авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ  БИБЛИОТЕКА

АВТОРЕФЕРАТЫ КАНДИДАТСКИХ, ДОКТОРСКИХ ДИССЕРТАЦИЙ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Областной институт усовершенствования учителей

ОО «Педагогическая ассоциация ЕАО РФ»

Мотивация выбора

учащимися изучения

углубленного курса физики

Из опыта работы Бередух С.В.,

учителя физики

МОУ «СОШ №23 с углубленным

изучением отдельных предметов

и изучением языков и культуры еврейского

народа» г. Биробиджана

Биробиджан, 2009

Мотивация выбора учащимися изучения углубленного курса физики: Из опыта работы Бередух С.В., учителя физики МОУ «СОШ №23 с углубленным изучением отдельных предметов и изучением языков и культуры еврейского народа» г.

Биробиджана. – Биробиджан: ОблИУУ, 2009. - 28 с.

Сборник «Мотивация выбора учащимися изучения углубленного курса физики»

рекомендован к печати и практическому применению в ОУ Еврейской автономной области решением редакционно-издательского совета областного ИУУ от 23.11. года.

Составитель Г.В. Малоглазова, методист ОблИУУ, Ответственный редактор Т.А.Файн, к.п.н., доцент, директор ОблИУУ, член-корреспондент МАНПО, почетный работник общего образования Правка и корректура В.П.Фоменко, методист ОблИУУ Компьютерная верстка Т.Н. Серга, методист ОблИУУ В сборнике описан личный опыт преподавания физики Бередух Светланы Васильевны учителя средней школы №23 г. Биробиджана. Учитель описывает, каким образом можно преподавать повышенный курс физики в условиях базовой школы. Представлены примеры путей и методов работы по формированию положительной мотивации изучения физики и разработки уроков. Опыт учителя физики С.В. Бередух будет интересен учителям и преподавателям физики.

© -2 Содержание Слово об учителе.................................................................................................................................. Мотивация выбора учащимися изучения углубленного курса физики.......................................... Приложение. Уроки физики для 10 класса...................................................................................... -3 СЛОВО ОБ УЧИТЕЛЕ Светлана Васильевна Бередух в 1963 году окончила Московский государственный педагогический институт. Ее общий педагогический стаж – 45 лет. Особенность учебно воспитательной работы Бередух С.В. состоит в том, что она умеет органично сочетать традиционные и новые приемы, средства и формы обучения, создавая тем самым благоприятные условия для развития творческих способностей школьников, формируя у них умения и навыки учебного труда, воспитывая у них потребности в пополнении и обновлении своих знаний. Используя новые образовательные и информационные технологии, учитель сочетает учебную работу с экспериментальной, часто проводит уроки в нетрадиционной форме, в чем ей помогает компьютер.

Всей своей деятельностью учитель мотивирует ребят на глубокое изучение физики.

Светлана Васильевна использует электронные учебники по физике при объяснении нового материала, при проведении контрольных работ, при постановке экспериментов и проведении опытов. В образовательном процессе педагогом применяются следующие формы учебной деятельности учащихся: работа в группе, составление рефератов, проектные технологии.

Эта система преподавания физики позволяет учителю проводить уроки, разные по формам и дидактическим целям, рационально организовывать труд учащихся, повышать их интерес к предмету, а главное – получать достаточно стабильный результат. Высокий профессионализм педагога дает эффективные результаты. На протяжении многих лет выпускники Светланы Васильевны поступают в вузы, выбирая профессии, связанные с физикой.

В своей практике С.В. Бередух использует следующие приемы: демонстрация интерактивных моделей, построение графиков, выполнение лабораторных работ, подготовку презентаций, решение задач, подготовку рефератов.

Данные виды работ позволяют повысить интерес учащихся к изучению физики, учесть индивидуальные особенности учащихся, использовать дифференцированный подход.

Под руководством Светланы Васильевны старшеклассники представляют свои работы на научно-практических конференциях. Ее ученики ежегодно становятся лауреатами и дипломантами школьных и городских конференций, участвуют в олимпиадах разных уровней.

Светлана Васильевна обобщает и передает опыт коллегам-учителям, выступая на заседаниях педагогических советов школы, методических объединений учителей города и области, на научно-практических конференциях, проводит открытые уроки, выступает на встречах педагогов за «круглым столом». На областных курсах учителей физики она читает лекции о практике применения в преподавании предмета задач повышенного уровня сложности.

Светлана Александровна Бередух – опытный, творчески работающий учитель, владеющий современными методами обучения и воспитания. Высокий профессионализм, педагогическая компетентность, знание возрастной психологии делают учебный процесс этого учителя обучающим и развивающим.

В 2005 г. С.В. Бередух получила благодарность от губернатора области за заслуги в воспитании и обучении учащихся Еврейской автономной области и многолетний добросовестный труд;

в 2007 г. – благодарность Законодательного собрания Еврейской автономной области и благодарственное письмо комитета образования ЕАО.

