Профориентация по физике

Практическая направленность преподавания физики в профильных класса

Физика как наука о наиболее общих законах природы, вносит существенный вклад в систему знаний об окружающем мире. Она раскрывает роль науки в экономическом и культурном развитии общества, способствует формированию современного научного мировоззрения. Для решения задач формирования основ научного мировоззрения, развития интеллектуальных способностей и познавательных интересов школьников в процессе изучения физики основное внимание уделяется не передаче суммы готовых знаний, а знакомству с методами научного познания окружающего мира, постановке проблем, требующих от учащихся самостоятельной деятельности по их разрешению.

Методическая система формируется с знакомства с физикой как наукой :

1. Пропедевтический (монопредметный) курс

6 класс «Физика в природе» (Приложение№1)

призван помочь школьникам научиться задавать «вопросы природе на языке науки» на основе наблюдений за разнообразными явлениями окружающего мира; планировать и проводить простейшие опыты с целью обнаружения закономерностей в протекании явлений. Важно создать условия, при которых учащиеся научатся подмечать, как человек (и они сами!) использует эти закономерности в повседневной жизни и какие проявления этих закономерностей можно обнаружить в окружающем мире природы. Это, с одной стороны, позволит им расширить свой жизненный (фактический) опыт; с другой — создать эмпирический базис всех физических теорий, основы которых предстоит изучать в дальнейшем.

2. При изучении курса физики основной школы нужно создать условия для дальнейшего продвижения учеников по «цепочке» познания: научиться осуществлять (на простейших примерах) переход от конкретного объекта к его модели, от определенного явления к его механизму (модель явления). Приобрести опыт введения физических величин для количественного описания свойств объекта и физических величин, характеризующих протекание явления. Обнаружить связи между соответствующими величинами и, наконец, научиться применять полученные знания для объяснения ранее установленных закономерностей. Это, с одной стороны, позволит им пополнять свой жизненный (фактический) опыт и приобретать «опыт жизни» (опыт мнений); с другой — позволит освоить переход от эмпирического базиса физической теории к ее ядру, и, частично, научиться использовать его для простейших объяснений. (7 класс -3 часа в неделю; в 9-х классах провожу элективные курсы). Теории в данном курсе мало, нужны задачи с хорошим примером исследования, поэтому баллистика, аэродинамика неразрывно связаны с физико-математическими расчетами. (Приложение №2)

З.При изучении курса физики на старшей ступени школы (на профильном уровне) нужно в еще большей степени расширить возможности учащихся на пути научного познания, научить их получать субъективно новое знание, совершая переход от ядра физической теории к выводам, следствиям, научным предсказаниям. В итоге учащимся станет понятно, что в процессе познания важны все компоненты человеческой деятельности: и эмпирические исследования нового явления, и теоретическое осмысление и математическое описание этого явления, и практическое использование его выводов и следствий, и научное предвидение. При этом учащиеся получают возможность пройти по «цепочке» познания «от начала до конца» при изучении тех явлений.

Считаю, что одно из важных средств решения указанной задачи – объяснение и закрепление учебного материала с привлечением производственных материалов о разных отраслях народного хозяйства, примеров, связанных с теми или иными профессиями, сведений о способах их приобретения.

(Приложение №3)

В мире насчитывается около 40000 разных профессий. Как найти ту единственную, свою, чтобы ей служить и приносить пользу людям, обществу.

25 миллионов человек ежегодно меняет место работы. 12% из них возвращаются обратно. Значит ли это, что к выбору профессии можно идти путем проб и ошибок, или можно сознательно готовить себя к будущей профессиональной деятельности?

Город Нижневартовск - нефтяной, стал местом регистрации более 6 тысяч предприятий, коммерческих структур, банков, страховых и торговых компаний. Выпускники имеют возможность, не покидая родной город, продолжить учебу в профессиональных учебных учреждениях.

Важна информация по профориентации. И не менее важно соединение учащихся с изучаемым учебным материалом по физике, с конкретными темами и вопросами.

Что я предлагаю:

1. На обобщающих уроках применяю метод проведения деловой игры, например после изучения темы «Термодинамика», провожу урок- интервью, (Приложение №4) где учащиеся с учетом своей системы ценностей, особенностей индивидуального развития, выбирают себе роли, т.е. уже проявляют элементы выбора, самоопределения и самореализации, совершенствуя при этом целепологание, свободу выбора, самостоятельность, позицию «Я выбираю, Я управляю, Я принимаю решение», ответственность и нравственно-волевую мотивацию деятельности, проявляя при этом сформированность коммукативной, информационный, социально – трудовой компетенций. (Приложение №5)

2 . В нашей школе работа с родителями поставлена на высоком уровне. Управляющий совет школы и родительский комитет помогают в проведении и организации творческих встреч с людьми разных профессий, экскурсии или предоставляют фото оборудования со своего производства. При изучении определенных тем, обязательно идет урок обобщения или урок сообщений. Ребятам даю задание: где применяется данное явление (свойство, закон) у нас в Нижневартовске (На производстве, дома, на улицах города и т.д ).

Пример такие явления: фотоэффект, интерференция, поляризация, противопожарные устройства, генератор, турбина.

