Методическая разработка урока по предмету: «Физика и астрономия» Тема: «Влажность воздуха»

МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА УРОКА

ПО ДИСИПЛИНЕ: «Физика и астрономия»

Тема: «Влажность воздуха»

Содержание:

1. Адресная категория

2. План занятия

2.1 До занятия.

• Целевая аудитория;

• Тема урока

• Цели урока - методическая, обучающая, воспитательная, развивающая

• Задачи урока;

Используемые ресурсы

Необходимые материалы для студента

• Кронгарт Б., Кем В., Қойшыбаев Н. Физика, Учебник для 10-го класса естественно -математического направления общеобразовательных школ, Алматы. Мектеп, 2010

Технические средства для обучения

Дидактическое обеспечение

• Тип и метод урока;

• Предпосылки (знания, межпредметная связь);

• Анализ и оценка результатов урока;

• Группирование для обучения;

• Описание ожидаемого результата

• Основные этапы занятия (Управление временем);

1. Во время занятия

Ход урока

1. Организационный момент.

2. Опрос домашнего задания.

3. Изучение нового материала.

Фаза «Определение проблемы»

Фаза «Решение проблемы»

1. Закрепление нового материала

Фаза «Применение решения проблемы»

1. Обобщение изученного материала

2. Комментирование оценок

1. После занятия

   1. Информирование о домашнем задании

   2. Объявление благодарности за совместную работу

3. Литература

1. Методика преподавания физики в средних специальных учебных заведениях. Под ред. Пинского А.А., Самойленко П.И. М: Высш. шк. 1986

2. Информационно – методический журнал «Физика в школе»

1. Приложения

• Верные и неверные утверждения

• Опорный конспект

• Карточки с экспериментальными заданиями

1. Адресная категория

Специальность: 0508000 «Организация питания»

Квалификация: Менеджер по сервису

Курс, год обучения: 1курс, 2014год

Учебная дисциплина: Физика и астрономия

2. План занятия

2.1. До занятия

• Целевая аудитория - студенты группы 29 ОП-б

• Тема: «Влажность воздуха»

• Цели урока

Методическая: использовать интерактивные методы обучения на уроке физики и астрономии;

Обучающая:

- сформулировать и дать представление об абсолютной и относительной влажности воздуха;

- продемонстрировать различные способы измерения влажности воздуха при помощи метеоприборов – гигрометра, психрометра.

Развивающая:

- способствовать развитию монологической речи с применением физических терминов;

- развить умения находить влажность воздуха и видеть физические явления в окружающем мире

Воспитательная: способствовать развитию самостоятельности, самоуправлению, формированию экологической грамотности.

Задачи урока:

а) по содержанию: студенты научатся различать определять относительную и абсолютную влажность воздуха;

б) по развитию: методы и приемы, использованные на уроке, будут способствовать развитию логического мышления, групповой самоорганизации и творческих спсобностей студентов;

в) по совместному обучению: каждый студент научится осознавать значение собственной деятельности в достижении командного успеха.

Тип урока: Комбинированный

Метод урока: Частично-поисковый

Предпосылки

Знания:

Студенты должны иметь представление о содержаний водяных паров в различных частях атмосферы, уметь работать самостоятельно и в составе малых групп.

Межпредметная связь:

География

«Атмосферное давление. Круговорот воды в природе»

Анализ и оценка результатов урока:

Процедура оценивания результатов осуществляется после выполнения самостоятельных заданий. Индивидуальные устные ответы и презентации командных заданий оцениваются самими студентами по таблице.

Группирование для обучения:

Индивидуальная работа

Парная работа

Работа в микрогруппах

Общегрупповая работа

Описание ожидаемого результата:

По итогам урока студенты будут:

• Знать формулу, определение и единицы измерения абсолютной и относительной влажности воздуха, а также понятие о точке росы и парциальном давлении; строение земной атмосферы.

