.1.1.1 Khái niệm tích hợp Tích hợp (Intergration) có nguồn gốc từ tiếng Latin với nghĩa là xác lập thành một cái chung, cái toàn thể, cái thống nhất trên cơ sở thống nhất những bộ phận riêng lẻ [1]. Nội hàm khoa học khái niệm tích hợp có thể hiểu một cách khái quát là sự hợp nhất các bộ phận khác nhau để đưa tới một đối tượng mới như là một thể thống nhất trên những nét bản chất nhất của các thành phần đối tượng, chứ không phải là phép cộng đơn giản những thuộc tính của các thành phần ấy [8]. Tích hợp có hai tính chất cơ bản, liên hệ mật thiết với nhau, quy định lẫn nhau, đó là tính liên kết và tính toàn vẹn. Nhờ có tính liên kết mà có thể tạo nên một thực thể toàn vẹn, trong đó không cần phân chia giữa các thành phần kết hợp. Tính toàn vẹn dựa trên sự thống nhất nội tại các thành phần kết hợp, chứ không phải sự lắp đặt các thành phần bên cạnh nhau. Không thể gọi là tích hợp nếu các tri thức, kĩ năng không có sự liên kết, phối hợp với nhau trong lĩnh hội nội dung hoặc giải quyết một tình huống [1]. 1.1.1.2 Khái niệm dạy học tích hợp Một số quan niệm về dạy học tích hợp được đưa ra ở Việt Nam như: Theo Từ điển Giáo dục học: Dạy học tích hợp là hành động liên kết các đối tượng nghiên cứu, giảng dạy, học tập của cùng một lĩnh vực hoặc vài lĩnh vực khác nhau trong cùng một kế hoạch dạy học [1]. Theo quan điểm của Ban chỉ đạo đổi mới chương trình, sách giáo khoa sau năm 2015 cho rằng: Dạy học tích hợp được hiểu là giáo viên tổ chức để học sinh huy động đồng thời các kiến thức, kĩ năng thuộc nhiều lĩnh vực khác nhau nhằm giải quyết các nhiệm vụ học tập, thông qua đó hình thành những kiến thức, kĩ năng mới, từ đó phát triển những năng lực cần thiết [2].
12. 5 Như vậy, dạy học tích hợp có thể hiểu đó là một quan điểm dạy học nhằm hình thành và phát triển ở học sinh những năng lực cần thiết trong đó có năng lực vận dụng kiến thức để giải quyết có hiệu quả các tình huống thực tiễn. 1.1.2 Các hình thức tích hợp Theo D’Hainaut, có bốn phương thức khác nhau để tích hợp các môn học: tích hợp đơn môn, tích hợp đa môn, tích hợp liên môn, tích hợp xuyên môn [5]. 1.1.2.1 Tích hợp đơn môn (Intradisciplinary) Hình thức tích hợp đơn môn dựa trên sự thống nhất nội tại của một số tư tưởng trong nội bộ môn học [5]. Trong cách tiếp cận này, giáo viên giúp học sinh tìm kiếm sự kết nối kiến thức, kĩ năng giữa các chủ đề trong một môn học. Ví dụ: trong môn Hóa học, khi dạy bài “Hợp chất của Cacbon”, giáo viên thường tích hợp với nội dung dạy về Hiệu ứng nhà kính. 1.1.2.2 Tích hợp liên môn (Interdisciplinary) Tích hợp liên môn là hình thức phối hợp của nhiều môn học để nghiên cứu và giải quyết một tình huống, tạo ra kết nối giữa nhiều môn học. Việc dạy học tích hợp liên môn có thể tiến hành với một số chủ đề trong việc dạy một số kiến thức nào đó hoặc ta cũng có thể liên kết các môn học liên quan với nhau để hình thành môn học mới [5]. Ví dụ môn Khoa học tự nhiên được tích hợp bởi các môn Vật lí, Hóa học, Sinh học, Trong tích hợp liên môn, một số nội dung có thể mang đặc trưng riêng của từng môn học, nhưng cũng có các nội dung hòa vào nhau và không phân biệt rõ là thuộc lĩnh vực khoa học nào [36]. Tích hợp theo hình thức liên môn đòi hỏi học sinh phải huy động tổng hợp kiến thức từ nhiều lĩnh vực khoa học để giải quyết một vấn đề nào đó. 1.1.2.3 Tích hợp đa môn (Multidisciplinary) Tích hợp đa môn là hình thức dạy học theo các môn học riêng lẽ nhưng các môn học đều có một chủ đề chung. Trong phương thức tích hợp này, cấu trúc từng môn học vẫn được giữ nguyên nhưng giữa chúng có sự kết nối với nhau để thu được nội dung kiến thức hoàn chỉnh. Ví dụ như chủ đề về “Phòng chống tác hại của thuốc lá”
13. 6 được xây dựng chung bởi các môn như Hóa học, Sinh học, Giáo dục công dân, chủ đề “Bảo vệ môi trường tự nhiên” được xây dựng chung bởi môn Địa lí, Sử học, Văn học, Hóa học, Sinh học, Vật lí, [36]. 1.1.2.4 Tích hợp xuyên môn (Transdisciplinary) Tích hợp xuyên môn hướng vào phát triển những kĩ năng mà học sinh có thể sử dụng trong các môn học thông qua giải quyết các tình huống. Trong cách tiếp cận này, nội dung dạy học được thiết kế nhằm phát triển kĩ năng sống, kĩ năng môn học trong bối cảnh thực tế cuộc sống [36]. Hình thức tích hợp này được tiến hành dưới nhiều phương pháp dạy học mới như dạy học theo dự án, dạy học theo trạm, Ví dụ dự án “Nước trong cuộc sống”, trong đó học sinh vận dụng kiến thức của nhiều môn học như Hóa học, Vật lí, Sinh học, Địa lí, để trả lời các vấn đề cung quanh chủ đề nước. 1.1.3 Mục tiêu của dạy học tích hợp Dạy học tích hợp nhấn mạnh các mục tiêu cơ bản sau: [1]  Làm cho quá trình học tập có ý nghĩa Thực hiện môn học tích hợp, các quá trình học tập không bị cô lập với cuộc sống hằng ngày, các kiến thức gắn liền với kinh nghiệm sống và gắn với các tình huống thực tiễn của học sinh. Khi đó, việc dạy các kiến thức không chỉ là lí thuyết mà còn được vận dụng cho cuộc sống thực tiễn. Mặt khác, kiến thức sẽ không lạc hậu do thường xuyên cập nhật với cuộc sống. Như vậy, khi đánh giá học sinh, ngoài kiến thức ta cũng có thể đánh giá khả năng vận dụng kiến thức trong các tình huống thực tiễn.  Phân biệt cái cốt yếu với cái ít quan trọng hơn Thực hiện dạy học tích hợp giúp xác định rõ mục tiêu, phân biệt các cốt yếu và cái ít quan trọng hơn khi lựa chọn nội dung. Một số nội dung học tập quan trọng hơn vì chúng thiết thực với cuộc sống hằng ngày và làm cơ sở cho quá trình học tập tiếp theo.
14. 7  Lập mối liên hệ giữa các khái niệm đã học và tránh trùng lập kiến thức Dạy học tích hợp giúp thiết lập mối liên hệ giữa các khái niệm trong cùng môn học hoặc giữa các môn học. Đồng thời, dạy học tích hợp giúp tránh những kiến thức, kĩ năng, nội dung trùng lặp khi nghiên cứu riêng lẽ từng môn, nhưng lại có những nội dung mới mà nếu học theo từng môn riêng lẽ sẽ không có được. Do đó, vừa tiết kiệm thời gian, vừa có thể phát triển năng lực xuyên môn cho học sinh thông qua giải quyết các vấn đề phức hợp.  Hình thành và phát triển năng lực giải quyết vấn đề thực tiễn Dạy học tích hợp tạo ra các tình huống học tập để học sinh vận dụng kiến thức một cách sáng tạo. Vì vậy, dạy học tích hợp không chú trọng việc đánh giá kiến thức mà học sinh đã lĩnh hội mà quan tâm đến việc đánh giá học sinh vận dụng kiến thức đã lĩnh hội vào các tình huống thực tiễn như thế nào. Thực tiễn nhiều nước đã chứng tỏ rằng, thực hiện quan điểm dạy học tích hợp sẽ giúp phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh và làm cho việc học tập trở nên có ý nghĩa hơn. 1.1.4 Các đặc trưng cơ bản của dạy họctích hợp Dạy học tích hợp có các đặc trưng sau đây: [1]  Thiết lập các mối quan hệ một cách logic giữa các kiến thức, kĩ năng khác nhau để thực hiện một hoạt động phức hợp.  Tìm cách làm cho quá trình học tập có ý nghĩa: cần phải đặt toàn bộ quá trình học tập vào một tình huống có ý nghĩa, gắn với cuốc sống hằng ngày của học sinh.  Tìm cách làm cho quá trình học tập mang tính mục đích rõ rệt, thông qua các năng lực học tập của học sinh.  Giảm tải kiến thức không có giá trị sử dụng, tăng truyền tải kiến thức có ích và thiết thực cho học sinh. 1.1.5 Quy trình xây dựng bài học tích hợp  Rà soát chương trình, sách giáo khoa để tìm ra các nội dung dạy học gần giống nhau, có liên quan chặt chẽ với nhau trong các môn học của chương
15. 8 trình, sách giáo khoa hiện hành; những nội dung liên quan đến thời sự của địa phương, đất nước để xây dựng bào học tích hợp [1]  Xác định bài học tích hợp, bao gồm tên bài học, thuộc lĩnh vực Khoa học tự nhiên hay Khoa học xã hội, [1]  Dự kiến thời gian bao nhiêu tiết cho bài học tích hợp [1]  Xác định mục tiêu của bài học tích hợp bao gồm: kiến thức, kĩ năng, thái độ, định hướng năng lực hình thành [1]  Xây dựng nội dung của bài học tích hợp. Căn cứ vào thời gian dự kiến, mục tiêu, đặc điểm tâm sinh lí và yếu tố vùng miền để xây dựng nội dung phù hợp [1]  Xây dựng kế hoạch bài học tích hợp (chú ý tới phương pháp dạy học nhằm phát huy tính tích cực của người học) [1] 1.2 Nguyên tắc lựa chọn nội dung tích hợp ở trường phổ thông Nội dung phần nguyên tắc lực chọn nội dung tích hợp ở trường phổ thông được viết dựa trên tài liệu tham khảo [1] 1.2.1 Đảm bảo mục tiêu giáo dục, hình thành và phát triển năng lực cầnthiết cho người học Theo luật giáo dục năm 2005, mục tiêu của giáo dục phổ thông là giúp học sinh phát triển toàn diện về đạo đức, trí tuệ, thể chất, thẩm mĩ và các kĩ 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 bảo về Tổ quốc. Thực hiện đổi mới của chương trình giáo dục phổ thông tổng thể, phát triển năng lực của người học được chú trọng. Những năng lực cốt lõi được đề cập trong chương trình: Năng lực chung: năng lực giao tiếp, hợp tác; năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo; năng lực tự học, Năng lực chuyên môn: năng lực ngôn ngữ; năng lực tìm hiểu tự nhiên và xã hội, năng lực công nghệ,
16. 9 Năng lực đặc biệt: năng khiếu của học sinh. Như vậy, việc chọn lựa các nội dung bài học, chủ đề tích hợp phải hướng tới việc phát triển năng lực cần thiết cho học sinh để đáp ứng nhu cầu phát triển đất nước trong giai đoạn mới. 1.2.2 Đáp ứng được yêu cầu phát triển của xã hội, mang tính thiết thực, cóý nghĩa cho người học Để phấn đấu trở thành quốc gia công nghiệp hiện đại trong bối cảnh hội nhập quốc tế, đòi hỏi đất nước cần có nguồn nhân lực có trình độ và chất lượng cao. Để đáp ứng yêu cầu về nguồn nhân lực chất lượng cao đòi hỏi việc đào tạo phải chú trọng phát triển năng lực đặc biệt là năng lực giải quyết vấn đề mang tính tổng hợp cho người học. Việc lựa chọn nội dung bài học, chủ đề tích hợp cần tinh giản kiến thức hàn lâm, cần lựa chọn những kiến thức thiết thực, có ý nghĩa và gắn bó với cuộc sống của người học, đáp ứng những thay đổi của xã hội trong giai đoạn toàn cầu hóa. 1.2.3 Đảm bảo tính khoa học và tiếp cận những thành tựu của khoa họckĩ thuật, đồng thời vừa sức với học sinh Xã hội ngày càng phát triển không ngừng, tiến bộ đi lên từng ngày. Vì thế, việc xây dựng các bài học, chủ đề tích hợp vừa đảm bảo tính khoa học, vừa tiếp cận những thành tựu mới của khoa học kĩ thuật nhưng phải phù hợp với khả năng nhân thức của người học. Vì vậy, cần tinh giản các kiến thức hàn lâm, tăng cường kiến thức thực tiễn để người học có cơ hội trải nghiệm và khám phá tri thức. 1.2.4 Đảm bảo tính giáo dục và giáo dục vì sự phát triển bềnvững Bên cạnh các kiến thức về thế giới xung quanh, việc bồi dưỡng những phẩm chất của người công dân trong xã hội hiện đại như lòng yêu nước, tôn trọng và tuân thủ pháp luật,, là điều không thể thiếu trong xã hội và thời đại toàn cầu hóa ngày nay. Thời đại toàn cầu hóa vàphát triển bền vững không chỉ tạo ra cơ hội mà còn đặt ra thách thức với giáo dục. Để xã hội phát triển bền vững thì cần phải có nền giáo dục phát triển bền vững.