Три года подряд (2006, 2007, 2008) Светлана Васильевна становилась победителем Всероссийского конкурса учителей физики и математики в номинации «Наставник -4 будущих ученых», проводимого фондом Дмитрия Зимина «Династия», а в 2008 году, получив специальный грант, участвовала в работе ежегодной конференция лауреатов Всероссийского конкурса учителей физики и математики в г. Обнинске.

Г.В. Малоглазова, методист ОблИУУ МОТИВАЦИЯ ВЫБОРА УЧАЩИМИСЯ ИЗУЧЕНИЯ УГЛУБЛЕННОГО КУРСА ФИЗИКИ Я много лет работаю в школе и в течение последнего времени наблюдаю резкое снижение интереса у школьников к изучению физики вообще и к ее углублённому изучению в частности.

Данное явление обусловлено тем, что на смену этапу бурного развития физики, начала и середины нашего века, приведшего к созданию радиоэлектроники, атомной энергетики, освоению космоса и другим достижениям научно-технической революции, пришло время, когда успехи физики стали менее понятны широкой общественности.

Еще одним показателем снижения интереса и отсутствия заинтересованности в физическом вузовском образовании является то, что молодежью не востребованы инженерно-физические профессии. Вследствие всего этого возникла проблема восполнения научного потенциала физико-технических областей науки.

На мой взгляд, решением названной проблемы может стать формирование положительной мотивации изучения физики в школе, и хотя большинство школьников считают физику одним из наиболее сложных предметов, существует немало методов, посредством которых можно привлечь учащихся к изучению данной науки.

В соответствии с программой школьного курса физики, кроме теоретических знаний, учащиеся должны овладеть основными навыками работы с различными физическими приборами и научиться решать задачи. Однако при углубленном изучении физики задачи являются не только средством закрепления изученного материала, но и мощным средством для поиска новых знаний. Таким образом, становится понятным, что мотивирование – сложный процесс, исход которого зависит от большого числа факторов.

Изучая литературу по данной теме и работая над этой проблемой, я определилась с условиями, которые необходимы для формирования мотивации углубленного изучения физики. Назову здесь следующие из этих условий:

- учебная деятельность организована как совместная деятельность преподавателя и учащегося с учетом интересов и потребностей каждой личности;

- в основе учебной деятельности лежит целеполагающая активность учащихся, основанная на осознании ими целей своей деятельности;

- обеспечивается свободный выбор учащимися содержания и форм учебной деятельности на основе потребностей обучающихся.

Комплекс педагогических условий, при которых обеспечивается эффективное формирование мотивации углубленного изучения физики, включает в себя условия, направленные на обеспечение комфортности учащегося в процессе обучения и общения, удовлетворение потребностей различного уровня, формирование необходимых для учения навыков и умений. К таким условиям относятся: оптимальный режим занятий при углубленном изучении физики, формирование учебной группы с оптимальным количеством учащихся, продуманные схемы организации занятий в условиях недостаточной обеспеченности лабораторным оборудованием, наличие специальной учебной литературы, рациональные способы организации домашней работы учащихся, учебные планы учреждения дополнительного образования (заочная форма), контроль -5 знаний учащихся (пусть и в заочной форме). Соблюдение всех перечисленных условий способно дать устойчивый мотивационный эффект.

Конечно, в школах нашей области создать некоторые из этих условий, достаточно проблематично, но здесь важно рассмотреть и правильно применить педагогические средства, обеспечивающие реализацию рассматриваемого комплекса педагогических условий. В нашей области углубленному изучению физики способствует организация так называемых летних школ, расписание которых предусматривает и углубленное изучение физики, и отдых учащихся. В нашей школе своего рода летняя учеба детей ведется уже несколько лет. Нашу летнюю школу посещают ребята, уже определившиеся со своими способностями и предпочтениями, курс углубленного изучения физики им интересен.

Естественно, что занятия в летней школе четко ориентируют тех, кто их посещает, на выбор физического профиля в старших классах.

Формирование мотивов учения Мотивы, побуждающие школьников приобретать знания, могут быть различными.

К числу таких мотивов относятся, прежде всего, социальные: надо хорошо учиться, чтобы в будущем овладеть желаемой специальностью, чувство долга, ответственность перед коллективом и т.д. Однако, как показывают исследования, среди всех мотивов обучения самым действенным является интерес к предмету. Интерес к предмету осознается учащимися раньше, чем другие мотивы, им они чаще и руководствуются, он для них более значим и потому является наиболее действенным мотивом учения. Из этого, конечно, не следует, что обучать школьников нужно лишь тому, что им интересно.