• Уметь пользоваться гигрометром и психрометром, психрометрическими таблицами и таблицами плотности насыщенных водяных паров.

• Уметь решать задачи по определению абсолютной и относительной влажности воздуха.

Основные этапы занятия и их продолжительность по времени

2.2. Во время занятия

Ход урока

2.2.1. Орг момент – 1 мин

- проверка готовности к уроку

- провека отсутствующих

- психологическая подготовка студентов к уроку

2.2.2. Опрос домашнего задания.

Задание. Верные – неверные утверждения. (Приложение №1)

2.2.3. Изучение нового материала по теме «Влажность воздуха».

Фаза «Определение проблемы»

Вступительное слово преподавателя. Определение целей урока совместно с обучающимися по приему «Корзина целей».

Предлагается студентам заполнить Т- таблицу. (Приложение №2)

Фаза «Решение проблемы»

Изучение нового материала по конспектам. На основе конспектов студенты заполняют таблицу и презентуют. Прием «Жигсо». (Приложение №3)

Физминутка: «Карусель комплиментов».

2.2.4. Закрепление нового материала.

Фаза «Применение решения проблемы».

Экспериментальные задания. (Приложение №4)

2.2.5. Обобщение материала. Устный опрос студентов. Итоги урока. Выводы.

2.2.6. Комментирование оценок.

2.2.7. Объявить благодарность студентам за совместную работу на уроке.

2.3. После занятия

Озвучить домашнее задание:

Кронгарт Б., Кем В., Қойшыбаев Н. Физика, Учебник для 10-го класса естественно -математического направления общеобразовательных школ, Алматы. Мектеп, 2010, 191-193 стр

Необходимые материалы для студента:

• Опорный конспект

• Карточки с экспериментальными заданиями

• Маркеры

• Цветные стикеры

Технические средства обучения:

- Интерактивная доска.

- ПК

-Презентация

- психрометр

- гигрометр

Дидактическое обеспечение:

Карточки с текстом верных и неверных утверждений

Карточки с экспериментальными заданиями

Приложение №1

Верные и неверные утверждения

I вариант

1. Переход вещества из газообразного состояния в жидкое состояние называется парообразованием.

2. Переход вещества из газообразного состояния в жидкое – конденсацией.

3. Парообразование, которое происходит только со свободной поверхности жидкости, граничащей с газообразной средой или вакуумом, называется конденсацией.

4. Пар, который находится в состоянии динамического равновесия со своей жидкостью, называется паром, насыщающим пространство или насыщенным паром.

5. При повышении температуры молекулы воды остаются в жидкости.

II вариант

1. Переход вещества из жидкого состояния в газообразное состояние называется парообразованием.

2. Переход вещества из газообразного состояния в жидкое – испарением.

3. Парообразование, которое происходит только со свободной поверхности жидкости, граничащей с газообразной средой или вакуумом, называется испарением.

4.Пар, который находится в состоянии динамического равновесия со своей жидкостью, называется паром, насыщающим пространство или ненасыщенным паром.

1. При повышении температуры молекулы воды улетают, так как их кинетическая энергия тоже повышается.

Приложение №2

Предлагается студентам заполнить Т- таблицу.

Приложение №3

Опорный конспект для 1 микрогруппы

Водяной пар в воздухе, несмотря на огромные поверхности океанов, морей, озер и рек, не является насыщенным: атмосфера – «открытый сосуд». Перемещение воздушных масс приводит к тому, что в одних местах нашей планеты в данный момент испарение воды преобладает над конденсацией, а в других, наоборот, преобладает конденсация.

Содержание водяного пара в воздухе – его влажность – характеризуется рядом величин.

Давление, которое производил бы водяной пар, если бы все остальные газы отсутствовали, называют парциальным давлением (или упругостью) водяного пара. Парциальное давление p водяного пара принимают за один из показателей влажности воздуха. Его выражают в единицах давления – паскалях или миллиметрах ртутного столба.

