Мы учимся для жизни

Мастер–класс учителя физики МОУ «СОШ п.Белоярский имени Бабушкина А.М.» Дряпак Людмилы Николаевны «Мы учимся для жизни?»

В условиях реализации ФГОС второго поколения строю учебно-воспитательный процесс в соответствии с требованиями современных образовательных технологий открытой информационно-образовательной среды.

Формирование метапредметных результатов обучения осуществляю посредством проблемного обучения с использованием заданий межпредметной направленности, учитывая психологические и физиологические особенности обучающихся. Некоторые уроки провожу в нетрадиционной форме, практикую уроки-конкурсы, урок-игру. При подборе заданий учитываю уровень обученности учащихся, материал дифференцирую, подбираю разнообразные задачи: расчетные, количественные, экспериментальные, активно применяю интерактивный учебно-методический комплекс, сочетая виртуальный физический эксперимент с визуальным.  

Например, перед вами величественное, красивое, но в то же время опасное природное явление - гроза. А что же такое гроза? Этот вопрос интересовал многих простых людей и учёных ещё с древних времён. Вот и у вас я спрашиваю: «А что такое гроза?».

Скажите, пожалуйста, какие вопросы задаёт маленький ребёнок, когда что-то хочет узнать новое?

(ЧТО? ГДЕ? КОГДА? ЗАЧЕМ? ПОЧЕМУ?)

• Скажите, пожалуйста, учителя химии, что происходит во время грозы? (образование озона под действием ультрафиолетового излучения Солнца)

• Скажите, пожалуйста, учителя географии, где происходит данное природное явление? (в верхних слоях атмосферы)

• А сейчас я хочу обратиться к учителям филологам: когда, по мнению Фёдора Тютчева, происходит данное природное явление?

(Люблю грозу в начале мая,

Когда весенний, первый гром,

Как бы резвяся и играя,

Грохочет в небе голубом)

• А теперь, учителя истории, скажите, пожалуйста, на картине «Последний день Помпеи» зачем, на ваш взгляд, художник Брюло́в изобразил грозу? (обозначить приближение катастрофы, острота исторического события)

• И наконец, хочу обратиться к учителям физики, скажите, пожалуйста, почему происходит гроза? (Гроза это явление электрического разряда, при котором одни облака электрически заряжены как "плюс", а другие как "минус", а земля имеет нулевой электрический потенциал, поэтому молнии в землю идут и от тех облаков и от других)

 Таким образом, уважаемые коллеги, мы с вами разложили по полочкам данное природное явление. Скажите, пожалуйста, какие мыслительные операции и приёмы умственной деятельности мы использовали? (анализ)

Правильно, в основном мы анализировали данное природное явление с различных точек зрения.

Молния

Красивое и небезопасное явление природы — молния — представляет собой искровой разряд в атмосфере.

Уже в середине XVIII в. исследователи обратили внимание на внешнее сходство молнии с электрической искрой. Высказывалось предположение, что грозовые облака несут в себе большие электрические заряды и молния есть гигантская искра, ничем, кроме размеров, не отличающаяся от искры между шарами электрофорной машины. На это указывал М. В. Ломоносов, занимавшийся изучением атмосферного электричества.

Ломоносов построил «громовую машину» — конденсатор, находившийся в его лаборатории и заряжавшийся атмосферным электричеством посредством провода, конец которого был выведен из помещения и поднят на высоком шесте. Во время грозы из конденсатора можно было извлекать искры. Таким образом, было показано, что грозовые облака действительно несут на себе огромный электрический заряд.

Разные части грозового облака несут заряды разных знаков. Чаще всего нижняя часть облака (обращенная к Земле) бывает заряжена отрицательно, а верхняя — положительно. Поэтому если два облака сближаются разноимённо заряженными частями, то между ними проскакивает молния.

Однако грозовой разряд может произойти и иначе. Проходя над Землёй, грозовое облако создаёт на её поверхности большой индуцированный заряд, и поэтому облако и поверхность Земли образуют две обкладки большого конденсатора. Напряжение между облаком и Землёй достигает нескольких миллионов вольт, и в воздухе возникает сильное электрическое поле. В результате может произойти пробой, т.е. молния, которая ударит в землю. При этом молния иногда поражает людей, дома, деревья.