Познание – труд, требующий большого напряжения. Поэтому необходимо воспитывать у учащихся силу воли, умение преодолевать трудности, прививать им ответственное отношение к своим обязанностям. Но одновременно нужно стремиться облегчить им процесс познания, делая его привлекательным.

Обычно при введении новых понятий я использую первую стадию интереса – любопытство. Любопытство – естественная реакция человека на все неожиданное, интригующее. Но не надо забывать, что любопытство, вызванное неожиданным результатом опыта, интересным фактом, приковывает внимание учащегося к материалу данного урока, но на другие уроки не переносится. Это неустойчивый, первоначальный интерес. В отличие от любопытства более продуктивна любознательность, когда учащийся проявляет желание глубже разобраться в объекте внимания, понять изучаемое явление. Я это у своих учеников как раз и наблюдаю: когда у ребенка пробуждается любознательность, на уроках он активен, задает вопросы, участвует в обсуждении результатов демонстраций, приводит свои примеры, читает дополнительную литературу, конструирует приборы, самостоятельно проводит опыты и т.д. Однако очень часто любознательность ученика обычно не распространяется на изучение всего предмета. К материалу другой темы или раздела он может быть равнодушным. Так что моя задача – поддерживать любознательность учащихся, стремиться сформировать у них устойчивый интерес к предмету. При наличии такого интереса ученик понимает структуру и логику курса, используемые в нем методы поиска и доказательства новых знаний, в учебе его захватывает сам процесс постижения новых знаний, самостоятельное решение проблем и нестандартных задач становится для него делом увлекательным.

Я стараюсь тщательно продумывать формы организации учебной деятельности.

Четкая постановка познавательных задач урока, использование разнообразных форм и видов самостоятельных работ, творческих заданий и т.д. – мощные средства развития познавательного интереса. Учащиеся при такой организации учебного процесса испытывают целый ряд положительных эмоций, способствующих поддержанию и развитию их интереса к предмету.

-6 Одним из средств пробуждения и поддержания познавательного интереса учащихся является создание в ходе обучения проблемных ситуаций и развертывание на их основе активной поисковой деятельности учащихся. При создании проблемных ситуаций учитель противопоставляет новые факты и наблюдения сложившейся системе знаний и делает это в противоречивой форме. Вскрывающиеся противоречия служат сильным побудительным мотивом учебной деятельности, порождают стремление ученика познать суть явления, раскрыть причину противоречие. В этом случае активная поисковая деятельность учащихся поддерживается глубоким внутренним интересом.

Приемы и средства активизации познавательной деятельности Активизация познавательной деятельности учащихся должна начинаться с использования различных средств, обеспечивающих глубокое и полное усвоение учащимися материала, излагаемого учителем.

Чтобы обеспечить глубокое понимание материала учащимися надо выполнить следующие условия:

организация восприятия нового материала учащимися;

использование доказательных приемов объяснения;

учет методологических требований и психологических закономерностей;

обучение работе с учебником.

При правильно построенном объяснении материала учитель не только дает учащимся знания, но и организует их познавательную деятельность.

Большое значение, например, имеет то, как мы вводим тему урока. Тема урока не должна сообщаться учащимся просто, надо убеждаться в их логической необходимости изучения каждого следующего вопроса программы. А для этого нужно раскрыть логику развертывания темы, взаимосвязь ее отдельных вопросов и подводить учащихся к необходимости изучения материала урока естественно.

Кроме того, я пытаюсь вызвать у учащихся интерес к теме, сообщая интересные факты, связанные с историей установления закона;

демонстрируя опыты, которые наводят учащихся на верный ответ в ходе объяснения и т.д. Важно при этом не затратить много времени и не отвлечь внимания учащихся от предстоящего объяснения. Перед объяснением учитель должен не только назвать и записать тему урока, привлечь к ней внимание учащихся, но и указать им те (познавательные) задачи, которые на данном уроке будут решаться.

В конце объяснения материала целесообразно делать выводы и подчеркивать связь вопроса, поставленного в начале объяснения, с полученным на него ответом в дальнейшем, пояснив, каким образом ответ был получен.

Некоторые приемы объяснения материала на уроках физики К методам монологического изложения материала учителем относятся рассказ и объяснение. Характер физики как науки, отраженный в познавательных задачах школьного курса, требует, чтобы основным методом монологического изложения материала было объяснение, т.е. строго логически обоснованное раскрытие изучаемых вопросов.

Доказательное изложение познавательных задач на уроках физики обеспечивает более глубокое усвоение материала.

Учителю физики необходимо знать, что излагать материал урока доказательными приемами означает делать выводы либо на основании опыта, либо (теоретически) с помощью умозаключений.

Одним из приемов объяснения материала на уроках физики является прием аналогии. При построении умозаключения по аналогии анализируют изучаемый объект, -7 обнаруживают его сходство с ранее изученным или хорошо известным объектом, переносят известные свойства ранее изученного объекта на изучаемый.

