МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА КОМПЕТЕНТНОСТНО-ОРИЕНТИРОВАННОГО ЗАНЯТИЯ Тема: «Физические эксперты»

Министерство образования, науки и молодёжи Республики Крым

Государственное автономное профессиональное образовательное

учреждение Республики Крым

«Крымский многопрофильный колледж»

МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА КОМПЕТЕНТНОСТНО-ОРИЕНТИРОВАННОГО ЗАНЯТИЯ

Тема: «Физические эксперты»

ПО УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЕ

Физика

Симферополь, 2018

Пояснительная записка

Методическая разработка компетентностно - ориентированного занятия на тему «Физические эксперты» представляет собой исследовательский метод обучения, направленный на целенаправленное обучение поисковой деятельности, а также методику проведения внеаудиторного мероприятия в виде физической конференции для обучающихся.

Актуальность мероприятия заключается в том, что оно способствует формированию способности к самостоятельной информационно-познавательной деятельности, анализу различных ситуаций, включая умение ориентироваться в различных источниках информации и оценивать ее.

Дидактическая цель занятия заключается в практическом применении полученной системы знаний по физике.

Задачи:

Образовательная –проследить зависимость свойств каждого изучаемого экспоната от способов его использования, объяснить причину разрушения (выхода из строя)

Развивающая – развивать стремление к анализу полученной информации, сформировать умение изучать различные предметы, разрушенные под действием физических сил, для расширения знаний по физике. Развивать умения переносить знания об изучаемом предмете на другие жизненные ситуации.

Воспитательная - воспитывать экономность, бережливость, предприимчивость, предусмотрительность

Оснащение: компьютер, мультимедийная доска, видеоматериал, Музей Катастроф Электричества, Музей Физических Катастроф

Подготовительный этап

Обучающимся (будущим физическим экспертам) было предложено подробно ознакомиться с наглядными пособиями Музея Катастроф Электричества и Музея Физических Катастроф. Для изучения теории по данному вопросу были предложены для предварительного ознакомления тематические сайты.

Ход мероприятия

1. Вступительное слово преподавателя

Физические катастрофы происходят на земле каждый день, каждую минуту, каждую секунду. Они бывают маленькие, средние, большие и очень большие.

Достаточно часто, эти катастрофы начавшись с маленькой поломки какого – ни будь предмета или небольшого сбоя оборудования, приносят большие беды для человечества.

Цель занятия состоит в том, чтобы мы используя наши знания по физике и профессии по внешним проявлениям научились определять признаки грядущей физической катастрофы для того, чтобы предотвратить её или максимально минимизировать её последствия.

В этом нам помогут наши физические эксперты.

План занятия.

2. Представление физическими экспертами своих блиц-исследований предметов Музея Катастроф Электричества и Музея Физических Катастроф

Первый физический эксперт. Блиц исследование «Сгоревший предохранитель».

Слово «предохранитель» говорит само за себя. Он предохраняет. Но от чего? Давайте разберемся.

С развитием повсеместного применения электричества во всех сферах деятельности человека остро стал вопрос о защите от одного из основных его свойств – теплового действия.

При прохождении электрического тока по проводнику, проводник нагревается. Этот нагрев пропорционален силе тока и обратно пропорционален сечению проводника. Больше ток – больше нагрев проводника. Больше сечение проводника – меньше нагрев проводника.

«Какая же опасность в нагреве провода током?» - подумает обыватель и будет очень неправ.

(Демонстрация фото - материалов сгоревшей техники.)

Предохранитель – это устройство, которое запрограммировано безопасно перегорать (расплавиться) при превышении порога максимального тока. При перегорании проводника возникает кратковременная вспышка огня и выделяется тепло. Однако, если это происходит внутри защитного корпуса предохранителя (стекло, керамика, песок) , то никаких вредных воздействий не происходит. (демонстрируются различные предохранители из Музея Катастроф Электричества),

Однако, достаточно часто нам лень пойти в магазин и купить сгоревший в автомобиле или на бытовой технике предохранитель. И мы делаем вот так. (демонстрируются фото самодельных «жучков» - предохранителей). Если вместо заводского предохранителя поставить обычный проводник (пусть даже по диаметру рассчитанный на соответствующий ток), при перегорании такой провод воспламеняется и часто огонь достаточно быстро распространяется на окружающие предметы. Пример: монетки в автомобиле вместо предохранителей (фото). Шурупы в блоке вместо предохранителей (фото)

Как мы видим, наше блиц- исследование свидетельствует о важности знания принципов работы предохранителей.