17. 10 1.2.5 Tăng tính hành động, tính thực tiễn, quan tâm tới những vấn đề mang tính xã hội của địa phương Mọi khoa học đều là kết quả nhận thức của con người trong quá trình hoạt động thực tiễn. Vì thế, xây dựng nội dung bài học, chủ đề tích hợp cần tăng cường tính vận dụng, thực tiễn nhằm rèn luyện cho học sinh kĩ năng vận dụng kiến thức vào giải quyết vấn đề thực tiễn. Ngoài ra, chúng ta cần quan tâm đến các vấn đề mang tính xã hội của địa phương, nhằm giúp học sinh biết thêm những kiến thức đời sống xã hội. 1.2.6 Việc xây dựng các chủ đề/ bài học tích hợp dựa trên chương trình hiện hành Các bài học, chủ đề tích hợp cần dựa trên nội dung trong chương trình giáo dục để từ đó xây dựng thêm nội dung bài học, chủ đề tích hợp có ý nghĩa đối với cuộc sống học sinh. 1.3 Thực trạng của dạy học tích hợp 1.3.1 Xu hướng dạy học tích hợp trên thế giới Dạy học tích hợp là xu hướng dạy học mang lại kết quả cao đối với các quốc gia phát triển cách đây rất nhiều năm và mang lại nhiều kết quả vượt bậc trong nền giáo dục của họ. Xu hướng dạy học tích hợp được bắt đầu quan tâm đặc biệt ở Mỹ và các nước Châu Âu từ những năm 1960 của thế kỉ XX. Vào những năm 1970-1980 cách tiếp cận tích hợp bắt đầu được quan tâm ở Châu Á trong đó có Việt Nam [5]. Theo thống kê của UNESCO, từ năm 1960 đến năm 1974 trong số 392 chương trình được điều tra có 208 chương trình môn khoa học thể hiện quan điểm tích hợp ở những mức độ khác nhau [8]. Một số chương trình giáo dục ở các nước đã tích hợp các kiến thức Khoa học tự nhiên, xã hội thành môn chung gọi là “Khoa học” và môn “Nghiên cứu xã hội” với các chủ đề liên môn về các lĩnh vực như: Khoa học đời sống, Khoa học xã hội, Khoa học môi trường,
18. 11 Khả năng, mức độ tích hợp của hệ thống tri thức khoa học tự nhiên và xã hội cũng khác nhau ở từng cấp học, từng quốc gia. Cụ thể như: [8] Cấp tiểu học: mức độ tích hợp liên môn và xuyên môn được thực hiện ở cấp tiểu học. Qua các chủ đề kiến thức các em sẽ được tìm hiểu về thế giới xung quanh và nhận thấy thế giới luôn vận động, các sự vật hiện tượng đan xen và tác động lẫn nhau. Ví dụ chương trình nôn Khoa học ở cấp tiểu học ở Singapore được chia thành 5 chủ đề: Sự đa dạng; Chu trình; Hệ thống; Tương tác; Năng lượng. Ở Hàn Quốc, môn Khoa học được chia thành các chủ đề như: Chất; Chuyển động và năng lượng; Cuộc sống; Trái Đất, Cấp Trung học cơ sở: - Đối với các môn Khoa học xã hội, mức độ tích hợp xuyên môn được thực hiện chủ yếu ở các nước phát triển như Hoa Kì, Singapore, và một số nước đang phát triển như Thái Lan, Philipine. Một số nước phát triển khác thực hiện mức độ tích hợp liên môn như Pháp, Đức, Anh, - Đối với môn Khoa học tự nhiên: + Tích hợp trong nội bộ môn học được thực hiện ở Nga, Trung Quốc, Tích hợp thực hiện qua việc loại bỏ những nội dung trùng lặp và khai khác sự hỗ trợ giữa các bộ môn. + Tích hợp đa môn được thực hiện ở Đức là tiêu biểu nhất. Tích hợp với các chủ đề dạy học về Ô nhiễm không khí, Năng lượng, + Tích hợp liên môn, ở Pháp thực hiện tích hợp các môn Lí – Hóa; Sinh – Địa, theo các chủ đề có liên quan giữa các môn học với nhau. + Tích hợp xuyên môn được thực hiện ở chương trình của Anh, Australia, Singapore, Thái Lan, gồm những chủ đề Khoa học xuyên suốt từ Tiểu học đến Trung học cơ sở. Cấp Trung học phổ thông: Do yêu cầu chuẩn bị nghề nghiệp nên nội dung môn học cần mang tính chuyên môn cao nên chủ yếu tích hợp trong nội bộ môn học hoặc lồng ghép các vấn đề vào các môn học.
19. 12 Tóm lại, ta thấy dạy học tích hợp đã trở thành một xu hướng đã và đang được quan tâm ở các quốc gia trên thế giới. Mỗi quốc gia có những chương trình giáo dục tích hợp riêng, song nó đều hướng tới mục đích đem lại hiệu quả cao trong quá trình dạy học. Vì thế, Việt Nam cần kế thừa và phát huy hơn nữa xu hướng dạy học tích hợp trong chương trình giáo dục hiện nay. 1.3.2 Thực trạng của dạy học tích hợp ở Việt Nam Quan điểm dạy học tích hợp ở Việt Nam đã được quan tâm từ nhiều năm nay và được triển khai tốt ở bậc tiểu học. Môn Tự nhiên và Xã hội từ lớp Một đến lớp Năm được xây dựng theo quan điểm tích hợp. Môn học này được xây dựng theo các chủ đề. Từ lớp Một đến lớp Ba gồm 7 chủ đề: Gia đình, Trường học, Quê hương, Thực Vật, Động Vật, Cơ thể con người, Bầu trời và Trái Đất. Ở lớp Bốn và lớp Năm được chia thành 3 môn học nhỏ hơn là Khoa học, Địa lí và Lịch sử. Trong đó, môn khoa học được tích hợp liên môn giữa các môn tự nhiên: Sinh học, Vật lí, Hóa học, Như vậy, quan điểm dạy học tích hợp được triển khai mạnh mẽ ở giai đoạn từ lớp Một đến lớp Ba. Giai đoạn từ lớp Bốn đến lớp Năm các môn Lịch sử, Địa lí vẫn chưa được áp dụng chương trình tích hợp. Ở bậc Trung học cơ sở và Trung học phổ thông, do nội dung kiến thức được phân hóa cao nên các môn học được tách thành các môn riêng biệt như Vật lí, Hóa học, Sinh học, Địa lí, Lịch Sử, Công nghệ, Bên cạnh đó, thực hiện theo xu hướng đổi mới của chương trình giáo dục (giai đoạn sau năm 2015), ở cấp Trung học cơ sở và Trung học phổ thông tăng cường tích hợp trong nội bộ môn học và lồng ghép các vấn đề về giáo dục môi trường, biến đổi khí hậu, kĩ năng sống, vào chương trình dạy học. Một số nghiên cứu đề tài dạy học chủ đề tích hợp đã được các giáo viên xây dựng vào trong chương trình học của từng môn học như: - Tác giả Trần Viết Thụ (1997) trong công trình nghiên cứu “Vận dụng nguyên tắc liên môn khi dạy các vấn đề văn hóa trong Sách giáo khoa trong Lịch sử Trung học phổ thông” đã vận dụng kiến thức Văn học, Địa lí, Chính trị vào giảng dạy bộ môn Lịch sử theo quan điểm liên môn [8].
20. 13 - Tác giả Lê Trọng Sơn với công trình “Vận dụng tích hợp giáo dục dân số qua dạy học phần Sinh người ở lớp 9 Trung học cơ sở” tác giả đã nhấn mạnh việc tích hợp kiến thức dân số vào môn Sinh học lớp 9 [8]. - Bên cạnh đó, một số chủ đề về Bảo vệ môi trường, Biến đổi khí hậu cũng được xây dựng trong các môn học như Hóa học, Vật lí, Giáo dục công dân, Ngữ Văn, Tuy nhiên vẫn còn một số bất cập trong xu hướng dạy học tích hợp trong chương trình giáo dục tích hợp ở Việt Nam hiện nay. Có thể nói đến đội ngũ giáo viên, trước đây giáo viên chỉ được đào tạo trong việc dạy học đơn môn, vì thế sẽ tạo ra những khó khăn cho giáo viên trong việc dạy học tích hợp. Bên cạnh đó vẫn còn thiếu về cơ sở vật chất, phương tiện trong dạy học để đáp ứng việc dạy học phát triển năng lực cho học sinh. Ngoài ra, do chương trình sách giáo khoa và chương trình đào tạo chưa đáp ứng đủ thời gian và điều kiện để giáo viên tổ chức dạy học theo hướng tích hợp. Vì thế, giáo viên chỉ có thể tích hợp các kiến thức thông qua việc lồng ghép các kiến thức tạo thành các chủ đề dạy học về Môi trường, biến đổi khí hậu, sử dụng năng lượng, Như vậy, quan điểm dạy học tích hợp ở Việt Nam đã được quan tâm từ hơn 40 năm và đến nay vẫn đang được quan tâm phát triển ở các cấp học. Tuy nhiên để xu hướng dạy học tích hợp trở nên có hiệu quả cao cần phải có sự quan tâm từ các cấp lãnh đạo trong việc đầu tư về đội ngũ chuyên gia nghiên cứu về dạy học tích hợp; cơ sở vật chất, thiết bị; biên soạn tài liệu thích hợp và bồi dưỡng đội ngũ giáo viên tiếp cận với các xu hướng dạy học mới. 1.3.3 Dạy học tích hợp trong môn Vật lí bậc Trung học phổ thông 1.3.3.1 Thực trạng dạy học môn Vật lí ởtrường Trung học phổ thông Vật lí là một trong những môn học mà phần lớn học sinh đánh giá là khó vàkhô khan trong trường Trung học phổ thông. Theo kết quả khảo sát với 45 học sinh Trung học phổ thông, số lượng học sinh học Vật lí bằng cách nghe thầy cô giảng lí thuyết trong sách giáo khoa và làm bài tập chiếm 60,9%. 39,1% học sinh còn lại có tham khảo thêm trên Internet, sách báo, và đi học thêm. Dựa vào số liệu khảo sát ở trên,
21. 14 ta thấy rằng cách tiếp cận các kiến thức Vật lí mở rộng và thú vị của học sinh vẫn còn hạn chế, chủ yếu học sinh tiếp cận kiến thức thông qua việc học theo sách giáo khoa và làm bài tập. Vì vậy, các em có cảm giác kiến thức Vật lí khá khô khan, không thú vị và ít có ứng dụng trong thực tế. Điều này dẫn đến một số bộ phận học sinh không muốn học Vật lí và ngày càng xa rời với những giá trị thực tiễn của môn học này. Bên cạnh việc tiếp cận các kiến thức Vật lí mở rộng và thú vị trong cuộc sống của học sinh còn hạn chế, nguyên nhân dẫn đến tình trạng học sinh không thích học môn Vật lí ta có thể nhắc tới là cơ sở vật chất còn hạn chế trong quá trình dạy học hiện tại. Điều này khiến cho học sinh ít có cơ hội tiếp xúc với thực nghiệm, tìm hiểu về sâu hơn về các hiện tượng và nâng cao tư duy sáng tạo cho học sinh. Ngoài ra, vấn đề về kiểm tra đánh giá cũng là một trong những nguyên nhân cần quan tâm đến. Xu hướng ra đề thi vẫn theo lối mòn với những bài tập về tính toán, chưa gắn liền với những vấn đề thực tiễn. Vì thế học sinh thường học để đối phó với kiến thức chứ không phải học để lĩnh hội kiến thức. Như vậy để học sinh hiểu được vai trò và ý nghĩa thực tiễn khi học Vật lí, giúp các em khơi dậy niềm đam mê với môn học và trở thành con người phát triển toàn diện, một trong những yếu tố quan trọng cần phải thay đổi là phương pháp dạy của giáo viên. Giáo viên cần có tư duy đổi mới, gắn kiến thức Vật lí với cuộc sống thực tế của học sinh, giúp học sinh vận dụng kiến thức tích lũy được vào cuộc sống thực tế. 1.3.3.2 Nhu cầu học tập theo xu hướng dạy học tích hợp của học sinh Trung học phổ thông Một số kết quả nhận được sau cuộc khảo sát với 45 học sinh Trung học phổ thông như sau: Đối với môn Vật lí, phần lớn các em cho rằng các môn học mà thầy (cô) đã lồng ghép vào môn Vật lí đó Toán học chiếm 40%, Hóa học chiếm 33%, Sinh học chiếm 12%, 15% là các môn học như Văn học, Giáo dục công dân, Một số kiến thức mà các em cho rằng đó là sự tích hợp giữa các kiến thức với nhau như: Sử dụng các công thức bên Toán học để giải các bài tập Vật lí, công thức tính số mol bên Hóa học,
22. 15 Như vậy, khái niệm về dạy học tích hợp đối với học sinh Trung học phổ thông vẫn chưa được phổ biến rộng rãi, các em chỉ được biết đến dạy học tích hợp dưới dạng “có ựs liên quan giữa các kiến thức của các môn học với nhau”. Khi học kiến thức Vật lí có tích hợp với các môn học khác, đa số học sinh đều có cảm nhận là thích thú với môn học, cảm thấy môn học có nhiều ứng dụng trong cuộc sống hơn. Cụ thể là: 47% ý kiến cảm thấy thích thú với môn Vật lí vì Vật lí có nhiều ứng dụng trong thực tế; 39% ý kiến cảm thấy thích thú và tò mò với các kiến thức tích hợp; 14% ý kiến còn lại cảm thấy bình thường hoặc hơi khó hiểu. Phần lớn các em đều có đề xuất nên tích hợp môn Vật lí với các môn học khác, trong đó 51% học sinh đề nghị cần có tài liệu tham khảo để các em có thể tiếp cận với kiến thức của nhiều lĩnh vực có liên quan với nhau hơn. 1.3.3.3 Một số nghiên cứu về dạy học tích hợp trong môn Vật lí Nhằm đáp ứng yêu cầu thay đổi phương pháp trong dạy học Vật lí để khơi dậy niềm đam mê học tập đối với môn Vật lí cho học sinh, một số nghiên cứu đã được xây dựng. Trong đó có những nghiên cứu về vấn đề dạy học tích hợp môn Vật lí bậc Trung học phổ thông với các đề tài như: Đề tài “Vận dụng tư tưởng sư phạm tích hợp trong dạy học một số vấn đề về Chất khí và cơ sở Nhiệt động lực học Vật lí lớp 10 nhằm phát triển hứng thú và năng lực vận dụng kiến thức của học sinh; “Tích hợp giáo dục Bảo vệ môi trường trong dạy học Vật lí 12”; “Tích hợp giáo dục An toàn vệ sinh lao động trong dạy học Vật lí”; “Tổ chức dạy học tích hợp chủ đề Dòng điện xoay chiều và cuộc sống”; “Tổ chức dạy học tích hợp Sự nhìn của Mắt”; “Tổ chức dạy học tích hợp “Ánh sáng”, [3]. Như vậy, ở các môn học trong chương trình giáo dục phổ thông nói chung và môn Vật lí nói riêng đã và đang xây dựng nội dung theo xu hướng tích hợp với các chủ đề tích hợp khác nhau. Tuy nhiên vẫn còn hạn chế về mặt nội dung tích hợp. Trong khóa luận này, tôi sẽ tích hợp kiến thức ở góc cạnh mới - giữa Vật lí – Y học - Sinh học để xây dựng các chủ đề tích hợp phù hợp với bậc Trung học phổ thông. 1.4 Đặc điểm về hoạt động nhận thức của học sinh Trung học phổthông Phần nội dung về đặc điểm hoạt động nhận thức của học sinh Trung học phổ thông được viết dựa vào tài liệu tham khảo [3]