Фото приносят родители, принцип действия или работы оборудования объясняют своему сыну или дочери, они же в свою очередь рассказывают классу, а я подчеркивала это функции какого специалиста, называю соответствующий факультет университета.(автоматизация систем управления, теплоэнергетик, обслуживание и ремонт автомобиля и др.) (Приложение №6)

Взаимосвязь родитель-ученик – учитель способствует формированию у наших выпускников системы ценностей, самосознания, способности к адекватной самооценки, формированию социальной позиции.

Умело организуя учебную деятельность учащихся, направляя их, поддерживая, позволяет мне обеспечить максимальную мотивацию в обучении, утверждая уверенность в своих силах каждого ученика. Эта поддержка помогает нашим детям принять такую важную жизненную позицию, которая потом всю жизнь им будут помогать: «Я могу, Я не хуже других, Я это сделаю и у Меня, все получится»

И ребята могут, делают и у них все получается, например на физическом практикуме, который я провожу в конце учебного года. Собирают схемы радиоприемника, записывающего устройства, пожарной, охранной сигнализации.

Аналитическая справка об итогах самоопределения выпускников школы показывает динамику процента поступивших в высшие учебные учреждения по профилю и процент поступивших в городе Нижневартовске.

Опыт показывает, что при таком подходе естественным образом повышаются: степень самостоятельности учащихся; уровень понимания ими своего «местоположения» на пути научного познания (это проявляется в формулировках вопросов, ответы на которые отыскиваем на уроках); ответственность за принимаемые решения. Создаются предпосылки к осознанному выбору дальнейшего жизненного (в том числе профессионального) пути.

В настоящее время осуществляется планомерный переход от приборного принципа разработки и поставки оборудования к комплектно-тематическому подходу. (Имеем наборы оборудований по «Механике», «Электричеству», «Оптике») Оборудование физического кабинета школы обеспечивает три формы эксперимента: демонстрационный эксперимент и два вида лабораторного эксперимента: фронтальный — на базовом уровне старшей ступени, фронтальный эксперимент и лабораторный практикум — при изучении физики на профильном уровне. (Электродинамика)

В практику преподавания вводятся принципиально новые носители информации. Так, например, значительная часть учебных материалов, в том числе тексты источников, комплекты иллюстраций, графики, схемы, таблицы, диаграммы, все чаще размещаются не на полиграфических, а на мультимедийных носителях. Появляется возможность формирования их на базе учебного кабинета собственной библиотеки электронных изданий.

Приложение №1

Программа пропедевтического курса

« ФИЗИКА В ПРИРОДЕ »

для учащихся 6 класса, 34 часа, 1 час в неделю.

Изучение данного курса должно способствовать развитию мышления учащихся, повышать их интерес к предмету, готовить к углубленному восприятию материала на второй ступени обучения.

Цель курса: рассмотреть и проанализировать с точки зрения физики наиболее распространенные явления.

Реализация данного курса в школе позволит решить следующие практические задачи: осуществить первоначальное ознакомление учащихся с теми физическими явлениями, с которыми они непосредственно сталкиваются в окружающем мире, привить интерес к изучению физики; подготовить учащихся к систематическому изучению этого курса.

Введение физики на ранней стадии обучения в 6 классе требует изменения как формы изложения учебного материала в пособии, так и методики его преподавания. Поэтому особое внимание в программе уделено фронтальным экспериментальным заданиям. Предполагается, что важное место в процессе работы над курсом займут рисунки различных явлений, опытов и измерительных приборов. Большое количество качественных вопросов, использование игровых ситуаций в преподавании должно способствовать созданию интереса учащихся к предмету и стремлению к его пониманию.

Изучая данный пропедевтический курс, учащиеся могут ответить на такие вопросы: почему небо голубого цвета, как бьет молния, отчего бывает двойная радуга и т.д.

Природные явления раскрываются всесторонне и глубоко на основе достижений современной физике, химии, биологии.

Рассмотрение природных явлений начинается с вступления из области поэзии, мифологии, легенд, связанных с рассматриваемым явлением.

Затем начинается внимательное изучение природного явления, анализ и рассмотрение физических механизмов, лежащих в его основе. При этом совершаются небольшие исторические экскурсии и решаются несложные физические задачи.

Содержание:

1. Изучение природы человеком

Обожествление природы людьми в давние времена.

Поэтическое восприятие природы и ее научное познание.

Методы физической науки: наблюдение, опыт, эксперимент.

1. Молекулярные явления в природе.

   Туман. Образование тумана. Физика возникновения тумана. Туманы испарения и туманы охлаждения. Туман и цвет. Облака. Виды облаков: слоисто-дождевые, пористые, кучевые, кучево-дождевые, перламутровые и серебристые облака. Физика образования облаков. Микрофизика облаков. Осадки. Снег и лед. Ледники. Айсберги. Горный ледник. Практическое снеговидение: снегомелиорация, снег как строительный материал. Метель. Виды метелей: поземок, низовая метель, снежные заносы. Микроструктура метелей. Волны на снегу. Метельное электричество. Снежные лавины. Физика возникновения, движения и развития лавины.

2. Электричество и магнетизм в природе.