Второй физический эксперт. Блиц исследование «Отрезной диск болгарки».

Новые, более совершенные электрические машины повсеместно проникают в жизнь современного. Человека. Без использования электроинструмента мы не можем представить себе быструю и эффективную работу по своей рабочей профессии.

Угловая шлифовальная машина (УШМ) , в простонародье «обезьянка», «болгарка», «лагунда» — электроинструмент, представляющий одну из разновидностей шлифовальных машин, предназначенный для абразивной обработки: резки, шлифования и зачистки изделий из камня, металла и других материалов. Применяется в строительстве, металлообработке и обработке древесины. Демонстрируются фото «болгарки».

Для работы «болгарки» используют специальные абразивные диски. Безобидное, на первый взгляд, изделие может привести к значительному ущербу для здоровья человека.

Это устройство при своей работе может развивать порядка 11000 оборотов в минуту.

Из курса физики мы знаем, что диск при своей работе совершает движение по окружности. Возникающее при этом центростремительное ускорение воздействует на весь диск с достаточно большой силой. Если диск некачественный или нагрузка на него превысила максимально допустимую, то возможно полное или частичное разрушение диска. (демонстрируется разрушенный абразивный диск для болгарки из Музея Физических Катастроф), Отлетающие при этом осколки имеют огромную скорость и летят по непредсказуемой траектории, часто нанося непоправимый вред здоровью человека.

Часто, при проведении работ с использованием болгарки, автомеханики пренебрегают техникой безопасности и не имеют элементарных средств защиты. Работают без перчаток, в майке и шортах, не имея защитных очков или маски. Последствия такой беспечности достаточно часто бывают очень печальны. Это самое легкое из возможных (демонстрируется фото застрявшего в одежде поломанного диска). Из этических соображений мы не можем показать более серьезные случаи непродуманного использования этого электроинструмента.

Цель моего блиц – исследования не напугать , а предупредить и вооружить будущих автомехаников физическими знаниями об особенностях работы данного инструмента.

Третий физический эксперт. Блиц исследование «Разрушенный автомобильный поршень».

Автомобильный поршень является важным элементом двигателя автомобиля. Для того, чтобы понять что с ним произошло (демонстрируется разрушенный автомобильный поршень из Музея Физических Катастроф), вспомним из курса физики, что такое тепловой двигатель.

Тепловой двигатель – это устройство, которое совершает работу при возникновении разности давлений или температуры по обе стороны поршня или лопастей турбины. Высокие давление и температура, возникающие при работе двигателя вызывают сильнейшие нагрузки на материал деталей двигателя, в том числе и на самую ответственную движущуюся его часть – поршень. Демонстрируются фото разрушенных поршней

Отсутствие (малое количество, плохое качество) смазки, работа на повышенных оборотах, приводят к разрушению поршня двигателя прямо в цилиндре, что приводит к его заклиниванию мгновенной остановке автомобиля. На оживленной трассе и при высоких скоростях, имея большие инерциальные свойства, автомобиль может вызвать серьезное дорожно-транспортное происшествие на дороге, не исключено, что и с человеческими жертвами.

Мы, осваивая свою профессию, должны хорошо знать физические принципы работы двигателя, быстро и правильно находить причины поломок и неисправностей автомобиля, быстро и эффективно определять качество деталей применяемых в нашей работе, правильно их устанавливать и обслуживать.

Именно в этом и состоит цель моего блиц-исследования.

Четвертый физический эксперт. Блиц исследование «Сгоревшие розетки, проводка».

Мы вновь возвращаемся к теме «Электрический ток», так как она является очень актуальной в нашей современной жизни. Демонстрируются фото сгоревших розеток и проводов. Это не фрагменты из фильмов ужасов и ли катастроф. Хотя, к электрическим катастрофам эти случаи имеют непосредственное отношение. Демонстрируются экспонаты из Музея Катастроф Электричества – сгоревшие розетки, вилки, чайники.

Практически каждый день мы включаем какой-либо электрический прибор в розетку: чайник, утюг, кипятильник и так далее. Делая эти действия мы, обычно, ни о чем плохом не думаем. А зря! Достаточно часто бывает, что для того, чтобы подключить электрический чайник в нужном месте, нам не хватает электрического провода. Пустяки? Нет! Мы берем обычный удлинитель, подключаем через него чайник и все работает! Однако, через некоторое время, случайно, мы замечаем, что провод удлинителя становится почему-то очень теплым, иногда даже горячим. Иногда даже бывает этот провод самовоспламеняется. Чудеса? Нет! Это физика. Давайте разберемся.