Гром, возникающий после молнии, имеет такое же происхождение, что и треск при проскакивании искры. Он появляется из-за того, что воздух внутри канала молнии сильно разогревается и расширяется, отчего и возникают звуковые волны. Эти волны, отражаясь от облаков, гор и других объектов, создают длительное многократное эхо, поэтому и слышны громовые раскаты.

 Может ли произойти разряд (молния) между двумя одинаковыми шарами, несущими равный одноимённый заряд? Ответ поясните.

Решение.

Ответ: нет.

Объяснение: не может, поскольку заряд шаров одинаковый, как и их форма, необходимой для разряда разности потенциалов не возникнет.

2. Встаньте!

Если я скажу вам: “Сейчас вы сядете на стул так, что не сможете встать, хотя и не будете привязаны”, вы примете это, конечно, за шутку.

Хорошо. Сядьте же так, как сидит человек, изображенный на рисунке, т.е. держа туловище отвесно и не пододвигая ног под сиденье стула. А теперь попробуйте встать, не меняя положения ног и не нагибая корпуса вперед.

В таком положении невозможно подняться со стула.
Рис.1

Что, не удается? Никаким усилием мускулов не удастся вам встать со стула, пока вы не пододвинете ног под сиденье или не подадитесь корпусом вперед.

Чтобы понять, почему это так, нам придется побеседовать немного о равновесии тел вообще и человеческого в частности. Стоящий предмет не опрокидывается только тогда, когда отвесная линия, проведенная из центра тяжести, проходит внутри основания вещи. Поэтому наклонный цилиндр должен непременно опрокинуться; но если бы он был настолько широк, что отвесная линия, проведенная из его центра тяжести, проходила бы в пределах его основания, цилиндр не опрокинулся бы.

Такой цилиндр должен опрокинуться, потому что отвесная линия, проведенная из центра тяжести, проходит вне основания.
Рис.2

Так называемые “падающие башни” — в Пизе, в Болонье, башня Невьянск в России, башня Сююмбике в Казани не падают, несмотря на свой наклон, также потому, что отвесная линия из их центра тяжести не выходит за пределы основания (другая, второстепенная, причина та, что они углублены в землю своими фундаментами).

Рис.3
Башня Невьянск, Россия.

Высота башни равна 57,5 метра, ее отклонение от вертикали составляет 3 градуса 16 минут, или 1,85 метра.

Стоящий человек не падает только до тех пор, пока отвесная линия из центра тяжести находится внутри площадки, ограниченной краями его ступней.

Когда человек стоит, отвесная линия, проведенная из центра тяжести, проходит внутри площадки, ограниченной ступнями.
Рис.4

Поэтому так трудно стоять на одной ноге; еще труднее стоять на канате: основание очень мало и отвесная линия легко может выйти за его пределы. Теперь вернемся к опыту с вставанием сидящего человека. Центр тяжести туловища сидящего человека находится внутри тела, близ позвоночника, сантиметров на 20 выше уровня пупка. Проведите отвесную линию из этой точки вниз: она пройдет под стулом, позади ступней. А чтобы человек мог стоять, линия эта должна проходить между ступнями.

Значит, вставая, мы должны либо податься грудью вперед, перемещая этим центр тяжести, либо же пододвинуть ноги назад, чтобы подвести опору под центр тяжести. Обычно мы так и делаем, .когда встаем со стула. Но если нам не разрешают делать ни того, ни другого, то встать мудрено, как вы и убеждаетесь на описанном опыте.

Таинственная вертушка

Из тонкой папиросной бумаги вырежьте прямоугольник. Перегните его по средним линиям и снова расправьте: вы будете знать, где центр тяжести вашей фигуры. Положите теперь бумажку на острие торчащей иглы так, чтобы игла подпирала ее как раз в этой точке.