За характеристику влажности воздуха может быть принята плотность водяного пара , содержащегося в воздухе. Эту величину называют абсолютной влажностью и из-за ее малости выражают в граммах на кубический метр.

Относительной влажностью воздуха  называют выраженное в процентах отношение парциального давления  водяного пара, содержащегося в воздухе при данной температуре, к давлению насыщенного пара при той же температуре:

Воспользовавшись уравнением, можно для относительной влажности получить еще одну формулу:

,

где  - абсолютная влажность, а ₀– плотность насыщенного водяного пара при данной температуре.

Давление и плотность насыщенного водяного пара при разных температурах можно найти, воспользовавшись специальными таблицами, которые имеются в справочниках или задачниках по физике.

При охлаждении влажного воздуха при постоянном давлении его относительная влажность повышается, так как чем ниже температура, тем ближе парциальное давление пара в воздухе к давлению насыщенного пара. В конце концов, пар становится насыщенным.

Температура, до которой должен охладиться воздух, чтобы находящийся в нем водяной пар достиг состояния насыщения (при данной влажности воздуха и неизменном давлении), называется точкой росы.

Опорный конспект для микрогруппы №2

Влажность воздуха измеряют с помощью специальных приборов.

а) Психрометр (др.-греч. ψυχρός — холодный) состоит из двух термометров. Резервуар одного из них остается сухим, и он показывает температуру воздуха. Резервуар другого окружен полоской ткани, конец которой опущен в воду. Вода испаряется, и благодаря этому, термометр охлаждается. Чем больше относительная влажность, тем менее интенсивно идет испарение и тем более высокую температуру показывает термометр, окруженной полоской влажной ткани. По разности температур этих термометров с помощью специальных таблиц можно определить влажность воздуха.

б) Гигрометр — измерительный прибор для определения влажности воздуха. Существует несколько типов гигрометров (весовой, волосной, плёночный и другие), действие которых основано на различных принципах. Весовой (абсолютный) гигрометр состоит из системы U-образных трубок, наполненных гигроскопическим веществом, способным поглощать влагу из воздуха. Через эту систему насосом протягивают некоторое количество воздуха, влажность которого определяют. Зная массу системы до и после измерения, а также объём пропущенного воздуха, находят абсолютную влажность.

Действие волосного гигрометра основано на свойстве обезжиренного волоса, способного изменять свою длину при изменении влажности воздуха, что позволяет измерять относительную влажность от 30 до 100 %. Волос натянут на металлическую рамку. Изменение длины волоса передаётся стрелке, перемещающейся вдоль шкалы.

Плёночный гигрометр имеет чувствительный элемент из органической плёнки, которая растягивается при повышении влажности и сжимается при понижении. Изменение положения центра плёночной мембраны передаётся стрелке. Волосной и плёночный гигрометр в зимнее время являются основными приборами для измерения влажности воздуха.

Опорный конспект для микрогруппы №3

Процентное отношение количества водяного пара, содержащегося в воздухе, к тому количеству, которое может содержаться при данной температуре, - относительная влажность. Она показывает степень насыщения воздуха водяным паром.

Особенно следить за состоянием воздуха в жилых и рабочих помещениях нужно зимой, когда холодная атмосфера не может удержать в себе достаточного количества влаги, а ту, что имеется, норовят высушить радиаторы отопления.

Немаловажным фактором также является наличие вентиляции в офисе, квартире, доме или любом другом помещении. Чем интенсивнее воздухообмен, тем быстрее высушивается воздух (особенно в холодное время года). Также интенсивно утилизируют влагу кондиционеры, в которых не предусмотрена функция поддержания влажности.

От влажности зависит интенсивность испарения влаги с поверхности кожи человека. А испарение влаги имеет большое значение для поддержания температуры тела постоянной.