Календарно-тематическое планирование курса «Физика в природе»

в 6 классе при 1 часе в неделю.

Литература:

А.В. Владимиров «Рассказы об атмосфере» М.П. 1981 г.

А.В. Тарасов «Физика в природе» М.П. 1988 г.

А.К. Дгонин «В царстве снега » Новосибирск Наука 1983 г.

А.П. Муранов «В мире необычных и грозных явлений природы» М.П. 1977 г.

В.Р. Ильченко « На перекрестках физики, химии, биологии » М.П. 1986 г.

И.П. Стаханов «О физической природе шаровой молнии » М. Энергоатомиздат 1985 г.

М.Б. Берклиблит, Е.Г. Глаголева «Электричество в живых организмах» М.Н. 1988г.

Ю.Г. Музин «Полярное сияние» М. Наука 1983 г.

Приложение №2

Программа элективного курса

«БАЛЛИСТИКА И АЭРОДИНАМИКА»

9 класс (16 часов)

Пояснительная записка.

Изучение элективного курса «Баллистика и аэродинамика» направлено на достижение следующих целей:

- развитие представлений школьников о физической картине мира на основе знакомства с баллистическими методами;

- расширение, углубление и обобщение знаний о быстропротекающих явлениях;

- реализация внутрипредметных и межпредметных связей, так как при изучении высокоскоростных движений тел актуализируются не только знания из разных разделов физики, но и из других наук, прежде всего химии и астрономии; развитие познавательных интересов, интеллектуальных и творческих способностей на основе ознакомления учащихся с современными достижениями науки и техники, связанными с изучением и применением методов исследования;

- формирование практических умений на основе решения физических задач и самостоятельного приобретения новых знаний, выполнения экспериментальных исследований, подготовки докладов, рефератов и других творческих работ.

Современный человек живет в окружении всевозможных машин, облегчающих его труд и помогающих побеждать время и пространство. Машины переносят людей со сказочной быстротой из одной страны в другую, поднимают громадные тяжести, добывают полезные ископаемые, жнут, ткут, режут, пилят, сверлят.

Все эти « чудеса » современной техники стали возможны благодаря трудам, а иногда и жертвам многих поколений ученых и изобретателей, инженеров и рабочих.

С каждым годом появляются новые, все более и более сложные и совершенные машины. Чтобы научиться создавать такие машины и управлять ими, надо много знать. Особенно хорошо надо изучить механику, отдельные части которой являются теоретической основой многих технических наук. Так, к теоретической баллистике, изучающей движение брошенных тел, тесно примыкает практическая баллистика, рассматривающая поведение снаряда и оружия при выстреле, действие на снаряд пороховых газов, траекторию его движения, влияния на нее сопротивления воздуха, вращение Земли, ветра и т.д.

На теорию движения тел переменной массы опирается аэродинамика, посредством которой разрабатываются конструкции ракет, искусственных спутников и космических кораблей, а также способы управления ими в космическом пространстве.

Изучение баллистики, как науки должно занять достойное место в формировании системы знаний учащихся в быстропротекающих процессах. В систематическом курсе физики изучить на достаточном уровне эти вопросы не предоставляются возможным из-за отсутствия времени. Элективный курс по выбору школьников позволяет дополнить знания школьников о движении тел, брошенных под углом к горизонту. А важнейшей задачей данного элективного курса, наряду с углублением знаний о баллистике, является формирование у школьников умений находить сведения по избранной теме в книгах, журналах и электронных источниках информации, готовить рефераты, выступать с докладами, проводить экспериментальные исследования, анализировать полученные результаты и формировать выводы.

Методы проведения занятий

Основным методом изложения теоретического материала курса является активный диалог учителя с учащимися, предполагающий постановку проблемы с последующим обсуждением вариантов ее разрешения. 'Практика показывает эффективность совмещения лекции и диалога при работе с небольшой группой учащихся.

Лекционно-семинарская организация занятий должна сопровождаться демонстрациями, обсуждением докладов и рефератов, подготовленных школьниками, просмотром кино и видеофильмов, выполнением учащимися творческих исследовательских и конструкторских заданий.

Использование лекционной формы проведения теоретических занятий целесообразно лишь при изучении наиболее сложных в теоретическом отношении разделов курса. Далее одной из ведущих форм занятий должны стать семинарские занятия и экспериментальные исследования. Они способствуют развитию умений самостоятельно приобретать знания, критически оценивать полученную информацию, излагать свою точку зрения по обсуждаемому вопросу, выслушивать другие мнения и конструктивно обсуждать их.

Темы предстоящих семинаров желательно объявлять заранее и предоставлять каждому учащемуся возможность выступить с основным сообщением на одном из занятий. Кроме основного докладчика выступает один или несколько содокладчиков или оппонентов, отстаивающих альтернативную точку зрения. При такой организации семинара становится возможной дискуссия по обсуждаемой проблеме, в которой могут принять участие все ученики.

Метод изучения природы будет наиболее продуктивным, если его организовать в форме проведения небольших самостоятельных наблюдений, опытов и исследований. Исследовательские и конструкторские задания можно предлагать в качестве индивидуальных или групповых работ для 2-3-х учащихся по их выбору для выполнения в течение нескольких занятий.