Бумажка останется в равновесии: она подперта в центре тяжести. Но от малейшего дуновения она начнет вращаться на острие.

Пока приборчик не обнаруживает ничего таинственного. Но приблизьте к нему руку, как показано на рисунке; приближайте осторожно, чтобы бумажка не была сметена током воздуха. Вы увидите странную вещь: бумажка начнет вращаться, сначала медленно, потом все быстрее. Отодвиньте руку — вращение прекратится. Приблизьте — опять начнется.

Рис. 6

Объяснение . Почему бумажка вертится?

Причина вполне естественна и очень проста: воздух, нагретый снизу нашей рукой, поднимается вверх и, напирая на бумажку, заставляет ее вращаться, подобно всем известной спиральной “змейке” над лампой, потому что, перегибая бумажку, мы придали ее частям легкий уклон.

Внимательный наблюдатель может заметить, что описанная вертушка вращается в определенном направлении — от запястья, вдоль ладони, к пальцам. Это можно объяснить разницей температур названных частей руки: концы пальцев всегда холоднее, нежели ладонь; поэтому близ ладони образуется более сильный восходящий ток воздуха, который и ударяет в бумажку сильнее, чем ток, порождаемый теплотой пальцев .

Таким образом, экспериментальная работа, основанная на использовании приемов, позволяющих создать мотивационную базу для осознанного восприятия знаний в ходе интеллектуальной и творческой деятельности, формирует интеллектуальные умения, лежащие в основе научного мышления обучающихся.

Во время урока я предлагаю самим учащимся выполнить все эксперименты

Задание 1: «Исследование свойств газов».

Оборудование: воздушный шарик, медицинский шприц

Проведите эксперимент и ответьте на вопросы:

1. Надуйте шарик. Какую часть шарика заполняет воздух? Какова форма газа? Развяжите нить. Что произошло?

2. Сожмите шарик рукой (измените его форму). Сохранился ли объём воздуха? Сохранилась ли его форма?

3. Легко ли сжать газ, которым заполнен шприц?

Выполнение работы

1.Выясним, какими свойствами обладают газы. Опыт с резиновым шариком: перевязывают шарик посредине ниткой, надувают одну половину воздухом, затем разрезают нить. Воздух занимает весь шарик.

Итак, газы занимают весь предоставленный объем. Теперь пробуем сжать шарик. Это нам легко удалось.

2.Заполните шприц воздухом, вытягивая поршень. Закройте отверстие пальцем и попробуйте его сжать. Легко ли сжать газ?

Что можем сказать о свойствах газов?

Вывод: Газ занимает весь предоставленный ему объем и легко сжимаем. (Запись вывода в таблицу) Не сохраняют форму и объём

Задание 2: «Исследование свойств жидкостей».

Оборудование: стакан с водой, мензурка, медицинский шприц.

Проведите эксперимент и ответьте на вопросы:

1. Наберите небольшой объём жидкости с помощью шприца .Что происходит с формой жидкости?

2. Перелейте воду в мензурку. Какую часть сосуда заполняет жидкость? Сохраняет ли жидкость свою форму?

3. Измерьте объём жидкости при помощи мензурки. Изменился ли её объём?

4. Заполните шприц водой. Легко ли сжать жидкость?

Выполнение работы

Теперь определим свойства жидкостей

1. Наберите небольшой объём жидкости с помощью шприца. Что происходит с формой жидкости? (она меняется)

2. Перелейте воду в мензурку. Какую часть сосуда заполняет жидкость? Сохраняет ли жидкость свою форму? (принимает форму сосуда)

3. Вновь измерьте объём жидкости при помощи мензурки. Изменился ли её объём? (нет)

4. Заполните шприц водой. Закройте отверстие пальцем и попробуйте её сжать. Легко ли сжать жидкость?

Вывод: жидкость легко меняет форму, но сохраняет объем. Эти свойства жидкости применяют при изготовлении изделий из стекла.