23. 16 Học sinh Trung học phổ thông là giai đoạn đầu của tuổi thanh niên. Đây là giai đoạn cơ thể phát triển một cách hài hòa và cân đối. Đặc biệt là sự phát triển của hệ thần kinh với những thay đổi quan trọng về cấu trúc và cả chức năng của não. Vì thế, hoạt động nhận thức của học sinh Trung học phổ thông có những thay đổi đáng kể so với lứa tuổi thiếu niên. Hoạt động học tập là hoạt động chủ đạo đối với học sinh Trung học phổ thông. Các em cũng dần có ý thức cao trong việc học tập của mình. Bên cạnh đó, các hứng thú và khuynh hướng học tập của học sinh trở nên xác định và thể hiện rõ ràng hơn. Các em thường bắt đầu có hứng thú với một số môn học nhất định. Các em sẽ dành sự quan tâm, chú ý đến môn học đó nhiều hơn và dần có thái độ mờ nhạt với những môn mình không chú trọng đến. Hứng thú trong học tập ở lứa tuổi học sinh Trung học phổ thông gắn liền với xu hướng nghề nghiệp của các em. Chọn nghề là nét tâm lí đặc trưng ở lứa tuổi này. Nó có tác dụng thúc đẩy sự nổ lực trong học tập để đạt được mục tiêu nghề nghiệp của các em. Yêu cầu học tập ở bậc Trung học phổ thông đòi hỏi học sinh cần có khả năng nhận thức cao hơn so với các cấp dưới. Sự phát triển của cơ thể và hệ thần kinh đã tạo điều kiện cho sự phát triển năng lực trí tuệ cho học sinh. Tri giác của học sinh Trung học phổ thông là tri giác có mục đích, có suy xét và có hệ thống. Khi quan sát một đối tượng nào đó, học sinh có thể nhận biết được yếu tố nào đóng vai trò quan trọng và chủ yếu hơn. Các em thường tìm hiểu mục đích và ý nghĩa của đối tượng mình quan sát. Khả năng ghi nhớ của học sinh cũng phát triển mạnh đặc biệt là ghi nhớ có chủ định và ghi nhớ có ý nghĩa. Các em biết chủ động tìm cách ghi nhớ bài học theo cách riêng, chủ động sắp xếp và tổ chức việc học sao cho hợp lí nhất. Điều này đã tạo nên tính logic và tính hệ thống trong nhận thức của học sinh. Hoạt động tư duy của học sinh Trung học phổ thông phát triển mạnh. Khả năng tư duy trừu tượng và tư duy lí luận phát triển, tạo cơ sở để giải quyết các yêu cầu trong học tập và hình thành thế giới quan khoa học cho các em. Tuy nhiên, vẫn còn nhiều học sinh chưa có kĩ năng học tập cũng như chưa phát huy hết năng lực của bản thân. Vì vậy, giáo viên cần hướng dẫn, giúp các em phát
24. 17 huy hết khả năng của bản thân và giúp các em nhận thấy ý nghĩa của giáo dục, của các môn học đối với cuộc sống. 1.5 Quy trình xây dựng các chủ đề tích hợp kiến thức Vật lí – Y học – Sinh học bậc Trung học phổ thông 1.5.1 Tìm hiểu kiến thức Vật lí Y Sinh Vật lí Y Sinh là môn học nghiên cứu liên ngành có mục đích nghiên cứu các cơ chế của sự sống trên cơ sở các quy luật và phương tiện kĩ thuật của Vật lí học. Dựa vào các quy luật Vật lí và các phương tiện kĩ thuật để phát hiện và làm sáng tỏ bản chất, cơ chế, động lực của các hiện tượng và các quá trình xảy ra trong tổ chức sống từ mức độ phân tử, tế bào, mô đến cơ thể; nghiên cứu tác động và ảnh hưởng của các tác nhân Vật lí lên cấu trúc và chức năng sinh lí trên cơ thể; tìm hiểu nguyên lí chung của các phương pháp kĩ thuật Y – Sinh tiên tiến. Một số kiến thức Lí sinh được trình bày trong các giáo trình “Bài giảng Vật lí – Y sinh” của các trường Đại học Y dược như: - Sự vận động của cơ thể sống - Sóng âm và ứng dụng trong Y học - Chuyển động của máu trong hệ tuần hoàn - Các hiện tượng vận chuyển trao đổi chất - Điện sinh học - Quang sinh học - Y học phóng xạ và hạt nhân Các nội dung Lí sinh được nêu ở trên đều ở mức độ nâng cao so với chương trình phổ thông. Vì vậy, cần có sự tìm hiểu và cân nhắc lựa chọn các kiến thức phù hợp với chương trình Vật lí và Sinh học ở bậc phổ thông. 1.5.2 Lựa chọn kiến thức phù hợp với chương trình Vật lí và Sinh học bậc Trung học phổ thông Trong các kiến thức Lí Sinh đã nêu ở trên, các kiến thức Vật lí và Sinh học phù hợp với chương trình phổ thông sau:
25. 18 Kiến thức Vật lí được chọn lựa gồm: - Phần cơ học: các loại lực (trọng lực, lực ma sát, lực đàn hồi), quy tắc momen lực đối với trục quay cố định, công - Phần nhiệt học: các định luật về chất khí - Phần điện học: dòng điện trong các môi trường - Phần hạt nhân nguyên tử: hiện tượng phóng xạ Kiến thức Sinh học được chọn lựa gồm: - Hệ vận động - Hệ hô hấp - Điện sinh học Các kiến thức Vật lí và Sinh học nêu trên có sự liên quan với nhau, có thể kết hợp để xây dựng thành các chủ đề tích hợp. Cụ thể là sự kết hợp giữa kiến thức: Cơ học và Hệ vận động; Nhiệt học và Hệ hô hấp; Điện học và Điện sinh học; Y học hạt nhân. 1.5.3 Lựa chọn kiến thức Y học và các kĩ năng phù hợp với 4 nội dung kiến thức đã xây dựng Nội dung 1 nói về sự vận động của cơ thể, vì thế kiến thức về rèn luyện sức khỏe qua việc vận động cơ thể như tập thể dục, ; lợi ích của việc vận động và các lưu ý khi vận động là phù hợp khi được kết hợp vào cùng một chủ đề. Nội dung 2 nói về hoạt động hô hấp và các định luật của chất khí. Một số kiến thức Y học có liên quan đến 2 nội dung trên như: cách luyện tập hít thở đúng cách và tốt cho cơ thể; lưu ý khi đi bơi đi lặn (dựa vào định luật Boyle – Mariotte). Bên cạnh đó, ộm t số kĩ năng liên quan đến hoạt động của phổi được đưa vào nội dung này như: kĩ năng ứng phó khi ngạt nước, ngạt khói. Nội dung 3 nói về dòng điện, điện sinh học. Các kiến thức Y học được đưa vào như tác dụng của dòng điện đối với cơ thể và các kĩ năng như quy trình cứu người khi bị điện giật và ảnh hưởng khi bị sét đánh.
26. 19 Nội dung 4 nói về phóng xạ. Nội dung này được ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực Y học đặc biệt là về Ung thư. Ung thư hiện nay là vấn đề rất phổ biến, tuy nhiên để hiểu về chúng thì không phải ai cũng hiểu đúng. Vì thế tôi đã đưa một số kiến thức cơ bản về Ung thư vào nội dung này. Dựa vào 4 nội dung đã nêu ở trên, 4 chủ đề tích hợp kiến thức Vật lí – Y học – Sinh học tương ứng được xây dựng là: Chủ đề 1: Sự vận động của cơ thể Chủ đề 2: Hoạt động hô hấp Chủ đề 3: Dòng điện Chủ đề 4: Phóng xạ và Ung thư 1.5.4 Xác định mục tiêu dạy học cho các chủ đề tích hợp kiến thức Vật lí – Y học – Sinh học 1.5.4.1 Kiến thức - Củng cố kiến thức Vật lí và Sinh học: Vật lí  Phần cơ học: các loại lực (trọng lực, lực ma sát, lực đàn hồi), quy tắc momen lực đối với trục quay cố định, công  Phần nhiệt học: các định luật về chất khí  Phần điện học: dòng điện trong các môi trường  Phần hạt nhân nguyên tử: hiện tượng phóng xạ Sinh học  Hệ vận động  Hệ hô hấp  Điện sinh học - Mở rộng kiến thức Vật lí trong lĩnh vực Y học, Sinh học - Cung cấp các kiến thức trong lĩnh vực Y học
27. 20 1.5.4.2 Kĩ năng - Nâng cao kĩ năng giải quyết các vấn đề trong các tình huống xảy ra tai nạn 1.5.5 Xây dựng cấu trúc nội dung cho các chủ đề tích hợp kiến thức Vật lí – Y học – Sinh học Cấu trúc các chủ đề gồm các phần:  Tóm tắt kiến thức Vật lí và Sinh học có liên quan đến chủ đề tích hợp  Mở rộng kiến thức Vật lí có liên quan đến hoạt động của cơ thể con người  Bổ sung kiến thức Y học và một số kĩ năng cần thiết gắn với nội dung của từng chủ đề tích hợp 1.5.6 Thiết kế nội dung cụ thể từng chủ đề  Chủ đề 1: Sự vận động của cơ thể 1. Hệ vận động - Hệ xương khớp - Hệ cơ 2. Các lực liên quan đến sự vận động của cơ thể - Trọng lực - Lực đàn hồi của lò xo. Lực co rút của cơ - Lực ma sát 3. Chuyển động quay của cơ thể - Quy tắc momen lực trong Vật lí - Chuyển động quay và điều kiện cân bằng của cơ thể 4. Công - Công trong vật lí - Công trong cơ thể 5. Vận động cơ thể - Lợi ích của vận động - Vận động đúng cách - Lưu ý khi vận động  Chủ đề 2: Hoạt động hô hấp
28. 21 1. Hệ hô hấp - Khái quát về hô hấp - Các cơ quan trong hệ hô hấp 2. Hoạt động trao đổi khí - Quá trình đẳng nhiệt. Định luật Boyle – Mariotte - Cơ chế khuếch tán 3. Cơ chế hít thở và trao đổi khí trong hoạt hộng hô hấp 4. Kiến thức Y khoa - Bài luyện tập hít thở - Lưu ý khi đi bơi, đi lặn 5. Kĩ năng ứng phó với một số tai nạn - Tai nạn do đuối nước - Tai nạn do ngạt khói - Sơ cấp cứu cho nạn nhân đuối nước và ngat khói  Chủ đề 3: Dòng điện 1. Dòng điện - Dòng điện trong các môi trường - Điện sinh học - Tác dụng của dòng điện trong Y học 2. Dòng điện và cơ thể - Điện trở của cơ thể con người - Đường đi của dòng điện qua cơ thể - Những nguy hiểm do điện - Quy trình cứu người khi điện giật 3. Sét - Sự hình thành sét - Các con đường bị sét đánh - Các trường hợp dễ bị sét đánh - Phòng chống sét đánh  Chủ đề 4: Phóng xạ và ung thư 1. Phóng xạ
29. 22 - Hiện tượng phóng xạ - Các dạng phóng xạ - Các tia phóng xạ - Định luật phóng xạ - Ứng dụng của tia phóng xạ trong Y học 2. Ung thư - Ung thư là gì? - Nguyên nhân gây ra ung thư - Điều trị ung thư - Ngăn ngừa nguy cơ bị ung thư 1.5.7 Thực nghiệm kiểm tra, đánh giá các chủ đề tích hợp kiến thức Vậtlý– Y học– Sinh học bậc trung học phổ thông Tiến hành việc khảo sát và đánh giá tài liệu với hai đối tượng chính là học sinh và giáo viên ở trường THPT.
30. 23 Chương 2. MỘT SỐ CHỦ ĐỂ TÍCH HỢP KIẾN THỨC VẬT LÍ – Y HỌC – SINH HỌC BẬC TRUNG HỌC PHỔ THÔNG 2.1 CHỦ ĐỀ 1: SỰ VẬN ĐỘNG CỦA CƠ THỂ 2.1.1 HỆ VẬN ĐỘNG Hệ vận động là một trong các hệ cấu tạo nên cơ thể con người, nó giúp cơ thể di chuyển tìm kiếm thức ăn cũng như bảo vệ cơ thể. Hệ vận động được cấu tạo bởi 2 hệ nhỏ hơn là hệ xương khớp và hệ cơ. 2.1.1.1 Hệ xương khớp Bộ xương người chia làm 3 phần: - Xương đầu: gồm các xương mặt và khối xương sọ. - Xương thân: gồm xương ức, xương sườn và xương sống. - Xương chi: gồm xương chi trên (tay) và xương chi dưới (chân) Cơ thể con người trưởng thành có 206 xương. Mỗi xương có kích thước, hình dáng khác nhau. Có 4 loại xương: - Xương dài: xương cánh tay, xương đùi, xương cẳng chân, - Xương ngắn: xương đốt sống, xương cổ tay, xương cổ chân, - Xương dẹt: xương bả vai, xương cánh chậu, - Xương không đều: xương hàm, xương thái dương, Các xương kết nối với nhau bởi hệ thống dây chằn tạo thành các khớp. Có 3 loai khớp: - Khớp động: khớp ở tay, chân, - Khớp bán động: khớp ở các đốt sống, - Khớp bất động: khớp ở họp sọ Trong đó khớp động là khớp giúp cho cơ thể cử động, di chuyển một cách linh hoạt. Giữa các khớp có dịch khớp, ở đầu các xương khớp có lớp sụn bao bọc. Điều này làm giảm ma sát và tạo lớp đệm bảo vệ khi các khớp chuyển động.