Люди обычно чувствуют себя лучше во влажном воздухе. Оптимальной для нас является относительная влажность воздуха от 45 до 55% при температуре 18 - 24°С. При низкой влажности может возникнуть сухость слизистых оболочек и дыхательных путей и, как следствие этого, развивается кашель и хрипота. В некоторых помещениях мы чувствуем себя не очень хорошо, хотя и не можем понять причины этого. Так как в течение учебного года студентам приходится больше времени проводить в колледже, то не маловажную роль играет состояние влажности в учебных кабинетах. Исходя из этого, мы решили узнать, отвечает ли санитарным нормам условия наших кабинетов. Измерения проводились в предметных кабинетах, библиотеке, мастерской и в компьютерных аудиториях, столовой и т. д.

Физическому и психологическому воздействию влажности на организм человека посвящено немало клинических исследований, проводимых многими национальными институтами в США, Канаде и России в течение последних нескольких лет.  Подтверждением этого является исследовательская статья, опубликованная на сайте PubMed Central - Национальном центре биотехнологической информации США. Проведенные исследования показали, что концентрация бактерий и вирусов в воздухе минимальна при уровне относительной влажности от 40 до 60%.

Как видно из графика, возбудители астмы – пылевые клещи и грибы не могут жить при уровне влажности менее 50%. Если вы устраните причину, вы сведете вероятность заболеваний органов дыхания к нулю. 

Об этом же свидетельствуют и исследования, проведенные в Университете штата Орегон. Они указывают на ключевую роль в снижении концентрации микробов, вызывающих грипп, поддержания надлежащего уровня влажности. Увлажнение помещения является крайне важным в холодные зимние месяцы, когда ваша система отопления сушит воздух, и вы не можете поддерживать оптимальный уровень влажности без специальных приборов – климатических комплексов или увлажнителей. Он позволит Вам чувствовать себя более комфортно, защитить свой организм от гриппа и его разрушающих для здоровья последствий. 

Опорный конспект для микрогруппы №4

Влажность влияет не только непосредственно на самого человека , но и на окружающий его мир. Хранение произведений искусств и книг в библиотеках требуют поддержания влажности воздуха на необходимом уровне. Поэтому в музеях на стенах можно видеть психрометры (прибор для измерения влажности). Многие из нас не знают, а некоторые даже не задумываются - какая влажность в помещении. Влажность, при которой человек чувствует себя наиболее комфортно летом - это 60-75%, зимой это 55-70%. В наших домах весной и летом (в сухую погоду) влажность не превышает 40%, а осенью и зимой, в отопительный период, она падает до 25-30%, при этом страдают люди, особенно, дети. При низкой влажности ускоряется процесс старения кожи, она теряет свою упругость и эластичность, что приводит к возникновению заболеваний кожи (например дерматитов) и влияет на обмен веществ целого организма, а нам так хочется продлить свою молодость!
Высокая влажность воздуха действует угнетающе, поскольку испарение происходит очень медленно. Концентрация паров воды в воздухе в этом случае высока, вследствие чего молекулы из воздуха возвращаются в жидкость почти так же быстро, как и испаряются. Если пот с тела испаряется медленно, то тело охлаждается очень слабо, и мы чувствуем себя не совсем комфортно. При относительной влажности 100% испарение вообще не может происходить - при таких условиях мокрая одежда или влажная кожа никогда не высохнут.⁵

Последствия избыточной сухости воздуха: 

 - утомляемость: сухой воздух препятствует поступлению в организм кислорода, и как следствие - ухудшение самочувствия, утомляемость, отсутствие сосредоточенности.

 - заболевания слизистых оболочек: слизистые оболочки верхних дыхательных путей теряют свою защитную функцию

- респираторный эпителий, поражаются ухо-горло-носовая и бронхиальной области. Возрастает опасность бактериального заражения слизистой оболочки глаз, которая также утрачивает свои защитные функции. Особо опасно это для тех, кто носит контактные линзы: появляется дискомфорт, вследствие ускоренного пересыхания линз, что создает дополнительное раздражение для глаз;
- ухудшение здоровья ребёнка: для здорового ребенка, не болеющего респираторной инфекцией, влажность воздуха должна составлять не менее 50%, в противном случае может пересыхать слизистая и проявиться заложение носа. Слизь может скапливаться в полостях и образовывать питательную среду для бактерий.