Кроме основных логических приемов объяснения и доказательства, на уроках могут использоваться частные приемы, характерные для физики (например, принцип симметрии и теории размерностей).

В физике принцип симметрии обычно формулируется так: если в причине явления наблюдается некоторая симметрия, то та же симметрия будет присуща и следствиям.

Основываясь на этом принципе, легко, например, доказать факт обратимости лучей: при отражении света падающий луч и луч отраженный находятся в совершенно одинаковых условиях, поэтому нет основания ожидать, что путь светового пучка изменится, если падающий луч пустить по направлению отраженного луча.

Элементы теории размерности нужно использовать в упрощенном варианте, так как с понятием размерности учащиеся незнакомы. Следует подчеркнуть, что в любом уравнении наименования единиц величин, стоящих справа и слева, должны совпадать. Это дает возможность делать некоторые предсказания относительно вида уравнений.

Каждый практикующий учитель умеет выбрать наиболее удачный прием объяснения (набор приемов, последовательность их применения), отвечающий задаче развития познавательных способностей учащихся того конкретного класса, в котором работает. Приемы объяснения должны быть выбраны так, чтобы они требовали от учащихся познавательных действий, лежащих в зоне их ближайшего развития. При этом необходимо четко представлять влияние индуктивных и дедуктивных приемов объяснения на развитие мышления учащихся.

Особенное внимание преподавателю следует уделять экспериментальной основе физических теорий. При изложении курса физики важно показать не только экспериментальную основу теории, но и ее эвристическую роль, ее способность объяснять известные физические явления и предсказывать новые.

Введение понятий термодинамики в базовой школе с использованием элементов углубленного курса физики Одной из сложных тем физики для понимания учащихся является курс термодинамики. В самом начале я говорю о том, что тепловые явления – это исключительно важные явления для всех живых организмов на Земле. Наша звезда – Солнце – находится в своеобразном «поясе жизни» – единственной для Галактики коротационной окружности. Находящиеся на ней объекты находятся в особых условиях.

Они защищены от опасных спиральных рукавов, где постоянно взрываются сверхновые звезды. Благодаря умеренной удаленности от Солнца, на Земле есть условия, благодаря которым возникла и существует жизнь, т.е. имеется в свободном виде вода, кислород, необходимый интервал температур.

Жизнь современного человека немыслима без тепловых машин. Земная кора, вода океанов обладают огромными запасами внутренней энергии. Но она может лишь переходить от одних тел к другим способом теплопередачи. Необходимо устройство, которое, получая энергию, в процессе теплопередачи совершало работу. Это устройство должно действовать периодически, т. е. совершая работу, возвращаться к первоначальному состоянию. Таким устройством и является тепловой двигатель. Простейшим тепловым двигателем может быть цилиндр со сжатым газом. Если сосуд теплоизолирован, то газ, адиабатически расширяясь, совершает работу. Чтобы возвратить газ в первоначальное состояние, его необходимо сжать. Но если он будет иметь ту же температуру, то работа по его сжатию равна работе расширения и никакого выигрыша такая машина не даст.

Но если газ после совершения работы газ охладить, работа по сжатию газа будет меньше, чем работа, совершенная газом. Опустив технические подробности, можно -8 рассмотреть принцип работы теплового двигателя. Обычно при этом сложностей не возникает.

Теоретически основы работы тепловых машин объясняются законами термодинамики. Термодинамический подход заключается в том, что устанавливаются связи между экспериментально устанавливаемыми параметрами с опорой на несколько постулатов, называемых основными положениями М.К.Т.

Первый закон термодинамики – частный случай закона сохранения энергии, включающий в себя механические и тепловые процессы. Он не накладывает ограничений на направление процессов. Например, камень, помещенный в холодную воду, раскалился за счет замерзания воды. Но весь опыт человечества показывает, что так не бывает.

Теплота переходит в результате теплообмена от более нагретых тел к менее нагретым, в результате наступает тепловое равновесие. Направление теплообмена, не ограниченное первым законом термодинамики, уточняется вторым законом. Этот закон был открыт в 1850 г. Р. Клаузиусом и, независимо от него, в 1851 г. – У. Томсоном. Их формулировки несколько отличаются, но общий вывод заключался в том, что невозможен некомпенсированный переход тепла от менее нагретого тела к более нагретому, т. е этот процесс должен вызвать в окружающей среде какие-то изменения. Никаким экспериментом доказать этот закон невозможно, так же, как нельзя доказать невозможность вечного двигателя. Второй закон термодинамики – это аксиома, из которой можно сделать далеко идущие выводы. Наиболее важный из них – невозможность создания вечного двигателя.

На протяжении многих лет не только ученику, но и учителю общеобразовательной средней школы не было необходимости вникать в глубокий смысл понятий и процессов термодинамики. Достаточно было просто заучить формулы зависимости параметров в изопроцессах и запомнить простейшие графики. Более основательные знания требовались в основном студентам специальных вузов. К тому же вечная проблема – дефицит времени – не давала возможности глубокого изучения рассматриваемой темы.