31. 24 Hệ thống xương khớp được nuôi dưỡng bởi các mạch máu, không tự vận động được mà phải thông qua hệ cơ. 2.1.1.2 Hệ cơ Cơ có 3 loại: cơ vân, cơ trơn và cơ tim. - Cơ trơn: tập hợp các cơ trơn bao quanh thành mạch máu, các cơ quan nội tạng như dạ dày, ruột, - Cơ tim: cấu tạo nên thành tim. - Cơ vân: bám vào xương giúp cho cơ thể vận động, di chuyển và thực hiện các thao tác khéo léo, tinh tế. Cơ vân bám trực tiếp vào xương hoặc bám vào xương thông qua gân. Do đó khi bị tổn thương cơ hoặc gân ảnh hưởng đến quá trình vận động của cơ thể. Cơ vân vận động theo chủ ý của chúng ta, còn cơ trơn và cơ tim vận động tự động do hệ thần kinh thực vật chi phối. Hệ cơ cũng được nuôi dưỡng bởi mạch máu, khi mạch máu bị tổn thương dẫn đến cơ bị teo, xơ hóa cơ hoặc hoại tử cơ. 2.1.2 CÁC LỰC LIÊN QUAN ĐẾN SỰ VẬN ĐỘNG 2.1.2.1 Trọng lực a. Trọng lực trong vật lí Trọng lực của một vật là lực hấp dẫn giữa Trái Đất và vật đó. Đặc điểm: - Điểm đặt tại trọng tâm của vật. - Phương: thẳng đứng - Chiều: hướng từ trên xuống (hướng vào tâm Trái đất - Độ lớn: 푷 = 품 Trong đó:
32. 25 : khối lượng của vật ( ) : gia tốc trọng trường ( /푠2) Thường lấy giá trị = 9.8 /푠2 b. Trọng lực trong cơ thể Cơ thể con người là một hệ phức tạp với nhiều bộ phận có đặc tính cấu tạo và hoạt động khác nhau. Trọng lực của cơ thể có điểm đặt tại trọng tâm của cơ thể. Tuy nhiên, trọng tâm của cơ thể lại thay đổi theo những tư thế (vị trí) khác nhau khi hoạt động như đứng, nằm, ngồi. Khi đứng, cơ thể ép lên bàn chân một lực 푃⃗⃗⃗ ′ có độ lớn bằng trọng lượng của cơ thể. Đồng thời bàn chân cũng chịu một phản lực ⃗⃗ do mặt đất tác dụng lên. Khi đó, ạm ch máu ở bàn chân bị ép lại làm cho máu hạn chế lưu thông. Nếu đứng một thời gian lâu và từ từ để bàn chân không bị ép lại, mạch máu trở lại hình dạng ban 푵⃗⃗ 푷⃗⃗⃗ ′ Hình 2 1.1. Các lực tác dụng lên bàn chân đầu và máu lưu thông nhiều hơn. Khi đó chân ta sẽ cảm giác bị tê cho đến khi máu chảy ổn định lại. Tương tự, khi ngủ ta phải thay đổi tư thế luân phiên, tránh để áp lực của đầu hoặc thân lên tay và chân trong thời gian lâu. Như vậy, máu sẽ lưu thông ổn định hơn. Trong ăn uống, việc đưa thức ăn từ miệng xuống bao tử dễ dàng cũng là nhờ tác dụng của trọng lực.
33. 26 c. Kiến thức y khoa Nội dung được viết dựa vào tài liệu tham khảo [11], [22], [23], [29] Dưới tác dụng của trọng lực, một số bộ phận sẽ gây ra những áp lực khác nhau lên các bộ phận khác trong cơ thể. Điều này có thể làm kích thích hoạt động đồng thời gây nên những ảnh hưởng xấu đến hoạt động của các bộ phận khác trong cơ thể. Đặc biệt là ở tư thế khi ngủ, áp lực của các bộ phận lên nhau ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe của hệ tim mạch, hệ hô hấp, Giấc ngủ là một trong những điều quan trọng đối với sức khỏe. Vì thế, nếu có tư thế ngủ phù hợp sẽ rất tốt đối với sức khỏe và ngược lại, nếu tư thế ngủ không phù hợp sẽ trở thành nhân tố đe dọa đến sức khỏe của chúng ta. - Ở tư thế nằm sấp: vùng bụng, ngực, dây chằn ở chân sẽ chịu tác dụng của toàn bộ áp lực từ cơ thể. Vùng ngực bị đè nén gây ảnh hưởng xấu đến hoạt động của phổi, tuần hoàn máu và hoạt động của tim. Các cơ quan nội tạng ở vùng bụng cũng bị cản trở hoạt động. Ở vùng mặt, da cũng chịu tác dụng của lực gây nên những nếp nhăn. Vùng xương cổ bị vặn sang một bên trong thời gian lâu cũng gây nên các bệnh về đốt sống cổ. - Ở tư thế nằm ngửa: cột sống sẽ chịu tác dụng của trọng lực toàn bộ cơ thể, gây ảnh hưởng đến cột sống. Ở tư thế này, ta có thói quen đặt tay lên ngực. Điều này sẽ khiến cho hoạt động của tim bị cản trở. - Ở tư thế nằm nghiêng: Đây là tư thế giúp cho cơ thể có được chế độ nghỉ ngơi tốt nhất. Ở tư thế này, tim và phổi không bị chèn ép nhiều nên chúng hoạt động rất thuận lợi. Đồng thời tư thế nằm nghiêng cũng làm giảm áp lực lên xương sống. Để giúp máu lưu thông lên não tốt hơn, ta nên đặt chiếc gối dưới đầu gối. Dưới tác dụng của trọng lực, máu sẽ dễ dàng lưu thông về phía não hơn. Để có giấc ngủ tốt cho cơ thể, ta nên thay đổi tư thế ngủ luân phiên nhằm giảm áp lực lên một cơ quan hay bộ phận của cơ thể trong thời gian dài.
34. 27 2.1.2.2 Lực đàn hồi của lò xo. Lực co rút của cơ a. Lực đàn hồi của lò xo Lực đàn hồi của lò xo xuất hiện ở cả hai đầu của lò xo và tác dụng vào vật tiếp xúc hay gắn với nó làm nó bị biến dạng. Khi lò xo bị dãn, lực đàn hồi của lò xo hướng vào trong, khi lò xo bị nén, lực đàn hồi của lò xo hướng ra ngoài. Định luât Hooke: Trong giới hạn đàn hồi, lực đàn hồi của lò xo tỉ lệ thuận với độ biến dạng của lò xo. 푭đ풉 = 풌|∆풍| Trong đó: : độ cứng của lò xo ( / ) |∆푙| = |푙 − 푙0| độ biến dạng của lò xo ( ) 퐹đℎ: lực đàn hồi của lò xo ( ) b. Lực co rút của cơ  Đặc tính của cơ [4] Tính co thắt: là khả năng cơ co ngắn lại khi nó nhận đủ kích thích. Chiều dài cơ khi co lại khoảng 50% − 70% chiều dài khi cơ nghỉ. Tính kéo dãn: giống với lò xo, cơ dãn ra khi có ngoại lực tác dụng hoặc bị tác dụng của các cơ quan khác. Mức độ kéo dãn của cơ phụ thuộc vào các mô liên kết và mô bên trong cơ. Tính đàn hồi của cơ: là khả năng sợi cơ trở về chiều dài ở trạng thái nghỉ khi không còn bị kéo dãn. Tính đàn hồi của cơ phụ thuộc chủ yếu vào các mô liên kết trong cơ hơn là bản chất của sợi cơ. Tính đàn hồi tạo nên lực co rút của cơ.  Lực co rút của cơ [4] Sự co dãn có điều kiện của cơ làm thay đổi chiều dài của nó làm phát sinh ra lực khá mạnh. Trong cơ thể chiều dài của cơ chỉ có thể biến đổi từ giá trị 푙0 lúc nghỉ
35. 28 ngơi đến giá trị 푙 𝑖푛 khi co rút. Khác với lực đàn hồi của lò xo, lực co rút của cơ được xác định bởi công thức: 흅 풍 − 풍 풊풏 푭 = 푭 퐜퐨퐬 ( . ) 풍 − 풍 풊풏 Trong đó: 퐹0: lực tác dụng lên cơ (N) 퐹: lực co rút của cơ (N) 푙: chiều dài cơ ở thời điểm co cơ (m) 푙0 : chiều dài cơ lúc nghỉ ngơi (m) 푙 𝑖푛 : chiều dài cơ khi co rút (m) Luyện tập thể thao hay tập Gym, giúp cơ thể sản sinh nhiều cơ hơn và giúp cơ săn chắc. Vì vậy, với người có số lượng cơ nhiều, khi vận động sẽ cảm thấy ít mệt hơn người có số lượng cơ ít. Trung bình 1 2 cơ khi co rút sinh ra 1 lực khoảng 0.3 , khi đó cơ thể sẽ tốn ít công hơn để thực hiện công việc [2]. 2.1.2.3 Lực ma sát a. Trong vật lí Trong chuyển động của các vật thường xuất hiện 3 loại lực ma sát: ma sát trượt, ma sát lăn và ma sát nghỉ.  Lực ma sát trượt Xuất hiện khi một vật trượt lên bề mặt tiếp xúc với vật khác. Ví dụ như kéo cái bàn trên mặt sàn nhà, Đặc điểm: - Xuất hiện ở mặt tiếp xúc của một vật đang trượt trên một bề mặt. - Có hướng ngược với hướng của vận tốc. - Có độ lớn tỉ lệ với áp lực.
36. 29 푭 풔풕 = 흁풕푵 Trong đó: 휇푡: hệ số ma sát trượt (phụ thuộc vào vật liệu và tính trạng của hai mặt tiếp xúc. : áp lực lên mặt tiếp xúc (N) 퐹 푠푡: lực ma sát trượt (N)  Lực ma sát lăn Xuất hiện khi một vật lăn trên bề mặt của vật khác. Ví dụ như bánh xe lăn trên đường, Đặc điểm: - Xuất hiện ở chỗ tiếp xúc của vật với bề mặt tiếp xúc của vật với bề mặt mà vật lăn trên đó để cản trở chuyển động lăn. - Lực ma sát lăn rất nhỏ so với lực ma sát trượt.  Lực ma sát nghỉ Xuất hiện khi có ngoại lực tác dụng làm cho vật có xu hướng chuyển động nhưng chưa đủ để thắng lực ma sát để chuyển động được. Đặc điểm: - Xuất hiện ở mặt tiếp xúc của vật với bề mặt để giữ cho vật đứng yên trên bề mặt đó khi bị một ngoại lực tác dụng song song với mặt tiếp xúc. - Có độ lớn cực đại, lực ma sát nghỉ cực đại lớn hơn lực ma sát trượt. b. Lực ma sát trong cơ thể Lực ma sát trong cơ thể xuất hiện ở các khớp xương (khớp gối, khớp khuỷu tay, ) khi vận động. Ngoài ra còn có ma sát giữa máu chảy với thành mạch, gọi là ma sát nhớt.
37. 30 Ta thấy trên bàn tay hay bàn chân có rất nhiều vân tay, điều đó làm tăng độ nhám cho bàn tay và chân tăng hệ số ma sát lực ma sát nghỉ tăng. Điều này giúp ta dễ dàng cầm, nắm các vật mà không bị trượt. Bên cạnh tăng ma sát có lợi, cơ thể cũng có cơ chế giảm ma sát có hại. Ma sát có hại xuất hiện ở các khớp. Vì thế, các dịch khớp có tác dụng làm giảm ma sát có hại trong cơ thể. 2.1.3 CHUYỂN ĐỘNG QUAY CỦA CƠ THỂ 2.1.3.1 Quy tắc momen lực trong Vật lý a. Momen của lực đối với một trục quay Momen của lực 퐹 đối với trục quay là đại lượng đặc trưng cho tác dụng làm quay của lực quanh trục ấy và được đo bằng tích độ lớn của lực với cánh tay đòn. 푴 = 푭. 풅 Trong đó: : momen của lực ( . ) 퐹: lực ( ) : cánh tay đòn ( ) b. Điều kiện cân bằng của một vật rắn có trục quay cố định (quytắc momen) Muốn cho một vật rắn có trục quay cố định cân bằng thì tổng momen của các lực có khuynh hướng làm vật quay theo chiều kim đồng hồ bằng tổng momen của các lực có khuynh hướng làm vật quay theo ngược chiều kim đồng hồ. Nếu ta quy ước momen lực làm vật quay ngược chiều kim đồng hồ có giá trị dương, cùng chiều kim đồng hồ có giá trị âm, thì ta có thể viết điều kiện trên dưới dạng đại số sau đây: 푴 + 푴 + ⋯ =
38. 31 1, 2 là momen của tất cả các lực đặt lên vật. 2.1.3.2 Chuyển động quay và điều kiện cân bằng của cơ thể a. Nguyên tắc Cơ thể chúng ta có rất nhiều xương được nối với nhau thông qua các khớp. Mỗi khớp xương có vai trò như trục quay cố định, vì thế một số loại xương (bộ phận) của cơ thể có thể chuyển động quay quanh khớp. Chuyển động của quay cơ thể hoạt động chủ yếu theo nguyên tắc đòn bẩy. Trong đó lực phát động là lực của cơ sinh ra, lực cản là trọng lực của phần cơ thể bị quay, điểm tựa là các khớp xương. Khi các bộ phận của cơ thể cân bằng, tức là đòn bẩy cân bằng. Khi đó ta có điều kiện cân bằng: 푴푷 = 푴푭 푃. 푃 = 퐹. 퐹 퐹 푃 = 퐹 푃 Trong đó: 푃, 퐹: cánh tay đòn từ giá của 푃⃗ , 퐹 đến trục quay của khớp xương 퐹: lực của cơ bắp ( ) 푃: trọng lực của phần cơ thể bị quay ( ) b. Các dạng chuyển động quay của cơ thể [4]  Dạng 1: điểm tựa nằm giữa điểm đặt của lực cản và lực phát động Đầu của chúng ta có thể quay điểm tựa - điểm nằm ở trong khớp chẩm đội (gần đốt sống cổ thứ nhất). Đầu được giữ cân bằng nhờ vào lực phát động – lực của cơ gáy. Momen của lực cơ gáy cân bằng với momen do trọng lực của đầu (có khuynh hướng gục về phía trước).
39. 32 T T 푷⃗⃗ 푷⃗⃗ 푭⃗⃗ ⃗⃗ 푭 Hình 2.2.Biểu diễn điểm tựa nằm giữa lực phát động và lực cản  Dạng 2: điểm đặt của lực cản nằm giữa điểm tựa và điểmđặt của lực phát động Trường hợp chúng ta đứng một chân và nhón gót chân là ví dụ của loại này. Khi ấy điểm tựa là đầu mút của xương bàn chân, lực cản P là trọng lực của cơ thể tác dụng qua các xương cẳng chân và đặt ở phía trước lực phát động; lực phát động là do các cơ dép và cơ sinh đôi tạo ra, đặt ở điểm mà gân Achiles bám vào xương gót. 푭⃗⃗ ⃗⃗ 푭 T 푷⃗⃗ 푷⃗⃗ T Hình 2.3.Biểu diễn điểm đặt của lực cản nằm giữa điểm tựa và điểm đặt của lực phát động
40. 33  Dạng 3: điểm đặt của lực phát động ở giữa điểm tựa và điểm đặt củalực cản Loại đòn bẩy này khá phổ biến trong cơ thể, ví dụ như trường hợp gấp cẳng tay vào cánh tay. Điểm tựa là một điểm trong khớp khuỷu, lực phát động là lực cơ bắp bám vào xương của cẳng tay, lực cản P là trọng lực của cẳng tay, bàn tay và vật nặng ở bàn tay. 푭⃗⃗ 푭⃗⃗ T T ⃗⃗ 푷 푷⃗⃗ Hình 2.4.Biểu diễn điểm đặt của lực phát động nằm giữa điểm tựa và điểm đặt của cản 2.1.4 CÔNG 2.1.4.1 Trong vật lí 퐹 푛 퐹 휶 퐹 푠 Hình 2.5.Biểu diễn lực 퐹 tác dụng lên vật, làm dịch chuyển vật một đoạn MN Công thực hiện bởi một lực không đổi là đại lượng đo bằng tích độ lớn hình chiếu của lực trên phương chuyển động và quãng đường vật dịch chuyển . = 푭풔 퐜퐨퐬 휶 2.1.4.2 Trong cơ thể a. Công sinh ra trong hô hấp [4]
41. 34 Công sinh ra khi hô hấp là công được thực hiện bởi các cơ hô hấp để thắng tất cả các lực cản khi thông khí. Khi hít vào và thở ra, không khí được đưa vào phổi và đẩy ra liên tục. Ở hệ hô hấp, công được tính bằng tích số của áp suất và giá trị của thể tích thay đổi tương ứng. Vì áp suất khí trong hệ hô hấp là một đại lượng biến đổi nên việc xác định công A tính dưới dạng tích phân. 푽 = ∫ 풑풅푽 푽 Trong đó: : áp suất của khí : giá trị thay đổi thể tích từ 1 đến 2 Trong thực tế, công hô hấp được xác định nhờ vào phế dung kế. Kết quả đo được công hô hấp khoảng 1-2 J/phút. b. Công do tim sinh ra [4] Tim hoạt động như một máy bơm liên tục để đẩy máu vào mạch và đi đến các cơ quan trong cơ thể. Công do tim sinh ra phụ thuộc vào áp suất máu trong các tâm thất, tâm nhĩ và thể tích của tâm thất hay nhĩ trong một chu kì co bóp của tim, được xác định dưới dạng tích phân: 푽 = ∫ 풑풅푽 푽 Trong đó: : áp suất máu trong tim : giá trị thay đổi thể tích của tim từ 1 đến 2 Tính toán ta được công cơ học của tim khoảng 1,3-1,4 W trong 1 phút. Người ta thực hiện đo công của tim hay phổi để xác định trạng thái hoạt động của chúng. Từ đó có thể chuẩn đoán được các bệnh về tim và phổi.