- сухость кожи: пониженная влажность воздуха способствует более быстрому испарению воды с кожи, и как следствие, она становится сухой, грубой, склонной к воспалению и начинает шелушиться.

- пыль: оптимальная влажность воздуха "связывает" пыль, особенно это важно для тех, кто страдает от астмы и аллергии. 

Последствия избыточной влажности воздуха: 

- затрудняет дыхание;

- снижает скорость заживления ран;

- повышает риск размножения клещей;

- вызывает конденсацию, провоцируя, таким образом, распространение грибков и бактерий;

- порождает плесень, много вредных газообразных примесей с сильными запахами;

- приводит к повреждению и обветшанию материалов, зданий.

(Приложение №4)

Задания метеогруппам по определению относительной влажности и других метеопараметров воздуха в аудитории.

Группа 1.

Измерить относительную влажность воздуха в классной комнате и температурный режим с помощью термометра.

Оборудование: термометр, сосуд с водой комнатной температуры, психрометрическая таблица, кусочек ткани (бинта).

Порядок выполнения измерения: Снять показание сухого термометра. Резервуар термометра обернуть кусочком влажной ткани и держать некоторое время влажный термометр на воздухе. Как только понижение температуры прекратится, снова снять показания. Найти разность показаний сухого и влажного термометров и с помощью психрометрической таблицы определить относительную влажность воздуха в классе. Полученные результаты занести в таблицу.

Бланк метеонаблюдений на уроке физики

НА  «_____» ________________ 20 г.

Фамилии участников группы:

1

2

3

4

Группа 2.

Измерить относительную влажность воздуха, давление (в Па и мм.рт.ст.) и температурный режим (в ⁰С и К) в классной комнате с помощью комнатного барометра.

Оборудование: комнатный барометр.

Порядок выполнения измерения: Снять показание термометра, барометра и психрометра. Полученные результаты занести в таблицу.

Бланк метеонаблюдений на уроке физики

НА  «_____» ________________ 20 г.

Фамилии участников группы:

1

2

3

4

Группа 3.

Измерить относительную влажность воздуха, давление (в Па и мм.рт.ст.) и температурный режим (в ⁰С и К) в классной комнате с помощью комнатного барометра.

Оборудование: комнатный барометр.

Порядок выполнения измерения: Снять показание термометра, барометра и психрометра. Полученные результаты занести в таблицу.

Бланк метеонаблюдений на уроке физики

НА  «_____» ________________ 20 г.

Фамилии участников группы:

1

2

3

4

Группа 4.

Измерить относительную влажность воздуха и температурный режим (в ⁰С и К) в классной комнате по точке росы.

Оборудование: термометр, стакан с полированной поверхностью, вода комнатной температуры, снег, таблица «Плотность насыщенного водяного пара».

Порядок выполнения измерения: Снять показание сухого термометра. Налить в сосуд (наполовину) воду и опустить в нее термометр. Добавляя в сосуд снег, и помешивая воду, следить за понижением температуры. В момент появления на стенках сосуда росы снять показание термометра. Осторожно добавляя в сосуд теплую воду, снять показание термометра, при котором роса полностью исчезнет. Найти среднее числовое значение и принять его за точку росы. По таблице определить плотность насыщенного пара для температуры воздуха в классе (показание сухого термометра) и для точки росы. Вычислить по формуле φ = р/р_н.п*100% относительную влажность воздуха в классе. Полученные результаты занести в бланк метеонаблюдений.

Бланк метеонаблюдений на уроке физики

НА  «_____» ________________ 20 г.

Фамилии участников группы:

1

2

3

4