(Запись вывода в таблицу). Сохраняют объём, но легко меняют свою форму

Твердые тела. Твердые тела сохраняют форму и объем. Это значит, что молекулы расположены на расстояниях, сравнимых с размером молекул. Молекулы расположены упорядоченно, образуя кристаллическую решётку, при этом они совершают колебания около определенной точки.

Задание 3: «Исследование свойств твердых тел».

Оборудование: твердые тела

Проведите эксперимент и ответьте на вопросы:

1. Имеют ли твердые тела свою форму?

2. Сохраняют ли они свой объём?

3. Попробуйте сдавить тело рукой. Легко ли его сжать?

Выполнение работы

Рассмотрим несколько твердых тел.

Имеют ли твердые тела свою форму? (да имеют). Какую форму они имеют? (цилиндра, шара)

Попробуем изменить их форму: сжать или растянуть. Легко это сделать? (Нет.)

Вывод: Твердые тела сохраняют форму и имеют объем. (Запись вывода в таблицу). Сохраняют форму и объём

После выполнения практических заданий таблица полностью заполнена.

При совместном применении технологии интерактивного обучения и метода практических работ может быть использована работа группах, которая так же предусматривает рассмотрение свойств трех агрегатных состояний.

Примером таких заданий могут быть:

Задание 1: Мы исследуем три состояния вещества на примере воды. У каждой группы своя задача.

Первая группа - свойства твёрдого тела.

Вторая - свойства жидкостей.

Третья - свойства газов.

Первая группа.

(тарелка с кубиками льда)

Задание: исследовать свойства твёрдого тела.

Вторая группа.

(стакан с водой, мензурка, два сосуда разной формы)

Задание: исследовать механические свойства жидкостей.

Третья группа.

(стакан с тёплой водой, блюдце)

Накрыть стакан блюдцем, чтобы понаблюдать конденсацию.

Задание: исследовать механические свойства газов.

Такое количество совместных практических способствует лучшему усвоению и закреплению материала. Что очень важно, поскольку данная тема встречается в задания КИМ ОГЭ. Задания следующего типа:

Задание 3 

В кабинет физики принесли ватку, смоченную духами, и сосуд, в который налили раствор медного купороса (раствор голубого цвета), а поверх осторожно налили воду (рис. 1). Было замечено, что запах духов распространился по объёму всего кабинета за несколько минут, тогда как граница между двумя жидкостями в сосуде исчезла только через две недели (рис. 2).

Выберите из предложенного перечня два утверждения, которые соответствуют результатам проведённых экспериментальных наблюдений. Укажите их номера.

 1) Процесс диффузии можно наблюдать в газах и жидкостях.

2) Скорость диффузии зависит от температуры вещества.

3) Скорость диффузии зависит от агрегатного состояния вещества.

4) Скорость диффузии зависит от рода жидкостей.

5) В твёрдых телах скорость диффузии наименьшая.

Решение.

1) Опыт с ваткой указывает, что процесс диффузии можно наблюдать в газах. Второй опыт указывает, что процесс диффузии можно наблюдать в жидкостях.

2) Исходя из данных опытов нельзя ничего утверждать о зависимости скорости диффузии от температуры вещества.

3) Из данных опытов ясно, что диффузия в газах происходит быстрее, чем в жидкостях, то есть скорость диффузии зависит от агрегатного состояния вещества.

4) Исходя из данных опытов нельзя ничего утверждать о зависимости скорости диффузии от рода жидкостей.

5) Исходя из данных опытов нельзя ничего утверждать о скорости диффузии в твёрдых телах.

 Ответ: 13.

Задание 4 

Капля маслянистой жидкости попадает на поверхность воды и растекается, образуя тонкую плёнку. Обязательно ли эта плёнка закроет всю поверхность воды? Ответ поясните.

Решение.

Ответ: не обязательно. Масляная плёнка может не закрыть всю поверхность воды.

Объяснение: тонкая плёнка будет растекаться по поверхности воды только до определённых пределов, так как толщина плёнки не может быть меньше диаметра молекул масляной жидкости. Если площадь поверхности воды больше максимально возможного размера масляного пятна, то плёнка не закроет всю поверхность воды, если меньше, то закроет.