Рекомендуется использование активных методов изучения материала: выполнение лабораторных работ физического практикума, решение задач по каждой теме, составление проектов с применением игровых элементов, поиск необходимой информации в литературе, Интернете и др.

Научный уровень предлагаемого курса достаточно высок. Но, поскольку этот элективный курс, от каждого ученика не требуется воспроизведения всех изучаемых тем курса: кто-то интересуется теоретическими вопросами, и с удовольствием будет готовить рефераты и делать доклады, а кому-то более интересно решать задачи или выполнять экспериментальные исследования. Важно, чтобы достижения каждого ученика стали достоянием всех учащихся.

В качестве основной формы оценки достижений учащихся предлагается использовать результаты выступлений на семинарах, подготовленные доклады и рефераты, выполненные экспериментальные исследования. Желательно, чтобы, о своих исследованиях ученики сделали сообщения на общем занятии с демонстрацией подготовленных экспериментов.

Решение задач в данном курсе не является главным фактором оценки успешности деятельности школьника. Вместе с тем, многие задачи, представленные в учебном и методическом пособиях, позволяют глубже усвоить теоретический материал элективного курса, а также лучше подготовиться к сдаче единого го­сударственного экзамена, поступлению в вуз, продолжению образования.

Содержание курса

"Основные законы аэродинамики и баллистики"

1. Понятие о баллистике (3 часа).

Внутренняя и внешняя баллистика. Парабола безопасности. Баллистическая кривая.

Труды выдающихся ученых - артиллеристов.

2. Артиллерия и боевая ракетная техника (3 часа).

Огнестрельные орудия конца (14, 16, 19) 21 века. Типы современных орудий. Нарезные и гладкоствольные орудия. Ракетная техника.

3. Высокоскоростные метательные устройства (1 часа).

Легко-газовые установки Физические принципы метания и метательных устройств. Одноступенчатые и многоступенчатые метательные устройства.

4. Аппаратура и техника измерений (2 часа).

Регистрация моментов пролета. Измерение скорости летающих тел. Определение параметров траектории летящих моделей. Методы измерения интервалов времени.

5. Аэродинамика. Аппараты для исследования космоса (4 часов).

Основные законы аэродинамики. Самолеты и планеры. Вертолеты. Парашюты. Трехступенчатая ракета. Искусственные спутники Земли. Космические корабли.

6. Обобщающее занятие. (3 час).

За круглым столом

Календарно-тематическое планирование элективного курса:

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Баллистические установки и их применение в экспериментальных исследованиях. Издательство «Наука», физико-математическая литература. М., 1974.

2. О применении искровой фотографии в изучении быстродвижущихся объектов. - М., 1966.

3. Основы баллистики. Окунев Б.Н. Том 1. «Военное издательство Народного комиссариата обороны», 1943.

4. Разностные методы решения краевых задач. -М., 1960.

5. Физика быстропротекающих процессов. Издательство «Мир». Том 2. 1971.

6. Энциклопедический словарь юного астронома. Под ред. Н.П. Ептылева.- М.: Педагогика, 1986.

7. Энциклопедический словарь юного техника. Под ред. Б.В. Зубкова, СВ. Чумакова.- М.: Педагогика, 1988.

8. Энциклопедический словарь юного физика. Под ред. В.А. Чуянова.- М: Педагогика, 1991.

Приложение №3

Рабочая программа курса физики для 11класса

(Естественно-математический профиль)

(5 часов в неделю)

Пояснительная записка

Рабочая программа составлена на базе Примерной программы среднего (полного) общего образования по физике (профильный уровень) и авторской программы Г.Я. Мякишева. Рабочая программа предназначена для класса профильного уровня, на изучение физики в котором отводится 5 часов в неделю. Она конкретизирует содержание предметных тем образовательного стандарта на профильном уровне; дает распределение часов по разделам курса и последовательность изучения разделов физики с учетом межпредметных и внутрипредметных связей, логики учебного процесса, возрастных особенностей учащихся; определяет минимальный набор опытов, лабораторных и практических работ, выполняемых учащимися. Программа разработана с таким расчетом, чтобы обучающиеся приобрели достаточно глубокие знания по физике и в вузе смогли посвятить больше времени профессиональной подготовке по выбранной специальности.

Цель изучения физики на профильном уровне в средней (полной) общеобразовательной школе:

1. Применение знаний по физике для объяснения явлений природы, свойств веществ, принципов работы технических устройств; решения физических задач; самостоятельное оценивание и использование информационных технологий для поиска переработки и предъявления учебной и научной информации по физике.

2. Развитие познавательных интересов, интеллектуальных и творческих способностей в процессе решения физических задач и самостоятельного приобретения новых знаний; выполнение экспериментальных исследований подготовка докладов, рефератов и других творческих заданий.

Перед обучением физике в таком классе ставлю перед собой следующие задачи:

-подготовка учащихся к выполнению ориентировочной, конструктивной деятельности в естественнонаучной и технической областях;

-формирование системы физических знаний и умений, учащихся в соответствии с Обязательным минимумом содержания среднего (полного) образования для профильного уровня;

-развитие мышления и творческих способностей учащихся;

-развитие научного мировоззрения учащихся на основе освоения метода физической науки и понимания роли физики в современном естествознании;

-развитие познавательных интересов учащихся и помощь им в осознании профессиональных намерений.