42. 35 c. Công do cơ sinh ra Công cơ học khi cơ co được xác định theo công thức: = 푭∆풍 Trong đó: 퐹: lực do cơ tạo ra ( ) ∆푙: độ co rút của cơ ( ) Ta biết rằng, cơ thực hiện công là do nhận năng lượng hóa học từ việc tổng hợp ATP từ nguồn thức ăn. Tuy nhiên nguồn năng lượng đó 1 phần dùng để duy trì sự căng thẳng của cơ và một phần chuyển sang nhiệt năng. Từ đó ta có thể tính được hiệu suất công của cơ [4]. 푯 = 풙 Trong đó: 0: công thực tế mà cơ thực hiện : công cơ phải thực hiện ứng với năng lượng đã tiêu thụ Đối với từng cơ riêng lẽ, hiệu suất này chỉ đạt khoảng 20 đến 40%. Tuy nhiên, do sự phối hợp nhiều cơ trong từng nhóm nên hiệu suất công cơ học có thể lớn hơn. Thực nghiệm chứng tỏ công suất công cơ học thay đổi theo sự luyện tập cơ, tuổi và giới tính [4]. 2.1.5 VẬN ĐỘNG CƠ THỂ Hệ cơ xương khớp giữ vai trò quan trọng trong quá trình vận động. Các cơ, xương và lớp sụn luôn thay đổi nhờ vào quá trình tái tạo. Tuy nhiên, khả năng tái tạo này giảm theo tuổi tác. Bên cạnh đó, vận động cơ thể cũng góp phần giúp cho hệ cơ xương khớp được chắc khỏe và mang lại nhiều lợi ích cho cơ thể. 2.1.5.1 Lợi ích của vận động Nội dung được viết dựa vào tài liệu tham khảo [9], [21], [33]
43. 36 Vận động giảm trình trạng béo phì: khi vận động, cơ thể tiêu thụ năng lượng và đốt cháy lượng chất béo, lượng đường dư thừa trong cơ thể. Vận động ngăn ngừa bệnh tật như: - Bệnh tim, cao huyết áp: khi vận động lượng máu được lưu thông dễ dàng, hoạt động co bóp của tim được ổn định hơn. - Bệnh tiểu đường, cao cholesterol: vận động giúp cơ thể đốt cháy lượng đường và cholesterol dư thừa. - Bệnh viêm khớp: vận động làm cho hệ thống xương khớp hoạt động linh hoạt, các cơ được săn chắc và dẻo dai. - Vận động giúp ta giảm căng thẳng, buồn phiền: khi vận động, cơ thể tiết ra các chất kích thích làm ta cảm thấy vui vẻ, yêu đời hơn. 2.1.5.2 Vận động đúng cách Cơ thể muốn khỏe mạnh thì chúng ta cần phải vận động thường xuyên và quá trình này nên trở thành thói quen trong cuộc sống hằng ngày. Muốn có được điều đó chúng ta cần [21]: - Đặt ra mục tiêu: khởi đầu là các mục tiêu khiêm nhường và thực tế rồi dần dần đặt mục tiêu xa hơn. Như vậy sẽ tránh được tình trạng bỏ cuộc. Ví dụ như đi bộ 10 phút một ngày, mỗi tuần đi 3 ngày. Sau đó nâng lên dần dần mục tiêu ban đầu. - Lựa chọn hình thức vận động mà ta thích thú: chơi cầu lông, đi bộ, khiêu vũ, Vận động không phải là những việc khổ sai, buồn tẻ. - Biến vận động trở thành thói quen hằng ngày: cố gắng dành thời gian và vận động bất cứ khi nào có thể. Một số môn luyện tập mang lại sức khỏe tốt như: tập Yoga, Gym, . 2.1.5.3 Lưu ý khi vận động Nội dung được viết dự vào tài liệu tham khảo [25], [33] Luyện tập thể dục thể thao là cách thức vận động tốt cho sức khỏe. Tùy vào tình trạng sức khỏe của mỗi người, ta cần có chế độ luyện tập hợp lí.
44. 37 Không nên tập thể dục khi đói, điều này khiến chúng ta dễ bị chóng mặt, hoa mắt. ta có thể ăn nhẹ, tránh ăn quá no vì lượng máu lúc này tập trung về dạ dày và các cơ quan khác để thực hiện chức năng tiêu hóa. Nếu tập trong lúc này sẽ gây nên tình trạng đầy hơi, khó tiêu, đau bụng và ảnh hưởng xấu đến dạ dày vì máu phải lưu thông đến các cơ quan vận động, cơ quan tiêu hóa thực hiện kém đi. Như vậy chúng ta nên tập thể dục sau khi ăn 2 tiếng đồng hồ để đảm bảo cho sức khỏe. Trước khi tập, ta cần khởi động từ từ và vừa sức để cơ thể dần thích nghi và mang lại hiệu quả trong suốt quá trình luyện tập. Nếu không khởi động có thể gây nên một số ảnh hưởng xấu đến xương khớp hay tim mạch. Trước khi tập, trong quá trình tập và sau quá trình tập cần bổ sung nước từ từ và đầy đủ để cơ thể hấp thu tốt. Sau khi tập xong, chúng ta không nên ăn uống ngay mà nên chờ khoảng 30 phút. Chúng ta cần kiên trì luyện tập mỗi ngày, tránh dồn luyện tập vào một ngày. Như vậy sẽ gây quá tải cho cơ thể. Bên cạnh chế độ vận động hợp lí, chúng ta cần có chế độ dinh dưỡng phù hợp với cơ thể. 2.2 CHỦ ĐỀ 2: HOẠT ĐỘNG HÔ HẤP 2.2.1 HỆ HÔ HẤP 2.2.1.1 Khái quát về hô hấp Hô hấp là quá trình không ngừng cung cấp khí 2 cho các tế bào của cơ thể và loại khí 2do các tế bào thải ra khỏi cơ thể. Hô hấp gồm 3 giai đoạn chủ yếu: - Sự thở: trao đổi khí ở phổi với môi trường - Sự trao đổi khí ở phổi: 2từ máu vào tế bào phổi, 2từ tế bào phổi vào máu. - Sự trao đổi khí ở tế bào: 2từ máu vào tế bào, 2 từ tế bào vào máu.
45. 38 Ý nghĩa của hô hấp: cung cấp 2cho hoạt động sống của tế bào và cơ thể; thải khí 2 ra khỏi cơ thể đảm bảo cho hoạt động sống trong cơ thể được bình thường. 2.2.1.2 Các cơ quan trong hệ hô hấp Các cơ quan Đặc điểm cấu tạo Chức năng - Có nhiều lông mũi - Có lớp niêm mạc tiết chất Mũi nhầy - Có lớp mao mạch dày đặc Họng - Có tuyến amidan - Có nắp thanh quản có thể cử Dẫn khí ra vào, Thanh quản động để đậy kín đường hô làm ấm, làm ẩm Đường hấp không khí vào dẫn khí - Cấu tạo bởi 15-20 vòng sụn phổi và bảo vệ khuyết xếp chồng lên nhau phổi Khí quản - Có lớp niêm mạc tiết chất nhầy với nhiều lông rung chuyển động liên tục - Phế quản chính cấu tạo bởi Phế quản các sụn, phần phế quản tiếp xúc với phế nang là các cơ - Bao ngoài 2 phổi có 2 lớp màng, lớp ngoài dính với Lá phổi lồng ngực, lớp trong dính với phải có 3 Là nơi trao đổi khí phổi, giữa 2 lớp có chất dịch. 2 lá phổi thùy, lá giữa cơ thể với - Đơn vị cấu tạo của phổi là các phổi trái có môi trường ngoài. phế nang tập hợp thành từng 2 thùy cụm và được bao bởi mạng lưới mao mạch dày đặc.
46. 39 2.2.2 HOẠT ĐỘNG TRAO ĐỔI KHÍ 2.2.2.1 Quá trình đẳng nhiệt. Định luật Boyle – Mariotte Quá tình biến đổi trạng thái của một lượng khí xác định khi nhiệt độ được giữ không đổi gọi là quá trình đẳng nhiệt. Định luật Boyle – Mariotte: trong quá trình đẳng nhiệt của một lượng khí nhất định, áp suất tỉ lệ nghịch với thể tích. 풑 푽 = 풑 푽 2.2.2.2 Cơ chế khuếch tán Chất khí khuếch tán từ nơi có nồng độ cao (áp suất cao) đến nơi có nồng độ thấp (áp suất thấp). 2.2.2.3 Cơ chế hít thở và trao đổi khí a. Cơ chế hít thở Các chất khí mà cơ thể hít vào hay thở ra ( 2, 2, 2, . . ) là các khí thực. Ở nhiệt độ và áp suất thông thường, ta có thể xem các chất khí trên là khí lí tưởng. Như vậy, chúng cũng tuân theo gần đúng các định luật về chất khí lí tưởng. Xét lượng khí bên trong phổi, xem như nhiệt độ khí không đổi, nên ta có thể áp dụng gần đúng định luật Boyle – Mariotte. Khi ta hít vào, cơ hoành và cơ liên sườn co lại nên thể tích lồng ngực được mở rộng. Nhờ có lớp màng phổi dính với lồng ngực nên thể tích phổi tăng lên theo dẫn đến thể tích lượng khí trong phổi cũng tăng Theo định luật Boyle – Mariotte, thể tích khí tăng nên áp suất khí lúc này giảm xuống thấp hơn so với áp suất khí ở môi trường bên ngoài. Theo cơ chế khuếch tán,
47. 40 khí sẽ di chuyển từ nơi có áp suất cao (khí bên ngoài) vào nơi có áp suất thấp (khí bên trong phổi). Vì vậy, cơ thể sẽ tiếp nhận lượng khí vào phổi. Tương tự như vậy, khi thở ra, cơ hoành và cơ liên sườn dãn ra làm thể tích lồng ngực giảm nên thể tích lượng khí trong phổi giảm và áp suất khí lúc này tăng lên. Khí bên ngoài có áp suất nhỏ hơn nên lượng khí sẽ di chuyển ra bên ngoài. Hình 2.6.Sự thay đổi thể tích của phổi khi hít thở b. Cơ chế trao đổi khí  Trao đổi khí ở phổi Tại phổi diễn ra sự trao đổi khí giữa các phế nang và các mao mạch máu. Khi hít vào, lượng khí 2 sẽ đi vào các phế nang, nồng độ khí 2 ở phế nang cao còn nồng độ 2thấp. Tại các mao mạch máu, nồng độ 2 cao, nồng độ 2 thấp. Do đó, khí 2 sẽ di chuyển vào mao mạch, đồng thời 2 sẽ di chuyển ra các phế nang.  Trao đổi khí ở tế bào Tại tế bào diễn ra sự trao đổi khí giữa các mao mạch máu và các tế bào. Các mao mạch máu sau khi trao đổi khí với các phế nang sẽ có nồng độ 2 cao và 2thấp. Tại các tế bào thì ngược lại, nồng độ 2cao và 2 thấp. Khi đó, khí 2 từ mao mạch sẽ di chuyển vào trong tế bào, cung cấp cho hoạt động sống của cơ thể, đồng thời thải ra lượng 2 ra mao mạch.
48. 41 Vậy - Khí 2 được di chuyển từ: môi trường hít vào phổi phế nang mao mạch tế bào cơ thể. - Khí 2 được di chuyển từ: Tế bào mao mạch phế nang phổi thở ra môi trường. A B A: Ở phổi B: Ở tế bào Hình 2.7.Sự trao đổi khí ở phổi và ở tế bào 2.2.3 KIẾN THỨC Y KHOA 2.2.3.1 Bài tập luyện hít thở Quá trình hô hấp của cơ thể có thực hiện tốt hay không dựa vào lượng khí đi vào cơ thể. Điều đó phụ thuộc vào dung tích phổi khi ta hít vào hay thở ra. Phần lớn chúng ta ít để ý đến nhịp thở dẫn đến thói quen là ta chỉ sử dụng 1/3 dung tích của phổi. Chính vì thế lượng 2 đi vào cơ thể là ít, không đủ đáp ứng cho cơ thể dẫn đến các tình trạng như mệt mỏi, đau mỏi vai gáy, hay ngáp, Chủ yếu chúng ta thường bằng ngực, nên các cơ vùng vai sẽ cố gắng co lại để cơ thể giúp ta thở sâu hơn và lượng khí vào phổi sẽ nhiều hơn dẫn đến tình trạng mỏi vùng vai gáy [7]. Như vậy, để cung cấp đầy đủ 2cho cơ thể và cơ thể không bị mệt mỏi, chúng ta cần thở đúng cách. Do đó, việc luyện tập thở thường xuyên sẽ tạo nên thói quen hít thở chậm và sâu hơn.