По всем этим причинам у выпускника оставалось представление о простоте и самостоятельности тепловых процессов. С введением экзамена в форме ЕГЭ изменилось само понятие подготовки к экзамену. Помимо знания множества формул, законов, графиков учащемуся необходимо умение выбирать, анализировать, сравнивать, вычислять. В каждом тесте содержатся практически все темы курса физики средней школы. Первый же экзамен в новой форме показал, что больше всего ошибок и неверных ответов в вопросах и задачах по термодинамике и электродинамике. Поскольку количество часов на эти темы увеличить нельзя, все пробелы можно устранить на индивидуальных или групповых занятиях, выделив с этой целью, прежде всего, круг наиболее важных проблем. Логично начать с фундаментального – первого – закона термодинамики, помочь учащимся глубоко понять его смысл и проявление в разных изопроцессах. Введя понятие «степени свободы», уточним форму записи закона для разных газов, т.к. многие запомнили единственную стандартную форму из учебника.

Отрабатывая теоретические знания на достаточном количестве заданий разных типов, можно убедиться, что тема усвоена. Необходимой печатной продукции достаточно, но она требует проверки. Встречаются некорректно составленные вопросы, ошибки в ответах. Очень много повторяющихся вопросов. Эти и другие проблемы решаются благодаря сотрудничеству учителей физики города и области. На семинарах, заседаниях МО и в личных контактах мы обмениваемся интересными материалами, компьютерными программами, дисками, литературой и т.д.

В прошлом году мне удалось побывать на конференции лауреатов фонда «Династия» в г. Обнинске. Участники конференции тоже делились с коллегами своими материалами. Мне показался очень интересным слайд-фильм «Термодинамика», -9 созданный учениками 10 класса под руководством учителя. Авторы из скромности не указали своих фамилий и любезно разрешили использовать свой продукт. Простота и наглядность фильма дают возможность использовать его при изучении и закреплении учебного материала даже в слабых классах. Таким образом, у учителя и у учащихся есть мотивация и возможности на должном уровне изучить и закрепить тему «Термодинамика»

для успешной сдачи экзамена при окончании школы.

Однако задача, стоящая перед школой вообще и учителем в частности, гораздо серьезнее, чем достижение просто хорошего результата на экзамене. Образование – это способность и потребность думать, рассуждать, проявлять интерес к окружающей природе, постоянно заниматься самообразованием. Все это возможно, если база для этого будет сформирована в школе. Следовательно, при изучении курса физики 11 класса необходимо показать связь тепловых явлений с другими природными явлениями, Ведь именно глубокое исследование теплового излучения привело немецкого физика М. Планка к формированию понятия о квантах энергии, а затем и к созданию А. Эйнштейном основ квантовой теории. Серьезной ошибкой было исключение из набора предметов школьного курса астрономии. Ведь астрономия – это единственный предмет, прочно связанный с природой. Наблюдение звезд, планет, метеорных дождей неизменно вызывали удивление и интерес практически у всех учащихся. В результате они критически относились к материалам очень многих СМИ, которые содержат сведения буквально из средневековья.

Непонятные авторам этих материалов явления очень часто объясняются законами астрономии. За 6-8 часов, оставшихся для изучения вопросов астрономии, нужно отобрать самый необходимый материал для изучения. Исходя из состава класса, уровня подготовки и интересов учащихся, каждый учитель сам может подобрать эти вопросы. Но, пожалуй, обязательным для всех будет вопрос о Вселенной, как о самой большой тепловой машине.

Согласно известной гипотезе Георгия Гамова, Вселенная сжималась до сверхплотного – сингулярного состояния. Законы природы об этом состоянии практически неизвестны современной науке, точнее, есть некоторые догадки. Но еще Клаузиус и Томсон применили открытый ими закон для объяснения тепловых процессов во Вселенной. Если аналогично земным считать Вселенную замкнутой системой, то в ней должно наступить тепловое равновесие. Этот мрачный финал был назван «тепловой смертью Вселенной»

Однако Вселенная существует и развивается. Отсюда – выводы:

1. Вселенная еще не пришла к состоянию равновесия 2. «Кто-то» вмешивается в эволюцию, не давая прийти ей в это состояние.

Подтвердить или опровергнуть существующие предположения, а может быть, выдвинуть новые ученые разных специальностей надеются при помощи адронного коллайдера. Основной вопрос, интересующий специалистов-космологов, – вопрос о том, как и когда началось расширение Вселенной, будет ли оно бесконечным или Вселенная «дышит». Таков вечный путь познания, когда проникновение в тайны природы порождает новые, более грандиозные вопросы.