В каждый раздел курса включен основной материал, глубокого и прочного усвоения которого следует добиваться, не загружая память учащихся частными фактами. Таким основным материалом для всего курса физики служат законы сохранения (энергии, импульса, электрического заряда). Для первой ступени обучения физике — молекулярно-кинетические и электронные представления, понятия массы, плотности, силы, энергии, законы Паскаля и Ома. Для механики—идеи относительности движения, законы Ньютона. Для молекулярной физики — основные положения молекулярно-кинетической теории, основное уравнение молекулярно-кинетической теории идеального газа, первый закон термодинамики; для электродинамики — учение об электромагнитном поле, электронная теория, законы Кулона и Ампера, явление электромагнитной индукции; для квантовой физики — квантовые свойства света, квантовые постулаты Бора, закон взаимосвязи массы и энергии. В основной материал также входят важнейшие следствия из законов и теорий, их практическое применение.

При изучении физических теорий, мировоззренческой интерпретации законов формируются знания учащихся о современной научной картине мира. В содержании школьного курса физики отражены теоретико-познавательные аспекты учебного материала — границы применимости физических теорий и соотношения между теориями различной степени общности, роль опыта в физике как источника знаний и критерия правильности теорий, сведения из истории развития науки.

Воспитанию учащихся служат сведения о перспективах развития физики и техники, о роли физики в ускорении научно-технического прогресса, из истории развития науки (молекулярно-кинетической теории, учения о полях, взглядов на природу света и строение вещества).

В программе отражена роль в развитии физики и техники следующих ученых: М.В.Ломоносова, Г.Ома, А.Ампера, Г.Галилея, И.Ньютона, К.Э.Циолковского, С.П.Королева, Н.Е.Жуковского; Л.Больцмана, Д.И.Менделеева, Ш.Кулона, Л.И.Мандельштама, А.Ф.Иоффе, М.Фарадея, Э.X. Ленца, Дж. Максвелла, А.С.Попова, А.Эйнштейна, А.Г.Столетова, М.Планка, П.Н.Лебедева, Э.Резерфорда, Н.Бора, И.В.Курчатова.

Обучение физике вносит вклад в трудовую и политехническую подготовку путем ознакомления учащихся с главными направлениями научно-технического прогресса, физическими основами работы приборов, технических устройств, технологических установок.

В разделе "Механика" раскрываются вопросы механизации производства; в разделах "Электродинамика" и "Квантовая физика" — вопросы электроэнергетики, электрификации, некоторые вопросы электронно-вычислительной техники, при изучении молекулярно-кинетической теории рассматривается создание материалов с заданными техническими свойствами. Во всех разделах курса изучаются различные устройства автоматизации — датчики, реле, усилители, преобразователи, исполнительные механизмы.

Задачи политехнического образования решаются в процессе овладения школьниками теоретическими и прикладными знаниями при выполнении ими лабораторных работ и решении задач. Применение знаний по физике в производительном труде, а также рассмотрение на уроках физики примеров из трудовой практики играют важную роль в сознательном выборе школьниками профессии и их трудовой подготовке.

Усилению практической направленности преподавания способствуют экскурсии — одна из важнейших форм обучения физике. Объекты экскурсий определяются с учетом содержания программы, производительного труда школьников, возможностей местного производственного окружения.

Реализация межпредметных связей в учебном процессе по физике создает условия для целостного восприятия единой научной картины мира. В рубрику "Межпредметные связи" программы включены вопросы, изученные по другим предметам; перечень этих вопросов помогает учителю определить, на какие знания по другим предметам он может опираться при изучении данных тем курса физики. Например, при решении задач учитывается, что правила округления чисел уже изучены в математике, при изучении кинематики, газовых законов, колебаний используются знания о функциях и умение строить их графики. Вместе с тем некоторые знания о физических понятиях используются при изучении других предметов. Например, знания о магнитном поле Земли, о плазме и ее свойствах — в астрономии, знания о механическом движении, о законах сохранения — в обществоведении и т. д.

Программой по каждому классу в соответствии с разделами курса определен круг основных вопросов, знания которых следует требовать от учащихся.

Распределение учебного времени в соответствии с учебным планом школы:

I четверть 9 недель 45 ч.

II четверть 7 недель 35 ч

III четверть 10 недель 50 ч

IV четверть 8 недель 40 ч

Всего: 34 недели 170 ч

1. Учебник физики Классический курс 11кл. под редакцией Г.Я. Мякишев, Б.Б. Буховцев, В.М. Чаругин Москва «Просвещение» 2009г.

2. Учебник физики 11 кл. под редакцией А.А. Пинского, О.Ф. Кабардина, М. «Просвещенье» 2005 г

3. Сборники задач по физике: а)А.П. Рымкевич, П.А.Рымкевич.

б)Г.К. Степанова в)Л.А. Кирик

1. Задания для контроля знаний учащихся по физике в средней школе М. :Просвещение, 2006г. Кабардин О.Ф, Кабардин СИ, Орлов В.А.