49. 42 Đây là bài thơ về tập thở của Bác sĩ Nguyễn Khắc Viện: [34] “Thót bụng thở ra Phình bụng thở vào Hai vai bất động Chân tay thả lỏng Êm, chậm, sâu, đều Tập trung theo dõi Luồng ra luồng vào Bình thường qua mũi Khi gấp qua mồm Đứng ngồi hay nằm Ở đâu cũng được Lúc nào cũng được.” Có nhiều bài luyện tập để tăng dung tích phổi. Một cách đơn giản là chúng ta cần luyện tập hít thở theo chỉ dẫn dựa vào bài thơ trên. Cần luyện tập cách thở như trên và dần dần biến nó thành thói quen thường ngày cua chúng ta. 2.2.3.2 Một số lưu ý khi tham gia hoạt động dưới nước Khi lặn xuống nước, áp suất tác dụng lên thành ngực tăng dần theo độ sâu. Nếu từ độ sâu đó đột ngột ngoi lên cao, áp suất khi đó sẽ giảm đột ngột. Áp suất trong các mạch máu khi đó cũng sẽ giảm đột ngột. Nếu ta xem lượng khí trong mạch máu (tồn tại dạng bọt nhỏ) là khí lí tưởng và áp dụng định luật Boyle – Mariotte cho lượng khí đó. - Ở trạng thái (1) dưới độ sâu nào đó: áp suất khí 1, thể tích bọt khí 1. - Ở trạng thái (2) khi ngoi lên cao: áp suất khí 2, thể tích bọt khí 2. Do 1 > 2 nên theo định luật Boyle – Mariotte 2 > 1.
50. 43 Trạng thái (1), máu trong mạch xem như liên tục, do thể tích các bọt khí rất nhỏ. Khi ta đột ngột giảm áp suất, khi đó thể tích các bọt khí tăng lên nhanh làm cho máu trong mạch xuất hiện các bọt khí có thể tích lớn. điều này làm cản trở sự lưu thông của máu, đặc biệt là máu trong các mao mạch ở tim, não có thể dẫn đến tình trạng tắc mạch máu gây nguy hiểm cho sức khỏe. Hình 2.8.Bọt khí trong mạch máu Vì vậy, để đảm bảo an toàn cho sức khỏe và tín mạng khi tham gia các hoạt động dưới nước, chúng ta cần phải giảm áp suất từ từ bằng cách ngoi lên dần dần hoặc dung các trang phục, các thiết bị hổ trợ. 2.2.4 KĨ NĂNG ỨNG PHÓ VỚI MỘT SỐ TAI NẠN 2.2.4.1 Tai nạn do đuối nước Khi bị đuối nước, cơ thể bị chìm trong nước và chúng ta sẽ cố ngoi lên để thở. Khi thở như vậy nước vẫn vào cơ thể qua miệng. Thanh quản khi đó sẽ co thắt lại, ngăn chặn nước vào phổi. Chính vì vậy, ta sẽ không thể phát ra âm thanh để kêu sự giúp đỡ. Quá trình thở diễn ra khó khăn, vì thế lượng 2vào cơ thể giảm xuống, không đủ để cung cấp cho các cơ quan trong cơ thể đặc biệt là tim và não. Trình trạng này
51. 44 diễn ra trong thời gian lâu sẽ dẫn đến cơ thể bị ngất đi, thanh quản khi đó không có khả năng co thắt và nước sẽ tràn vào phổi [14]. 2.2.4.2 Tai nạn do ngạt khói Trong các đám cháy sản sinh ra một lượng lớn các loại khí độc đối với cơ thể như , 2, 푙, 2푆, 푆 2, các oxit Nito, . Nồng độ khí 2 cao làm cho cơ thể bị ngạt, khó thở. Các loại khí như 푙, 2푆, 푆 2 gây bỏng hệ hô hấp. Nguyên nhân gây trong các đám cháy chủ yếu là do hít phải lượng lớn khí . Khí là khí độc, không màu, không mùi, không vị. Khi vào cơ thể con người, khí , kết hợp với hemoglobin trong máu tạo thành cacboxy hemoglobin ( ). Chất này ngăn chặn quá trình giải phóng 2 trong tế bào,làm giảm khả năng vận chuyển 2 trong máu, dẫn đến tình trạng thiếu 2và có thể xảy ra tình trạng tê liệt hệ thần kinh và tử vong [26], [28].  Kĩ năng thoát khỏi đám cháy Nội dung được viết dựa vào tài liệu tham khảo [24], [26], [27]  Bình tĩnh Bình tĩnh, nhanh nhẹn thực hiện đúng phương pháp, kĩ năng thoát nạn để xử các tình huống xảy ra. Cần xác định mình đang ở đâu, lửa cháy ở phía nào, lối thoát hiểm gần nhất,  Xác định nguồn cháy, định hướng thoát hiểm Xác định vị trí, hướng của nguồn lửa, nguồn khói. Định hướng di chuyển đến cầu thang bộ hoặc lối thoát hiểm gần nhất. Nếu nguồn cháy từ trên cao, cần di chuyển đến lối thoát hiểm và xuống các tầng phía dưới. Nếu nguồn cháy ở phía dưới, bạn đang ở tầng dưới thấp thì tìm cách di chuyển xuống và thoát ra ngoài. Nếu lửa chặn lối xuống, tìm cách di chuyển ngược lên các tầng thượng để thoát sang các nhà lân cận và kêu cứu từ bên ngoài. Không được sử dụng thang máy, vì có thể mất điện dẫn đến bị kẹt trong thang máy.
52. 45  Di chuyển Dùng khăn, chăn, mền thấm nước để thoát ra ngoài. Khi di chuyển cần cúi thấp người xuống mặt sàn vì phía trên mật độ khói độc rất dày, phía dưới là nơi có nhiều 2nhất. Đi men theo tường hoặc vin vào lan can để di chuyển. Khi mở cửa phòng, cần kiểm tra nhiệt độ trước khi mở. Đặt mu bàn tay áp vào tay cầm của cửa, khi mở cửa né người sang một bên để tránh lửa táp vào người. Nếu nhiệt độ tay cầm cửa cao, thì bên ngoài đang cháy lớn, cần tìm hướng thoát khác. Trường hợp, quần áo bị cháy, ta không được chạy long mà cần nằm xuống, lăn vòng quanh để dập lửa. ta có thể lấy áo khoác, chăn, mền bao trùm ngọn lửa để ngăn cung cấp 2 cho chúng.  Thoát ra ngoài Nếu ở các tầng thấp, ta có thể dùng các vật dụng như dây, mền, cột lại thành sợi dài và leo xuống từ từ. Thả các vật dụng như nệm, gối, để người bên ngoài đỡ bạn khi nhảy xuống. Trường hợp không thể thoát ra ngoài, hãy tập hợp mọi người lại vào một phòng, nên chọn phòng có cửa sổ. Dùng tất cả đồ dùng có thể để ngăn chặn khói vào trong phòng. Nếu phòng có cửa sổ, nên đứng cạnh đó để hít thở và kêu sự giúp đỡ từ bên ngoài. 2.2.4.3 Sơ cấp cứu cho nạn nhân đuối nước và ngạt khói] Nội dung được viết dựa vào tài liệu tham khảo [12], [14], [15], [19 Khi đuối nước và ngạt khói, phổi lâm vào tình trạng ngạt do thiếu 2, dẫn đến nạn nhân bị ngừng thở và tim ngừng đập. Điều này dẫn đến khả năng tử vong cao và để lại di chứng tổn thương não nặng nề. Nguy cơ tử vong xảy ra trong vòng 8-10 phút khi tim ngừng đập. Vì vậy việc hồi phục tim và phổi trong thời gian này là rất cần thiết và cấp bách. Cách sơ cứu nạn nhân như sau:  Đưa nạn nhân đến nơi an toàn.
53. 46  Đánh giá tình hình: kiểm tra nạn nhân còn tỉnh hay không bằng cách đập hoặc lắc vai nạn nhân và gọi to hỏi người đó có ổn không. Nếu nạn nhân bất tỉnh cần gọi ngay cấp cứu và sơ cứu tại chổ.  Làm thông đường thở - Đặt nạn nhân nằm ngửa trên mặt phẳng vững chắc. Quỳ xuống cạnh cổ và vai người bị nạn. Làm sạch miệng và cổ họng, lấy các dị vật, kéo lưỡi để không bít cuống họng. - Mở thông đường thở của nạn nhân bằng cách đặt lòng bàn tay lên tráng nạn nhân và đẩy nhẹ xuống. Sau đó dùng tay kia đẩy nhẹ cằm ra trước để mở thông đường thở. - Sau đó thực hiện kiểm tra nhịp thở bình thường gồm: Tìm cử động của ngực, nghe tiếng thở. Ghé má hoặc tai bạn lại gần để cảm nhận hơi thở của nạn nhân. Những người có tiếng thở hổn hển không đều là không bình thường. - Nếu nạn nhân thở không bình thường hoặc bạn không dám chắc, hãy bắt đầu hà hơi thổi ngạt. Thao tác này phải tiến hành nhanh, không quá 10 giây.  Hà hơi thổi ngạt - Kẹp chặt mũi nạn nhân để hà hơi thổi ngạt miệng-miệng và áp miệng bạn vào miệng nạn nhân. - Chuẩn bị thổi ngạt hai hơi. Thổi ngạt hơi thứ nhất - kéo dài một giây - và nhìn xem lồng ngực có nâng lên không. Nếu không, thổi ngạt hơi thứ hai. Nếu lồng ngực không nâng lên, đẩy cằm ngửa lên trên lại và thổi ngạt lần thứ hai.  Ép tim ngoài lồng ngực - Thao tác ép tim ngoài lồng ngực để phục hồi tuần hoàn máu. - Đặt gốc cổ tay lên giữa ngực nạn nhân, giữa các xương sườn. Đặt tay kia lên trên tay này. - Dùng sức nặng của thân trên (chứ không phải chỉ của cánh tay) khi bạn ấn thẳng lồng ngực xuống khoảng 3, 5 - 5cm. Ấn mạnh và nhanh - ấn 2 lần mỗi giây, hoặc khoảng 100 lần/phút.
54. 47 - Sau khi ấn 30 cái, thì đẩy đầu ngửa ra sau và nâng cằm lên để mở đường thở. Chuẩn bị thổi ngạt hai hơi. Kẹp chặt mũi và thổi vào miệng nạn nhân trong 1 giây. Nếu lồng ngực phồng lên, thổi ngạt hơi thứ hai. Nếu lồng ngực không phồng lên, đẩy cằm ngửa lại và thổi ngạt lần thứ hai. - Nếu có thêm người, hãy đề nghị người đó thổi ngạt hai hơi sau khi bạn ấn ngực 30 cái.  Tiếp tục hồi sức tim phổi cho đến khi có dấu hiệu cử động hoặc cho đến khi nhân viên y tế tiếp nhận nạn nhân. 2.3 CHỦ ĐỀ 3: DÒNG ĐIỆN 2.3.1 DÒNG ĐIỆN 2.3.1.1 Dòng điện trong các môi trường Dòng điện là dòng dịch chuyển có hướng của các hạt mang điện tích. Dòng điện trong kim loại: là dòng chuyển dời có hướng của các electron tự do dưới tác dụng của điện trường. Dòng điện trong chất điện phân: là dòng chuyển dời có hướng của các ion trong điện trường. Dòng điện trong chất khí: là dòng chuyển dời có hướng của các electron và các ion trong điện trường. Dòng điện trong chân không: là dòng chuyển dời có hướng của các electron. Dòng điện trong chất bán dẫn: là dòng chuyển dời có hướng của các electron tự do và lỗ trống dưới tác dụng của điện trường. 2.3.1.2 Điện sinh học Nội dung được viết dựa vào tài liệu tham khảo [2], [4] a. Các loại điện thế sinh học  Điện thế nghỉ Điện thế nghỉ là dạng điện sinh học có ở tế bào khi đang ở trạng thái nghỉ ngơi, không bị kích thích. Điện thế nghỉ được tạo ra do sự chênh lệch về điện thế giữa hai
55. 48 bên màng tế bào khi tế bào không bị kích thích, phía trong màng tế bào tích điện âm so với phía ngoài màng tế bào tích điện dương.  Điện thế hoạt động Điện thế hoạt động là sự biến đổi điện thế nghỉ ở màng tế bào từ sự phân cực sang sự mất phân cực, đảo cực và tái phân cực. Trong quá trình này có sự dịch chuyển qua lại của các ion ion 퐾+, + trên màng tế bào. Điện thế hoạt động được biểu hiện ra bên ngoài bằng sự lan truyền xung thần kinh. Trên sợi thần kinh không có bao myelin, xung thần kinh lan truyền liên tục từ vùng này sang vùng khác kề bên. Trên sợi thần kinh có bao myelin, xung thần kinh lan truyền theo kiểu nhảy cóc từ eo Ranvie này sang eo Ranvie khác. Do dẫn truyền theo cách này nên tốc độ lan truyền xung thần kinh trên sợi thần kinh có bao myelin nhanh hơn trên sợi thần kinh không có bao myelin. b. Cơ chế tạo ra dòng điện sinh học Ở mỗi tế bào đều tồn tại sự chênh lệch điện thế ở 2 bên màng tế bào khi tế bào ở trạng thái nghỉ hoặc bị kích thích. Như vậy, để xuất hiện dòng điện thì các ion ở 2 bên màng phải di chuyển. Khả năng di chuyển này phụ thuộc vào tính thấm của màng tế bào. Tính thấm của màng tế bào thay đổi phụ thuộc vào trạng thái của màng, ví dụ khi tế bào ở trạng thái hưng phấn. Nếu như các tế bào được sắp xếp liền kề nhau một cách có trật tự thì cơ thể có thể tạo ra dòng điện khá lớn. Ví dụ như ở loài cá chình, cơ thể chúng có thể tạo ra dòng điện với hiệu điện thế 600V [31]. Mỗi cơ thể có hàng tỉ tế bào, mỗi tế bào giống như một chiếc pin, nhưng nguồn điện này quá yếu nên con người không bị điện giật. Đặc biệt là ở não bộ, nơi điều khiển mọi hoạt động của cơ thể con người với số lượng tế bào nhiều và tập trung hơn các bộ phận khác. c. Tác dụng của dòng điện trong y học Nội dung được viết dựa vào tài liệu tham khảo [2], [4]