Я разработала несколько уроков по теме «Термодинамика», показав необходимость использования материала повышенного уровня при мотивации учащихся на изучение углубленного курса физики (см. Приложения).

Как и многие мои коллеги, я столкнулась со сложностями в задачах по термодинамике при подготовке к первому экзамену в форме ЕГЭ. Казалось, что в качестве подготовки достаточно решить как можно больше задач. Но именно в задачах по этому разделу и было больше всего ошибок. В последующие годы проблема эта была принята во внимание, и МО была разработана система подготовки учащихся. В первую очередь обратили внимание на задания части А, требующие четкого понимания сущности изопроцессов и 1-го закона термодинамики. Выполняли задания, в которых условия задавались графически. На уроках такой тип заданий встречается редко. Использовались - 10 т.ж. компьютерные программы «Открытая физика», электронный архив журнала «Квант», печатные пособия для подготовки к ЕГЭ. Когда этот тип заданий выполнялся уверенно, перешли к более сложным, в которых рассматривалось несколько процессов или замкнутые циклы. Вся эта работа, начатая на уроках в 10 классе, продолжалась на занятиях элективного курса и в группе по подготовке к экзаменам учащихся 11 классов школ города. Можно пронаблюдать положительную динамику: с 2006 года по 2008 год экзамен по физике выбирали 3-4 человека – в этом году из 40 выпускников экзамен по физике выбрали 15. 13 из них получили положительные оценки при качестве знаний 53%. 3адания по термодинамике успешно выполнили учащиеся, занимавшиеся по системе, о которой было сказано выше, и кроме этого работая самостоятельно. Проверка заданий части С показала, что в основном с задачами по термодинамике успешно справились ребята из всех школ города. Но это не значит, что проблема уже решена. Необходимость искать новые формы методы и технологии диктуется самой жизнью.

ПРИЛОЖЕНИЕ УРОКИ ФИЗИКИ ДЛЯ 10 КЛАССА УРОК 1. Количество вещества. Постоянная Авогадро. Масса и размер молекул. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории газов Цель – сформулировать основные положения МКТ;

Задачи: дать понятие о размерах молекул;

углубить знания учащихся о величинах, характеризующих молекулы;

ввести понятие идеального газа с точки зрения молекулярно кинетической теории;

в ходе решения задач углубить и обобщить знания учащихся по теме.

Ход урока I. Слово учителя Молекулярно-кинетической теорией называют учение, которое объясняет строение и свойства тел движением и взаимодействием атомов, молекул и ионов, из которых состоят материальные тела. В основе молекулярно-кинетической теории лежат три важнейших положения, полностью подтвержденные экспериментально и теоретически:

- все тела состоят из частиц-молекул, атомов, ионов. В состав атомов входят более мелкие элементарные частицы;

- атомы, молекулы и ионы находятся в непрерывном хаотическом движении;

между частицами любого тела существуют силы взаимодействия – притяжения и отталкивания.

Атомом называют наименьшую частицу данного химического элемента.

Молекулой называют наименьшую устойчивую частицу данного вещества, обладающую его основными свойствами.

Количеством вещества называют физическую величину, определяемую числом специфических структурных элементов – молекул, атомов или ионов, из которых состоит вещество.

Число атомов (молекул или других структурных единиц), содержащихся в одном моле вещества, называется постоянной Авогадро N A.

Идеальным газом называют газ, между молекулами которого отсутствуют силы взаимного притяжения.

Основное уравнение МКТ имеет вид:

p = m0 n v 2.

- 11 II. Решение задач Разберем основные типы задач по теме:

1.1. Какое количество вещества содержится в алюминиевой отливке массой 5,4 кг?

Дано: Решение:

m = 5,4кг Для решения достаточно найти в таблице Д.И.

Менделеева относительную атомную массу алюминия.

µ = 0,027 кг / моль 5, 4кг m v= v= = 200 моль.

;

µ 0,027 кг / моль Найти : v 1.2. Во сколько раз средняя квадратичная скорость молекул воздуха в летний день при температуре 30°С больше, чем в зимний день при температуре 30°С ?

Дано: Решение:

t1 = 30°C ;

t 2 = 30°C В МКТ идеального газа формула для расчета средней квадратичной скорости поступательного движения молекул T1 = 303K ;

T2 = 243K газа:

_ v KBл T 3RT v КВ = = = 1,12.

;

тогда Найти : v KBл / v KBз µ v KBз T 1.3. Какой скоростью обладала молекула паров серебра, если ее угловое смещение в опыте Штерна составляло 5,4° при частоте вращения прибора 150с 1 ? Расстояние между внешним и внутренним цилиндрами равно 2см.

Дано: Решение:

= 5,4° = 0,094 рад R2 R1 R R1 = v;

t= 2 = ;

;

R1 R2 = 2см = 0, 2 м t v t n = 150c 1 t= = ;

2m 2n( R2 R1 ) м v= = 201.