Электрическим током называется направленное движение электрических зарядов (электронов в твердых телах, ионов в жидкостях или газах). При движении по проводнику (как мы й уже слышали от первого эксперта) электрический ток вызывает его нагрев (тепловое действие). Электрический чайник – это мощный прибор, потребляющий большой ток из сети 220 вольт. Вы обратили внимание, что комплектный провод чайника обычно очень короткий. Это делается для того, чтобы уменьшить потери на нагрев проводов чайника. Сечение этих проводов достаточно большое. Обычно исходят из расчета, что нагрузка величиной 1 киловатт требует 1,57 квадратных миллиметра сечения жилы. Отсюда следуют приближенные значения сечений провода, которых следует придерживаться при выборе его диаметра. Для алюминиевых проводов это 5 Ампер на 1 квадратных миллиметра, для медных- 8 Ампер на 1 квадратный миллиметр. Проще говоря, если у вас стоит чайник на 2 кВт, то подключать его надо проводом, рассчитанным не менее чем на 10 А, и для медного провода сечение должно быть не менее 3 квадратных миллиметра. Но медные провода стоят дорого, и удлинители сделанные на их основе не дешевые. Поэтому потребители чаще всего идут по наименее затратному пути: покупают дешевый удлинитель на основе тонкого и некачественного кабеля и через некоторое время получают соответствующие проблемы.

Цель моего блиц исследования и состоит в том, чтобы при подключении различных электрических приборов вы вспомнили физику и научились элементарным расчетам для их правильного подключения.

Пятый физический эксперт. Блиц исследование «Пожарный датчик дыма».

Большинство из вас видели это устройство в различных помещениях. Демонстрируется фото пожарных датчиков дыма и экспоната Музея Катастроф Электричества. Многим из вас хотелось его взять в руки, пощупать, разобрать. Однако, этого делать не надо! Данное устройство входит в комплекс противопожарной безопасности здания и стоит немалых денег. Это датчик дыма пожарной сигнализации. Принцип действия этого датчика основан на физическом явлении фотоэффекта – возникновение электрического тока под действием света. Демонстрируется схема пожарного датчика дыма. Светодиод (источник света) и фотодиод (приемник света) помещают в затемненную камеру разделенную перегородкой так, что при нормальных условиях свет от светодиода в фотодиод попасть не может. Если появляется дым (начался пожар), то он обязательно попадет через специальные щели в камеру со светодиодом и фотодиодом на дыме свет от светодиода начинает рассеиваться и преломляясь попадает в фотодиод, в котором возникающий электрический ток включит пожарное оповещение. Этим экономятся драгоценные секунды времени, чтобы можно было быстро потушить пожар.

Демонстрируется работа пожарного датчика дыма.

Считаю, что мое блиц – исследование, посвященное практическому применению важного физического явления – фотоэффекта будет очень полезно в выбранной нами профессии.

3. Обсуждение работы физических экспертов. Оценка их работы

Названия работ экспертов прикрепляются к доске и имеют крючки для крепежа скрепок цепочкой.

Обучающиеся по очереди, коротко оценивают работу физических экспертов и отдают за них свои голоса в виде прикрепления скрепки на выставленной на доске работе эксперта. Самостоятельно берут пособия из Музея катастроф Электричества и рассказывают об их назначении и причине поломки.

Побеждает эксперт, имеющий максимальную длину цепочки

4. Рефлексия:

Подведение итогов:

Знание физики, её законов явлений экспериментов способствуют вашему становлению как профессионалов, вооружают универсальным инструментом по предотвращению различных физических катастроф, которые могут возникнуть в нашей современной динамично развивающейся жизни.

После этого занятия вы сами начали становиться физическими экспертами своей жизни

Список литературы

1. Мякишев Г.Я. Физика. 10 класс: учеб.для общеобразоват. организаций с прил. на электрон. носителе: базовый уровень / Г.Я.Мякишев, Б.Б. Буховцев, Н.Н. Сотский; под ред. Н.А. Парфеньтьевой. -М.; Просвещение, 2014 – 416 с.

2. Мякишев Г.Я. Физика. 11 класс: учеб.для общеобразоват. организаций с прил. на электрон. носителе: базовый уровень / Г.Я.Мякишев, Б.Б. Буховцев, В.М. Чаругин; под ред. Н.А. Парфеньтьевой. -М.; Просвещение, 2014 – 432 с.

3. https://ru.wikipedia.org/wiki/Угловая_шлифовальная_машина

4. https://ru.wikipedia.org/wiki/Пожарный_извещатель

5. Другие фото и видеоматериалы из сети Интернет