56. 49  Điện giải liệu pháp Cơ thể sinh vật là một môi trường chứa đầy các dung dịch điện ly, bao gồm các ion âm và ion dương. Khi cho dòng điện một chiều chạy qua dung dịch điện ly, bên trong dung dịch và tại các điện cực sẽ xuất hiện các phản ứng hóa học làm xuất hiện chất mới tại các điện cực đó. Tính chất này được ứng dụng vào phương pháp chữa bệnh có tên là điện giải liệu pháp. Người ta đặt các điện cực trực tiếp lên các vị trí cần điều trị, rồi thiết lập điện trường không đổi bằng cách chọn điện cực có tính chất hóa học khác nhau. Tại các vùng đặt các điện cực sẽ tạo ra các sản phẩm như axit, bazo hay các chất cần thiết cho quá trình điều trị.  Ion hóa liệu pháp Dưới tác dụng của điện trường tạo bởi 2 điện cực trái dấu, bên trong dung dịch sẽ xuất hiện các dòng ion chuyển dời về 2 phía điện cực. Trong đó, ion âm chuyển dời về cực dương và ion dương chuyển dời về cực âm. Dựa vào tính chất này, người ta có thể đưa các ion cần thiết vào cơ thể. Đây là ứng dụng được dùng trong phương pháp điện châm, thủy châm.  Gavany liệu pháp Dòng điện một chiều qua cơ thể sẽ gây ra các tác dụng sinh lí đặc hiệu như: làm giảm ngưỡng kích thích của sợi cơ vận động, có tác dụng làm giảm đau, gây giãn mạch ở phần cơ thể giữa 2 điện cực làm tăng cường dinh dưỡng ở vùng có dòng điện chạy qua. 2.3.2 DÒNG ĐIỆN VÀ CƠ THỂ 2.3.2.1 Điện trở của cơ thể con người Khi cơ thể chạm vào 2 cực của nguồn điện hay 2 điểm của mạch điện, cơ thể trở thành một bộ phận của mạch điện. Điện trở của cơ thể có thể chia làm 2 phần: điện trở lớp da (chỗ 2 điện cực đặt lên) và điện trở bên trong cơ thể. Điện trở của cơ thể không cố định mà thay đổi phụ thuộc vào các yếu tố như: tình trạng lớp sừng trên da, cường độ dòng điện đi qua, thời gian tiếp xúc, trạng thái bệnh lí của cơ thể. Khi da ướt hay có mồ hôi, điện trở sẽ giảm. Thời gian tác dụng lâu làm da bị nóng, ra mồ
57. 50 hôi khi đó điện trở cơ thể cũng giảm. Với hiệu điện thế 10V thì điện trở của người khoảng 10000 Ω; hiệu điện thế 40V thì điện trở giảm xuống còn khoảng 2000 Ω. Da của mỗi cơ thể có điện trở khác nhau, vì vậy có người không bị giật khi tiếp xúc với dòng điện 300V trong khi đó người khác chạm vào dòng điện 220V là bị tử vong [37]. 2.3.2.2 Đường đi của dòng điện qua cơ thể Nội dung được viết dựa vào tài liệu tham khảo [13], [37] Để đánh giá mức độ nguy hiểm của dòng điện qua cơ thể con người, thường dựa vào lượng dòng điện chạy qua tim. Đây là tác dụng nguy hiểm nhất làm tê liệt tuần hoàn dẫn đến chết người. Kết quả nghiên cứu cho thấy mức độ nguy hiểm của các con đường dòng điện chạy qua cơ thể: - Từ chân qua chân: 0,4%( kém nguy hiểm) - Từ tay qua tay: 3,3% ( nguy hiểm) - Từ tay trái qua chân: 3,7% ( nguy hiểm) - Từ tay phải qua chân: 6,7% ( nguy hiểm nhất) Từ đây nhận thấy rằng, tai nạn điện thường rơi vào trường hợp nguy hiểm nhất vì số người đều thuận tay phải. 2.3.2.3 Những nguy hiểm do điện Nội dung được viết dựa vào tài liệu tham khảo [2], [13], [46] Dòng điện cũng như các yếu tố vật lí khác, nếu tác động với mức độ thích hợp sẽ cho kết quả tốt phù hợp với mục đích của con người. Tuy nhiên, trong trường hợp tác dộng lên cơ thể quá mức thì dòng điện trở thành mối nguy hiểm cho sức khỏe và tính mạn con người theo cơ chế sau: Do tác dụng nhiệt của dòng điện: Khi dòng điện chạy qua cơ thể do hiệu ứng Jun đoạn cơ thể có dòng điện chạy qua sẽ tỏa ra lượng nhiệt khá lớn gây bỏng cơ thể và các cơ quan bên trong như dây thần kinh, mạch máu, tim não. Mức độ bỏng
58. 51 phụ thuộc vào độ ẩm da, cường độ dòng điện (0.1 / 2 là ngưỡng gây bỏng) và thời gian. Do tác dụng kích thích cơ và thần kinh: khi cường độ dòng điện đủ lớn thì cơ và thần kinh bị kích thích mạnh và liên tục làm cho ý thức con người không còn khả năng điều khiển được. Vì thế, khi chạm tay vào dòng điện, các cơ khép bao giờ cũng co mạnh hơn các cơ duỗi nên người bị tai nạn thường giữ chặt vào vật dẫn điện, không tự ý rút tay ra mặc dù lúc đầu não vẫn ý thức rằng mình đang gặp nạn. Tác dụng điện phân: máu trong cơ thể bị phân hủy khiến các thành phần trong máu và mô bị phá hủy. Thông thường, điện giật sẽ dẫn đến 2 tổn thương là bỏng và ảnh hưởng đến các mô bên trong. Bỏng gồm có bỏng nhiệt gây hoại tử và bỏng gây rối loạn các cơ quan trong cơ thể, làm xáo trộn sinh lý, dẫn đến nguy cơ suy hô hấp, suy tim, ngưng thở. Tùy từng mức độ, nạn nhân có thể ngất rồi tỉnh lại, cũng có thể ngất rồi sau đó ngưng tim, ngưng thở, nếu không sơ cứu kịp thời dễ dẫn đến tử vong. Mối nguy hiểm của điện giật phụ thuộc vào mức điện thế của dòng điện. Hiệu điện thế tối đa mà cơ thể con người chịu đựng được là 40V. Cường độ dòng điện nhỏ hơn 10mA là an toàn, lớn hơn 30mA có khả năng gây nguy hiểm cho con người. 2.3.2.4 Quy trình cứu người bị điện giật [38], [45] Nội dung được viết dựa vào tài liệu tham khảo [38], [45] Việc làm đầu tiên là phải ngắt thiết bị đóng ngắt điện: cầu dao, phích cắm, cầu chì, Lưu ý - Nếu trời tối thì phải chuẩn bị nguồn ánh sáng thay thế khi cắt nguồn điện. - Nếu người bị nạn ở trên cao thì phải chuẩn bị để hứng đỡ khi người đó rơi xuống. - Nếu không cắt được nguồn điện có thể sử dụng:  Kìm cách điện, búa, rìu, dao cán bằng gỗ để cắt, chặt đứt dây điện.
59. 52  Dùng vật cách điện (cây khô, sào nhựa ) tách dây điện ra khỏi người bị nạn (chú ý người cấp cứu phải đứng trên vật cách điện).  Túm vào quần, áo khô của người bị nạn để kéo người bị nạn ra khỏi nguồn điện (người cấp cứu phải đứng ở nơi khô ráo, trên vật cách điện, tay có găng tay cách điện hoặc quấn thêm vải khô, túi nilông và không được túm vào các bộ phận cơ thể người bị nạn). Sau khi đã tách người bị nạn ra khỏi nguồn điện phải tuỳ vào các hiện tượng sau đây để xử lý thích hợp: - Người bị nạn chưa mất trí giác  Để nạn nhân ra chỗ thoáng khí, yên tĩnh chăm sóc cho hồi tỉnh.  Sau đó ờm i y, bác sĩ hoặc đưa nạn nhân đến cơ sở y tế gần nhất để theo dõi, chăm sóc. - Người bị nạn đã mất trí giác:  Đặt nạn nhân nơi thoáng khí, yên tĩnh.  Nới rộng quần áo, thắt lưng, moi rớt rãi trong miệng người bị nạn ra.  Ma sát toàn thân người bị nạn cho nóng lên.  Mời y, bác sỹ đến hoặc đưa người bị nạn đến cơ sở y tế gần nhất để theo dõi chăm sóc. - Người bị nạn đã tắt thở  Đưa nạn nhân ra chỗ thoáng khí;  Nới rộng quần áo, thắt lưng, moi rớt rãi trong miệng người bị nạn ra. Nếu lưỡi thụt vào thì phải kéo ra.  Tiến hành làm hô hấp nhân tạo cho nạn nhân. 2.3.3 SÉT 2.3.3.1 Sự hình thành sét Nội dung được viết dựa vào tài liệu tham khảo [32], [35] Sét là những tia lửa điện khổng lồ xảy ra khi dòng điện truyền qua không khí.
60. 53 Để hình thành sét thí không khí phải bị ion hóa để tạo ra các hạt tải điện và trở thành chất dẫn điện. Một số điều kiện để không khí bị ion hóa như hiện tượng đối lưu, độ ẩm không khí không ổn định, thời tiết giông bão với gió thổi hỗn loạn. Khi trời giông bão, các điện tích ở đám mây tách thành 2 vùng: vùng phía trên tích điện dương, vùng chân đám mây tích điện âm. Sự chênh lệch điện tích có thể tạo ra sự phóng điện bên trong đám mây, giữa 2 đám mây tích điện trái dấu và giữa đám mây với mặt đất (tích điện dương). Các điện tích âm từ đám mây di chuyển xuống đất, hình thành các tiên đạo bậc “Stepped Leader”. Trong khi đó, ộm t luồng điện tích dương từ mặt đất (thường là các vật thể cao) di chuyển lên trên. Khi luồng điện tích này gặp “Stepped Leader” chúng tạo thành dòng điện lớn và sáng phóng lên. Đó là sét. Nó diễn ra rất nhanh khiến ta cảm giác như sét phóng từ đám mây xuống mặt đất. Sét có nhiều màu sắc khác nhau. Màu cảu sét phụ thuộc vào khí quyển, vật liệu mà dòng điện chạy qua. Những tia sét cực mạnh tạo ra ánh sáng cực tím. Sét đi theo con đường ngắn nhất, nên các vật thể cao sẽ dễ bị sét đánh trúng 2.3.3.2 Các con đường bị sét đánh Có khá nhiều cách để tia sét đánh trúng. Cơ bản thì có 5 cách sau [39]: Sét đánh thẳng: sét đánh trực tiếp từ đám mây xuống cơ thể. Đây là con đường ngắn nhất, nguy hiểm và gây nhiều tổn thương nhất. Sét đánh tạt ngang: khi đứng cạnh 1 vật bị sét đánh, sét có thể phóng qua khoảng cách không khí và gây tổn thương cho người đứng sát vật đó. Sét đánh do tiếp xúc: một vật bị sét đánh có thể lưu lại dòng điện cực mạnh trong nó một thời gian rồi mới mất. Nếu tiếp xúc trực tiếp với vật bị sét đánh đo ngay thì ta cũng có thể bị nguy hiểm. Điện thế bước: sét có thể lan truyền trên mặt đất. Nếu tiếp xúc với các điểm trên mặt đất thì ta cũng bị tổn thương.
61. 54 Sét đánh qua đường dây cáp: các vật dụng như điện thoại, ti vi cũng là con đường sét đánh. Vì vậy, khi tiếp xúc với các vật dụng trên cũng có nguy cơ bị sét đánh. 2.3.3.3 Các trường hợp dễ bị sét đánh Lang thang ở nơi rộng rãi, quang đãng khi trời đổ mưa: khi đó chúng ta sẽ là vật thể cao nhất ở khu vực đó. Khi ặm t đất nhận cảm ứng phát sinh dòng điện từ đám mây dông, khi đó các vật thể cao sẽ tích nhiều điện tích làm tăng khả năng hút các tia điện. Đứng trú dưới gốc cây to cũng gây nguy hiểm vì cây cao hút các tia điện và gây hại cho chúng ta [39]. Cầm ô hay các vật dụng bằng kim loại: sét là dòng điện cực mạnh. Kim loại lại là vật dẫn điện tốt, vì vậy cầm kim loại khi có sét sẽ gây tổn thương cho cơ thể. Ô cũng là vật thu sét, vì vậy không được cầm ô khi đi dưới trời mưa dông [39]. Đi bơi dưới song suối: nước cũng là môi trường dẫn điện tốt, vì vậy sét cũng gây ảnh hưởng đến cơ thể khi đi bơi [39]. Xem tivi, sử dụng điện thoại, đi tắm: sét cũng truyền qua các thiết bị điện và lan truyền đến cơ thể khi sử dụng các thiết bị đó. Khi tắm, môi trường xunh quanh vẫn có các vật bằng kim loại nên sét vẫn có thể truyền đến cơ thể [39]. 2.3.3.4 Phòng chống sét đánh [10], [30] Nội dung được viết dựa vào tài liệu tham khảo [10], [30] Khi ở trong nhà nên đứng xa cửa sổ, cửa ra vào, các đồ dùng điện, tránh các chỗ ẩm ướt như buồng tắm, bể nước, vòi nước, không nên dùng điện thoại trừ trường hợp rất cần thiết. Nên rút phích cắm các thiết bị điện trước lúc có giông gần xảy ra. Với các đường dây điện thoại hay dây điện vì nối với lưới bên ngoài nên rất có thể bị ảnh hưởng sét đánh lan truyền. Nên tránh xa các dây này và các vật dùng điện với khoảng cách ít nhất là 1m. Cần rút ăng ten ra khỏi ti vi khi có dông.
62. 55 Nếu ở ngoài trời, tuyệt đối không dùng cây cối làm chỗ trú mưa, tránh các khu vực cao hơn xung quanh, tránh xa các vật dụng kim loại như xe đạp, máy, hàng rào sắt Nên tìm chỗ khô ráo, nếu xung quanh có cây cao hơn thì nên tìm chỗ thấp, tìm vị trí cây thấp. Không đứng thành nhóm người gần nhau. Nếu như bạn cảm thấy tóc bị dựng lên thì điều đó có nghĩa là có thể bị sét đánh bất cứ lúc nào, lập tức cúi ngồi xuống và lấy tay che tai, không nằm xuống đất hay đặt tay lên đất. Tư thế ngồi khi có sét đánh: Ngồi co người lại càng thấp càng tốt, nhưng tuyệt đối không nằm xuống sàn nhà. Ngồi nhón chân, chạm 2 gót chân lại với nhau. Nếu sét đánh xuống đất rồi đi qua cơ thể thì tư thế ngồi này giúp cho điện đi vào chân này và thoát ra ở chân kia thay vì đi qua toàn bộ cơ thể. Bịt 2 tai lại để giúp an toàn cho tai, tránh bị điếc khi sét đánh gần. 2.4 CHỦ ĐỀ 4: PHÓNG XẠ VÀ UNG THƯ 2.4.1 PHÓNG XẠ 2.4.1.1 Hiện tượng phóng xạ Phóng xạ là quá trình phân rã tự phát của một hạt nhân không bền vững. Quá trình phân rã này kèm theo sự tạo ra các hạt và có thể kèm theo sự phát ra các bức xạ điện từ. Hạt nhân tự phân rã gọi là hạt nhân mẹ, hạt nhân được tạo thành sau phân rã gọi là hạt nhân con. Quá trình phân rã phóng xạ chỉ do các nguyên nhân bên trong gây ra, hoàn toàn không chịu tác động của yếu tố bên ngoài.