2. Тесты по физике для 9-11 классов. М."Школа-Пресс"2006гг. Орлов В.А.

Приложение №4

План конспект урока физики в 10 классе

(физико-математический профиль)

на тему: «Научные основы действия тепловых поршневых двигателей» (2 часа)

Цель урока:

Обобщить знания о ДВС, совершенствовать умения объяснять явления происходящие в ДВС. Раскрыть особенные и общие черты принципа действия ДВС. Продолжить формирование умений наблюдать, обобщать, систематизировать изученное, поддержать интерес к физике путём отбора содержания физики и разнообразия видов деятельности, перейти к пониманию роли физики в решении технико-экономических и экологических проблем различных областей народного хозяйства, развивать творчество учащихся.

План урока:

I часть

1. Раскрыть взаимосвязь понятий термодинамики.

2. Решение задач

3. Интервью: контроль знаний учащихся: учитель-ученик .

II часть

1.Закрепление материала.

2. Выводы.

3. Предложения учащихся. Защита творческих работ.

Оборудование:

Презентация, тепловые двигатели, таблицы о работе ДВС по тактам и о рабочих циклов карбюраторного и дизельного двигателей, фотографии различных двигателей и транспортных средств, где они используются, модель ДВС.

Ход урока

1. Организационный момент

2. Сообщить тему урока, цель, план урока.

3. Предложить учащимся повторить изученный материал учебника

4. У доски решить домашнюю задачу:

4.1. Рымкевич А.П.№675

4.2. Экспериментальную задачу: Предложить спички, весы, разновес, секундомер. Определить среднюю мощность пламени горящей спички.

4.3. Двум учащимся предложить подумать над качественными задачами:

4.3.1. Пробирку с водой нагревают в пламени спиртовки. Когда вода закипит, пробирку закрывают пробкой, через которую пропущена стеклянная трубка с резиновой грушей на конце. Если грушу сжать, кипение прекращается, если отпустить - вода закипит снова. Как объясняется это явление?

4.3.2. Почему лёд, находящийся на дне сосуда в воде, не растает, если поджечь эфир находящийся на поверхности воды?

5. С классом провести фронтальный опрос на тему «Термодинамика» и выполнить следующее задание:

Перед вами находится самодельная дей­ствующая модель теплового двигателя. Назовите его основные части. Каков принцип его действия? Для чего нужен холодильник?

Оборудование: U-обратная трубка от прибора «сообщающиеся сосуды»; теплоприемник; чашка со смесью воды и снега, электрическая плитка, плавок из пробки.

Ответ: электрическая плитка - нагреватель, воздух в теплоприемнике и под пробкой - рабочее тело, тающий лед - холодильник. Теплоприемник подносят к нагретой плитке, воздух расширяется, давит на воду, и поплавок поднимается вместе со столбом воды. Когда теплоприемник подносят к тающему льду, воздух охлаждается и сжимается, поплавок опускается.

6. Заслушать ответы учащихся, решивших экспериментальные задачи.

7. Подвести итог первой части урока.

Слова учителя:

А сейчас мы рассмотрим работу поршневых тепловых двигателей с научной точки зрения. Урок продолжим в форме интервью. Предположим, год назад наша строительное объединение 10 Б класса г. Нижневартовска сдало в эксплуатацию в нашем городе завод по производству ДВС и дизелей, я приехала взять интервью у администрации данного завода. Знакомимся, (учитель называет фамилии учащихся): Историк: Валевич Н.Ф. Главный инженер: Свирин А.Д. Заместитель главного инженера: Калитенко Р.А. Конструтор: Силаева Н.Ф. Химик-технолог: Хабибуллина Ю.А. Эколог: ЖуроваО.В. Мер города: Федосеев В.Р. Главный механик автохозяйства: Солнышкин Д.А. Директор завода: Кидрячева С.В. Остальные учащиеся – журналисты, получившие задания после окончания конференции написать статью:

I ряд: Журнал «Наука и жизнь»

- какие преимущества получает человек, используя тепловые двигатели?

II ряд: «За рулём»

- каким вы представляете автомобиль будущего?

III ряд: «Аргументы и факты»

- наш автомобильный завод: перспективы развития.

Итак, начинаем работу:

Газету, которую я представляю интересует принцип работы поршневых тепловых двигателей и перспективы вашего завода. Но в начале я хотела бы взять интервью у историка. Госпожа Валевич Н.Ф., не могли бы Вы дать маленькую историческую справку, где и когда появились первые автомобили с двигателями внутреннего сгорания.

Историк:

ДВС изобретён сравнительно недавно. В 1860 году был построен французом Этьенном Ленуаром. Вскоре ещё 1416 изобретений претендовали на патент, однако его выдали почти одновременно в 1885 немецким механикам Гатлибу Даймлеру и Карлу Бенцу, которые изобрели бензиновые ДВС, они то и стали, применятся в первых автомобилях. Интересно, что при жизни изобретатели так и не познакомились, хотя жили друг от друга не далеко, работали над одной проблемой. В нашем музее есть фотографии этих изобретений. А вот и их первые автомобили (демонстрирует фото, см. презентацию.)