Найти : v ?

с 1.4. Какова средняя квадратичная скорость движения молекул газа, если, имея массу 6 кг, он занимает объем 5м 3 при давлении 200 кПа?

Дано: Решение:

m = 6кг Давление по основному уравнению МКТ определяется по формуле:

V = 5м р = 200кПа р = m0 nv 2, с учетом того, что m0 n = p имеем:

1 1m 2 3 pV р = pv 2 p = v v KB = = 707,1м / с.

Найти : v КВ 3 3V m 5,4кг v КВ = = 200 моль.

0,027 кг / моль - 12 III. Закрепление материала – Находится ли в состоянии теплового равновесия воздух в жилом помещении?

(Нет.) 0°С положили кусок льда при 0°С. Сосуд – В сосуд с водой при теплоизолирован. Будет ли лед плавиться или вода замерзать? (Не будет, так как система «сосуд – лед – вода» находится в тепловом равновесии.) – Какую температуру покажет термометр в открытом космическом пространстве, где плотность вещества равна нулю? (Термометр покажет свою собственную температуру.) Домашнее задание Решить задачи:

1.5. Какое время понадобится, чтобы на поверхность стекла нанести слой серебра толщиной d = 5 мкм, используя для этого атомарный пучок с концентрацией атомов серебра n = 10 18 м 3, движущийся со скоростью v = 0,39км / с ? Молярная масса серебра – µ = 10,5 10 3 кг / моль, плотность серебра – µ = 10,5 10 3 кг / моль, Постоянная Авогадро – N A = 6 10 23 моль 1.

1.6. Кристаллическая решетка железа при комнатной температуре – кубическая объемно-центрированная. Атомы железа расположены в вершинах куба и в центре – на пересечении пространственных диагоналей куба. Сколько n атомов железа приходится на одну элементарную ячейку? Определить постоянную решетки (ребро куба) а и минимальное расстояние d между атомами железа. Относительная атомная масса железа M r = 56, плотность железа = 7,9 10 3 кг / м 3. Постоянная Авогадро N A = 6 10 23 моль 1.

1.7. Кристаллы поваренной соли NaCl кубической системы состоят из чередующихся атомов (ионов) Na и Cl. Определить наименьшее расстояние d между их центрами. Молекулярная масса поваренной соли µ = 59,5 10 3 кг / моль, плотность µ = 2,2 10 3 кг / моль, постоянная Авогадро N A = 6 10 23 моль 1.

УРОК 2. Уравнение состояния идеального газа. Изопроцессы.

Цели – научить учащихся решать задачи на зависимости между параметрами ( P, V, T ), характеризующими состояние газа;

установить зависимость между термодинамическими параметрами.

Ход урока I. Слово учителя Уравнением состояния идеального газа называется уравнение, связывающее следующие макроскопические параметры газа: давление р, объем V и температуру T.

Запишем уравнение Клапейрона и уравнение Менделеева-Клапейрона:

р1V1 p 2V2 pV m pV = = =... = n n ;

RT.

µ T1 T2 Tn Изопроцессами называют процессы, протекающие при неизменном значении одного из параметров системы.

II. Решение задач 1. В пробирке длиной L = 10см, расположенной вертикально, над воздухом находится столбик ртути высотой h = 3см. Пробирку переворачивают вверх дном.

- 13 Определить, какой высоты столбик ртути останется в пробирке. Принять = 1,013 10 Па, плотность ртути = 13,6 10 3 кг / м 3.

Р АТМ Дано: Решение:

L = 0,1м Если перевернуть пробирку, воздух, заключенный в ней под столбиком ртути, расширится. Температура воздуха не h = 0,03 м изменится, то есть процесс расширения происходит P = 1,013 10 5 Па изотермически: P1V1 = P2V2.

АТМ = 13,6 10 3 кг / м 3 Давление воздуха P1 равно сумме гидростатического давления столбика ртути и атмосферного давления:

Найти : P1 = PATM + gh.

Объем, занимаемый воздухом до опрокидывания, V1 = ( L h)S, где S -площадь поперечного сечения пробирки.

Когда пробирку перевернули, атмосферное давление уравновешивается давлением воздуха P2 и давлением оставшегося столбика ртути : PATM = Р2 + g, откуда P2 = PATM + g.

Объем воздуха в этом случае равен V2 = ( L ) S.

При решении данных уравнений получаем квадратное уравнение, решением которого являются два значения. Физически смысл имеет только один из корней уравнения:

А А 2 4 gB =, 2 g где A = gL + PATM, B = PATM L ( PATM + gh)( L h), = 0,026 м.

Ответ: = 0,26 м.

2. По газопроводу течет углекислый газ под давлением р = 50 Н / см 2 и при температуре t = 17°C. Какова скорость v движения газа по трубке, если за время = 5 мин через площадь поперечного сечения S = 6см 2 протекает т = 2,5кг углекислого газа?