63. 56 2.4.1.2 Các dạng phóng xạ a. Phóng xạ 휶 Hạt nhân mẹ X phân rã tạo thành hạt nhân con Y, đồng thời phát ra tia phóng xạ 훼. −ퟒ ퟒ 풁푿 → 풁− 풀 + 푯풆 b. Phóng xạ 휷− Là quá trình phát ra tia 훽−, tia 훽− là dòng các electron. 풁푿 → 풁+ 풀 + − 풆 c. Phóng xạ 휷+ Là quá trình phát ra tia 훽+, tia 훽+ là dòng các positron. Positron có điện tích +푒 và khối lượng bằng khối lượng của electron. 풁푿 → 풁− 풀 + + 풆 d. Phóng xạ 휸 Một số hạt nhân con được tạo ra sau quá trình phóng xạ 훼, 훽+, 훽− ở trạng thái kích thích. Khi đó hạt nhân con sẽ chuyển từ trạng thái kích thích về trạng thái có mức năng lượng thấp hơn đồng thời sẽ phát ra bức xạ điện từ 훾. 풀∗ → 풀 + 휸 Đa số các hạt nhân được tạo thành sau các phân rã 훼, 훽+, 훽− đều ở trạng thái kích thích. Vì vậy, hiện tượng phóng xạ xảy ra ở một hạt nhân thì hạt nhân đó có thể bị biến đổi nhiều lần đồng thời sẽ phát ra nhiều loại tia phóng xạ. 2.4.1.3 Các tia phóng xạ a. Tia 휶 4 Tia 훼 là các hạt nhân 2 푒 chuyển động với tốc độ cỡ 20000 /푠. Tia 훼 làm ion hóa mạnh các nguyên tử trên đường đi của nó và mất năng lượng rất nhanh. Quãng
64. 57 đường đi được tối đa khoảng 8 trong không khí và trong vật rắn chừng vài micromet. b. Tia 휷 Tia 훽 chuyển động với tốc độ xấp xỉ tốc độ ánh sáng. Tia 훽 cũng làm ion hóa môi trường nhưng yếu hơn tia 훼 và đi được vài mét trong không khí, vài milimet trong kim loại. c. Tia 휸 Tia 훾 là song điện từ có bước sóng ngắn (dưới 10−11 ) và mang năng lượng cao. Vì vậy tia 훾 có khả năng xuyên thấu lớn hơn tia 훼, 훽 (đi qua được vài mét trong betong và vài xentimet trong chì). 2.4.1.4 Định luật phóng xạ Số hạt nhân phân rã của một nguồn phóng xạ giảm theo quy luật hàm số mũ −흀풕 푵 = 푵 풆 Trong đó: : số hạt nhân tại thời điểm 푡 0: số hạt nhân ban đầu 휆: hằng số phóng xạ (đặc trưng cho chất phóng xạ) 푡: thời gian phóng xạ Chu kì bán rã: là thời gian qua đó số lượng hạt nhân còn lại 50%. 퐥퐧 푻 = 흀 2.4.1.5 Ứng dụng của tia phóng xạ trong y học a. Ứng dụng của tia phóng xạ trong chuẩn đoán Cơ sở: dựa trên cơ sở phương pháp nguyên tử đánh dấu và sự hấp thụ bức xạ khác nhau giữa các tế bào lành và tế bào bị bệnh.
65. 58  Phương pháp nguyên tử đánh dấu Khi trộn lẫn các hạt nhân bình thường không phóng xạ và sản phẩm tạo ra các hạt nhân phóng xạ, hạt nhân phóng xạ được gọi là nguyên tử đánh dấu. Ví dụ: 4 27 30 1 2 푒 + 13 푙 → 15푃 + 0푛 30 + Nguyên tố 15푃 là nguyên tố phóng xạ phân rã tia 훽 . Phương pháp nguyên tử đánh dấu giúp ta theo dõi sự thâm nhập và di chuyển của các nguyên tố nhất định trong cơ thể dựa vào việc nhận diện các nguyên tử đánh đánh dấu. Từ đó ta có thể biết được nhu cầu với các nguyên tố khác nhau của cơ thể, tình trạng bệnh lí các bộ phận, Yêu cầu: lựa chọn các đồng vị phóng xạ có độc tính phóng xạ thấp, dễ thu nhận bằng các máy đo, chu kì bán rã không quá ngắn và quá dài, thải trừ khỏi cơ thể trong thời gian không dài. Ví dụ: 푃32 có chu kì bán rã T= 14,5 ngày, phát tia 훽 có năng lượng 1.7 MeV, dùng trong chuẩn đoán và điều trị bệnh về máu, điều trị giảm đau do di căn ung thư xương, 131 có chu kì bán rã T= 8.05 ngày, phát tia 훽 có năng lượng 0.2 MeV và tia 훾 có năng lượng 0,008; 0,282; 0,637 MeV, dùng để chuẩn đoán chức năng tuyến giáp, chức năng thận, hấp thụ ở đường tiêu hóa, b. Ứng dụng tia phóng xạ trong điều trị Cơ sở: dựa vào hiệu ứng sinh vật học của bức xạ ion hóa trên cơ thể sống. Độ nhạy cảm phóng xạ của các loại tế bào và mô rất khác nhau, đặc biệt là tế bào ung thư rất nhạy cảm với tia phóng xạ. Do vậy, khi chiếu cùng một liều bức xạ thì tế bào ung thư sẽ bị tiêu diệt còn các tế bào khác ít bị ảnh hưởng. Các phương pháp điều trị:
66. 59  Điều trị chiếu ngoài Sử dụng máy phát tia phóng xạ và máy gia tốc để chiếu chùm tia phóng xạ vào cơ thể và tiêu diệt các tổ chức gây bệnh. Mục tiêu là phải đưa một liều xạ mạnh để tiêu diệt tế bào ung thư mà không ảnh hưởng đến các tế bào khác, do vậy phải chiếu phân đoạn thành nhiều liều và từ nhiều phía. Ví dụ: sử dụng tác dụng sinh học của tia 훾 từ nguồn phóng xạ 표60 để điều trị ung thư vòm họng, ung thư vú, ung thư bang quang,  Điều trị áp sát Các đồng vị phóng xạ được tạo thành nguồn có dạng kim, que, gắn vào các giá đỡ, tấm áp để đưa vào các hốc tự nhiên, ống tiêu hóa, mạch máu hoặc áp sát trên vùng khối u để chiếu xạ trị điều trị Ví dụ: dùng điều trị áp sát để chữa các bệnh ung thư đặc biệt là ung thư ở các hôc tự nhiên như ung thư trực tràng, ung thư cổ tử cung,  Điều trị chiếu trong Nguyên lý dựa trên định đề Henvesy: cơ thể sống không phân biệt các đồng vị của cùng một nguyên tố. Điều đó có nghĩa là khi đưa vào cơ thể sống các đồng vị của cùng một nguyên tố, thì chúng cùng tham gia vào các phản ứng sinh học và chịu cùng chung một số phận chuyển hóa. Vì vậy, khi biết một nguyên tố hóa học nào đó tham gia vào quá trình chuyển hóa ở cơ quan nào đó thì đồng vị phóng xạ của nguyên tố đó cũng ật p trung tại cơ quan đó và phát huy tác dụng điều trị bệnh. Ví dụ: Điều trị chiếu trong được dùng trong điều trị các bệnh lí tuyến giáp. Do tuyến giáp rất háo Iot, nên khi bệnh nhân uống đồng vị phóng xạ Iot, thuốc sẽ tập trung tại tuyến giáp và tiêu diệt tế bào gây bệnh. Đồng vị phóng xạ Iot phát bức xạ 훽 nên tác dụng có phạm vi tại chỗ mà không ảnh hưởng nhiều đến các cơ quan khác. Điều trị giảm đau do di căn ung thư xương bằng 푃32, 푆 89,
67. 60 Điều trị các bệnh về máu, khi đưa đồng vị phóng xạ vào máu thì tế bào bị bệnh sẽ bị tiêu diệt nhiều hơn và trước khi tế bòa lạnh bị tiêu diệt và tổn thương. 2.4.2 UNG THƯ 2.4.2.1 Ung thư Nội dung được viết dựa vào tài liệu tham khảo [42], [43],[44] Cơ thể chúng ta được cấu tạo bởi hơn tỉ tỉ tế bào. Các tế bào này liên tục phân chia tạo nên các tế bào mới, thay thế các tế bào chết đi một cách có trật tự. Tuy nhiên, quá trình sao chép này không phải luôn chính xác, sẽ có các tế bào được sinh ra không đúng với chức năng của nó. Các tế bào bị lỗi này sẽ được hệ miễn dịch trong cơ thể phát hiện và loại bỏ. Bên cạnh đó ẫv n có một số tế bào không bị hệ miễn dịch loại bỏ mà chúng còn sinh sôi và phát triển mạnh hơn mà không có sự kiểm soát nào của cơ thể. Các tế bào này chỉ được sản sinh ra mà không tự hủy đi.Chúng tạo thành các khối u trong cơ thể. Với những khối u lành tính, ta có thể cắt bỏ, với những khối u ác tính, chúng lây lan và gây hại đến các cơ quan khác trong cơ thể, các khối u đó gọi là ung thư. Các bộ phận, cơ quan trong cơ thể đều có thể bị ung thư như ung thư gan, phổi, xương, vú, máu, Các tế bào ung thư lan ra các bộ phận khác thông qua các mạch máu trong cơ thể gọi là ung thư di căn. Chúng sẽ bám vào các cơ quan nội tạng khác và hút các chất dinh dưỡng của cơ quan đó. Đặc biệt là gan và thận, chúng sẽ ngừng hoạt động và dần dần giết chết người bệnh. Di căn không làm thay đổi bản chất ung thư. Ví dụ, tế bào ung thư phổi di căn qua xương thì bản chất vẫn là tế bào ung thư phổi. Sự khác biệt giữa các loại ung thư là thời gian sinh trưởng, khả năng phát hiện và phương pháp điều trị với chúng sẽ khác nhau. Lưu ý về ung thư:  Ung thư không phải là một loại bệnh mà là tổng hợp của nhiều loại bệnh.  Ung thư không làm ta chết đi mà di căn của ung thư ảnh hưởng đến các cơ quan khác làm ta chết.
68. 61  Các tế bào ung thư là khác nhau, mỗi cơ thể con người là khác nhau, nên ung thư đối với từng cơ thể là hoàn toàn khác nhau.  Khi đạt tới mốc giới hạn khoảng 1 tỉ tế bào thì ta mới có thể phát hiện được chúng. 2.4.2.2 Nguyên nhân gây ra ung thư Các nguyên nhân chính gây nên ung thư là do bất thường ở gen như di truyển hoặc do nhầm lẫn DNA hoặc do các chất gây ung thư như thuốc lá, chất phóng xạ, sinh vật, hóa chất [42]. Các nguyên nhân đó xuất hiện trong môi trường sống xung quanh, trong chế độ ăn uống hằng ngày và có thể do lão hó [42]. 2.4.2.3 Điều trị ung thư Nội dung được viết dựa vào tài liệu tham khảo [40], [41], [42] Các liệu pháp điều trị ung thư được sử dụng tùy thuộc vào vị trí ung thư, mức độ, tình trạng sức khỏe và tuổi của người bệnh,, .Các liệu pháp điều trị có thể được sử dụng một mình hoặc kết hợp với nhau. Các loại điều trị phổ biến là phẩu thuật, hóa trị, xạ trị. a. Phẩu thuật Khi khối u phát triển chậm và xuất hiện tập trung ở một chổ thì dùng phẩu thuật để loại bỏ khối u đó. Điều đó không có nghĩa là tế bào ung thư bị tiêu diệt hoàn toàn, mà vẫn còn tế bào ung thư trong cơ thể mà ta không phát hiện được. Do đó sau khi phẩu thuật, ung thư có thể sẽ tái phát trở lại b. Xạ trị Khi khối u phát triển nhanh chóng và di căn sang các mô bên cạnh, ta sẽ dùng xạ trị hoặc kết hợp với các phương pháp khác. Xạ trị là dùng chùm tia phóng xạ có năng lượng cao để phá hủy cấu trúc AND của tế bào ung thư. Cũng giống với hóa trị, xạ trị cũng ảnh hưởng đến các mô và tế bào khỏe mạnh gây nên các tác dụng phụ như đau rát da,
69. 62 c. Hóa trị Khi ung thư đã di căn đến khắp nơi trong cơ thể, ví dụ như ung thư máu ta có dùng phương pháp hóa trị hoặc kết hợp với các phương pháp khác. Hóa trị là điều trị ung thư bằng thuốc có khả năng tiêu diệt tế bào ung thư. Tế bào ung thư phát triển rất nhanh, khi ta dùng hóa trị sẽ ngăn sự phát triển đó. Vì thế các tế bào phát triển nhanh chóng như tế bào tóc, tế bào ruột, tế bào da, tế bào máu. Vì vậy Phương pháp này gây nên các tác dụng phụ như rụng tóc, buồn nôn, da nổi mẩn ngứa, suy nhược cơ thể, giảm cân và gây nên đau đớn. d. Liệu pháp miễn dịch Liệu pháp miễn dịch sử dụng một số thành phần của hệ miễn dịch để phát hiện và tiêu diệt tế bào ung thư. Điều này được thực hiện bằng việc kích thích hệ miễn dịch làm việc chăm chỉ hơn để tấn công tế bào ung thư hoặc bổ sung các thành phần cho hệ miễn dịch của người bệnh. Trị liệu miễn dịch được áp dụng cho bệnh nhân ung thư thời kì 3, thời kì cuối. Tác dụng phụ của liệu pháp là các bệnh về tự miễn, như nổi mẫn trên người, đau khớp vì tế bào trên đường tấn công ung thư cũng tấn công các khớp của cơ thể. Tuy nhiên không ai cũng có tác dụng với liệu pháp này, vì do tế bào ung thư không có tác dụng với hệ miễn dịch của cơ thể hoặc do gen của bệnh nhân. 2.4.2.4 Ngăn ngừa nguy cơ bị ung thư Chúng ta không thể hoàn toàn ngăn ngừa ung thư mà chúng ta có thể giảm nguy cơ mắc phải ung thư như [42]:  Giảm hoặc không hút thuốc để giảm ung thư phổi, giảm uống rượu bia để giảm ung thư gan.  Giảm việc sử dụng các thực phẩm gây ung thư như: đồ ăn chiên xào, chứa chất bảo quản, bánh quy chứa nhiều chất béo,  Uống nhiều nước, trung bình 2 lít mỗi ngày.  Tăng việc sử dụng thực phẩm giảm nguy cơ ung thư như các loại rau xanh, trái cây, củ hạt, tỏi, cà chua, nghệ, dầu mỡ của cá,  Vận động, tập thể dục mỗi ngày.
70. 63  Có lối sống tinh thần lành mạnh, vui vẻ, lạc quan.  Kiểm tra sức khỏe định kì. Lưu ý: chế độ dinh dưỡng tốt giúp giảm thiểu khả năng ung thư chứ không phải chữa khỏi hoàn toàn bệnh ung thư. Vì thế không có loại thực phẩm chức năng nào có thể chữa khỏi hoàn toàn ung thư mà không cần sự can thiệp của y khoa cả.