Госпожа Валевич Н.Ф., а кто в России сконструировал первый тепловой двигатель? Известно ли это?

Да. В России проект бензинового двигателя появился в 1879 г. Создал его капитан морского флота О.С. Костевич, его КПД 20%.

Благодарю вас. Мне хотелось бы теперь, взять интервью у главного инженера завода, господина Свирина Александра Дмитриевича. Не могли бы вы, объяснить принцип работы ДВС, выпускаемого на вашем заводе.

Главный инженер:

Мы производим четырёхтактный двигатель внутреннего сгорания. Один рабочий цикл двигателя включает в себя четыре хода поршня, или, как говорят, четыре такта. (По самодельной таблице – рис. 1 – поясняет суть каждого такта.)

Рис. 1

У нас есть фильм, который поможет вам лучше представить работу нашего двигателя (просмотр фильма, инженер комментирует кадры). Рабочий цикл можно представить в виде диаграммы (поясняет её рис. 2).

Рис. 2 Рис.3

Благодарю вас, господин главный инженер. Всё стало понятно, особенно мне помогла диаграмма. Сейчас в мире проблемы с топливом его надо экономить. Как решается эта проблема для вашего завода?

Экономичность ДВС зависит от степени рабочей смеси в цилиндре перед её воспламенением, чем выше сжатие, тем больше КПД. Однако в карбюраторном ДВС горючую смесь можно сжимать только до определённого предела. Так как сжатие сопровождается сильным нагреванием до 380-400С, при такой температуре нефть, керосин и бензин легко воспламеняется: происходит взрыв который нарушает работу двигателя и даже может вывести его из строя.

Благодарю вас. Позвольте мне задать несколько вопросов заместителю главного инженера господину Калитенко Роману Андреевичу. Не ведёте ли вы работу по созданию бездетанационарного двигателя?

Заместитель главного инженера:

Нет, не ведём. Такие двигатели уже созданы, их осуществил немецкий инженер Рудольф Дизель в 1897 году. В дизели сжатию до 1,5 * 10⁶ - 3,5*10⁶ Па подвергается не горючая смесь, а воздух, причём его температура поднимается до 500-700 С, т.е. до значений достаточного для самовоспламенения любого жидкого горючего: нефть, мазут и т.д. Поэтому в дизели нет спец. приспособлений для зажигания горючей смеси — запальной свечи источника тока и др.

А что можно сказать о КПД дизеля?

Так как рабочее тело (воздух) в цилиндре дизеля сжимается до более высокого давления, чем в ДВС, то и КПД дизеля оказывается выше.

А рабочий цикл четырёхтактного дизеля такой лее, как и у ДВС?

Не совсем. У него есть своя особенность. Сейчас их объясню. Позвольте это сделать мне с помощью диаграммы (поясняет диаграмму рис. 3). Вам ясно?

И да, и нет. Я поняла, что у ДВС и у дизеля четыре такта: впуск, сжатие, рабочий ход, выхлоп. А диаграммы у них разные. Отчего? Что даёт это отличие?

Позвольте мне сказать пару слов. У всех типов четырёхтактных двигателей название тактов одинаковые, но происходящие физические процессы разные. Обратите внимание на процесс увеличения давления: у ДВС он идет в два этапа: адиабата ВС и изохора СД, а у дизеля - в один этап, давление более резко возрастает по изотерме ВС. И процессы расширения тоже разные: у ДВС он осуществляется только по адиабате ДЕ, а у дизеля в два приёма - по изобаре СД и изотерме ДЕ. В результате давление в цилиндре дизеля почти на порядок выше, чем у ДВС ( у дизеля 3,5* 10⁶- 4* 10⁶ Па, у ДВС -3,5 * 10⁵-9*10⁵ Па).

Благодарю вас. Разрешите мне задать конструктору КБ господину Силаевой Н.Ф.: от чего зависит мощность двигателя внутреннего сгорания?

Конструктор КБ

Я работаю недавно на заводе, но постараюсь ответить. Мощность двигателя определяется по

формуле: рVn

N=---------------

60 t

р - давление газа; V - объём цилиндра; n - частота вращения коленчатого вала;

t - число тактов в работе двигателя за один цикл.

Увеличивая давление в цилиндре, число оборотов n вала двигателя - эти величины стоят в числители можно увеличить мощность двигателя. Учитывая t можно сказать, чем больше рабочих тактов в цикле совершает двигатель, тем меньше его мощность. Значит увеличить мощность можно перейдя от четырехтактного двигателя к двухтактному.

(Обращаясь к директору завода ) Снежана Викторовна, выпускает Ваш завод двухтактные двигатели?

Директор

Пока нет. Мы только приступаем к их освоению.

Удобен ли двухтактный двигатель?

Конструктор КБ

Они компактны, имеют малый вес, используются там, где требуется не большая мощность и лёгкость силовой установки (мотоциклы). А преимущество двигателя таковы: простое устройство и обслуживание, больший КПД, работают на дешёвом топливе, применяются в основном там где требуются достаточная большая мощность (грузовики тракторы).

Благодарю Вас, госпожа Наталья Федоровна. А теперь хочу задать вопрос химику-технологу. Госпожа Хабибуллина Юлия Асхатовна, не могли бы Вы сказать какие виды топлива используются для ваших двигателей?

Химик-технолог

Это не секрет. Основные источники энергии - бензин разных марок и дизельное топливо.

Бензины представляют собой сложные смеси лёгких углеводородов и применяются главным образом в двигателях с искровым зажиганием. Они смесь продуктов прямой перегонки нефти, выкипающих при температуре не выше 205 С, к числу их главных характеристик относятся, в частности испаряемость, зависящих от фракционного состава и давления насыщенных паров. Дизельное топливо - это средние и тяжёлые фракции перегонки нефти; образуются из неё путём выкипания при температурах 270-400 С. Используется в двигателях с воспламенением от сжатия. Одна из важнейших его характеристик это температура самовоспламенения.

Топливо для дизелей, работающих, под большой нагрузкой, но в стационарных условиях, является смесь из мазутов, разбавленных керосиногазойлевыми фракциями

Благодарю Вас. Каким бы не было топливо, выброс отработанных газов идет в окружающую среду. Я прошу эколога рассказать о проблемах экологии, возникающих в связи с использованием ДВС.

Эколог Журова Ольга Васильевна (рассказывает о проблемах)

Как сказал нам историк, ДВС уже более ста лет. Он был изобретен, чтобы облегчить жизнь людей, но постепенно это гениальное творенье конца прошлого века превратилось в зло, источник опасности. ДВС стоят на автомобилях, а автомобили «отнимают» у человека землю; в настоящее время около 0,02% суши занято под автостоянки и дороги. Шоферы мало двигаются, что приводит к сердечно-сосудистым профессиональным заболеваниям. Но главное автомобиль загрязняет окружающую среду вследствие выброса газов в атмосферу. Гибнут цветы, деревья, над городом часто образуется смог - ядовитый нерассейвающийся туман. Очень вреден шум, создаваемый автотранспортом, он влияет на нервную систему человека, вызывая психические заболевания.

Если ДВС так вреден, то зачем ваш завод их выпускает? Как избежать вредных следствий их работы? Какие меры по охране природы приняты в городе, на Вашем заводе?

(Заслушиваем ответ эколога) Над этой проблемой сейчас работают специалисты. Так, в арсенале средств борьбы с шумом есть такие: точная регулировка карбюраторов, совершенствование глушителей, переход на газовое топливо.

Какие меры принимает администрация вашего города по охране окружающей среды?

Мер города Федосеев В.Р.

По сводкам городского управления автотранспорта в городе Нижневартовске в настоящее время около 10,5 тыс. автомобилей и автобусов оснащены двигателями, которые работают на газовом топливе - сжатом газе, более экологически безвредным. Это автобусы марок ЛИАЗ, ЛАЗ, Икарус. Вы их легко узнаете, увидев газовые баллоны на их крыше. Есть с такими двигателями и грузовые автомобили марки КамАЗ. Курсируют 300-400 легковых автомобилей такси марки ГАЗ 24-17 двигатели, которых потребляют газовое топливо. Ожидается поступление с завода ещё ряд машин, потребляющих газовое топливо.

Весьма, признательна Вам. И последний вопрос хочу задать директору завода Кидрячевой Снежане Викторовне. Госпожа Снежана Викторовна, не могли бы Вы сказать, кому нужна ваша продукция?

Директор

Наши ДВС получили широкое применение: они используются в энергетике на мало мощных электростанциях, на сухопутном автомобильном транспорте, их ставят на мотоциклы, корабли.

Раз предприятия нуждаются в вашей продукции, то какие требования они предъявляют к ним - двигателям вашего завода? Учитываете ли вы пожелания покупателей?

- Требования самые разнообразные: большой срок службы без ремонта, экономичных расход горючего и массе, не большая токсичность отработанных газов, уменьшенные габариты, пониженный уровень создаваемого шума, небольшая стоимость и др. Пожелания заказчиков учитывать стараемся, хотя сейчас это делать сложно. Но мы работаем на перспективу. Без этого нельзя.

Благодарю Вас. Я очень признательна администрации завода, всем специалистам и лично господину директору завод за то, что при вашей загруженности, что все вы уделили время моей газете. Ваши ответы позволили мне составить полную картину, ибо охватили, как теоретический, так и практический проблемы, как прошлого, так и настоящего и будущего. Ещё раз благодарю вас. Спасибо!

Вторая часть урока - итог, повторение, закрепление материала.

Мы с журналистами вернулись из поездки с завода по производству ДВС, где взяли интервью у директора, администрации, ряда специалистов и вот, что мы узнали о выпускающихся ДВС (кратко повторяем устройства и принцип работы ДВС).

Учащимся журналистам дается время на написание статьи в свой журнал, а учащимся, играющих роль администрации завода, предлагается разработать новую модель ДВС, модель автомобиля, которые подчинялись бы всем экологическим требованиям.

В конце урока заслушиваем статьи, подготовленные журналистами по специальному заданию, соответствующие своему журналу, газете и защиту предлагаемых проектов.

Приложение №5

Информационно-связующая таблица

по профориентации