Дано: Решение:

Объем, занимаемый газом при данных условиях, можно р = 50 Н / см определить из уравнения Клапейрона-Менделеева:

= 5 мин;

t = 17°C pV = (m / M ) RT, молярная масса CO2 = 0,044кг / моль.

S = 6cм mRT mRT V= ;

V = vS v = = 1,52 м / с.

т = 2,5кг MpS Mp v = 1,52 м / с.

Найти : v 3. Сосуд разделен пополам полунепроницаемой перегородкой, пропускающей водород и не пропускающей кислород. В правую половину сосуда впускают 36 г кислорода и 4г водорода. Объем сосуда – 20 л, температура – t = 27°C. Определить давление в левой и правой половинах сосуда, когда установится равновесие.

Дано: Решение:

В левой половине сосуда будут находиться кислород и водород (по условию полунепроницаемости перегородки).

Давление в левой половине сосуда, согласно закону р1 = р Н + р О, где р Н - парциальное Дальтона, равно - 14 m1 = 36г ;

т2 = 4 г давление водорода, равное:

р Н = (m 2 / M 2 )( RT / V ), p 0 - парциальное давление V = 20 л кислорода, равное p 0 = (m1 / M 1 )( RT / V / 2), откуда:

М 1 = 0,032кг / моль М 2 = 0,002кг / моль RT 2m1 m р1 = + );

p1 = 4,96 10 5 Па ;

( t = 27°С V M1 M RT m р2 = ;

p 2 = 2,48 10 5 Па.

_ V M _ Найти : р1 = ?;

р 2 = ?

III. Закрепление материала Решить следующие задачи:

1.10. Вакуумный насос понижает давление до р = 1,3 10 10 Па. Сколько N молекул газа содержится в V = 1см 3 при указанном давлении и температуре t = 27°C ? Постоянная Больцмана к = 1,38 10 23 Дж / К.

1.11. В трещину лампы накаливания объемом V = 200см 3 ежесекундно проникает N = 1012 молекул газа. За какое время при температуре t = 27°C в лампе установится давление р0 = 10 5 Па ? Постоянная Больцмана к = 1,38 10 23 Дж / К.

1.12. Найти массу m воздуха, заполняющего аудиторию площадью S = 200м 2 и высотой h = 5 м. Давление воздуха р = 10 5 Па, температура воздуха t = 17°C. Молярная масса воздуха µ = 29 10 3 кг / моль. универсальная газовая постоянная R = 8,31 Дж /( моль / К ).

Домашнее задание Решить задачи:

1.14. Перед отправлением в продолжительную поездку водитель проверяет давление в шинах автомобиля. Давление равно Р1 = 200кПа при температуре t1 = 22°C. После нескольких часов езды он снова измеряет давление и находит его равным Р2 = 250кПа.

Насколько увеличится температура воздуха t в шинах при условии, что утечки воздуха из шин и изменения их объема не происходит?

1.15. Определить температуру газа Т, находящегося в закрытом сосуде, если давление газа увеличивается на Р = 0,4% при нагревании на Т = 1К.

УРОК 3. Внутренняя энергия одноатомного газа. Работа и количество теплоты. Первый закон термодинамики. Адиабатный процесс Цели – дать молекулярно-кинетическую трактовку понятия внутренней энергии, термодинамическую трактовку понятия работы;

установить связь между изменением внутренней энергии системы, работой и количеством теплоты;

научить решать задачи по теме урока.

Ход урока I. Слово учителя Перед решением задач необходимо рассмотреть некоторые теоретические вопросы.

С молекулярно-кинетической точки зрения внутренняя энергия представляет собой суммарную энергию движения и взаимодействия микрочастиц, составляющих макросистему.

В состав внутренней энергии входят:

- кинетическая энергия поступательного, вращательного и колебательного движения молекул и атомов;

- 15 - потенциальная энергия взаимодействия молекул и атомов;

- энергия электронных оболочек атомов;

- внутриядерная энергия.

Такое разделение внутренней энергии на компоненты носит приближенный характер, так как в общем случае различные компоненты могут переходить один в другой.

Изменение внутренней энергии идеальных газов сводится к изменению лишь кинетической энергии молекул, так как молекулы этих газов не взаимодействуют.

Изменение внутренней энергии термодинамической системы равно сумме работы внешних сил и собственного количества теплоты системы.

Если А = 0 и Q = 0, то U = 0 и U = const, внутренняя энергия изолированной термодинамической системы остается величиной постоянной. Эти два положения являются формулировкой I закона термодинамики.

1. Изохорный процесс (V = const ). U = QV и U = vCV T.

2. Изобарный процесс ( P = const ). U = A + Q P C P = CV + R - уравнение и Майера.

3. Изотермический процесс (Т = const ). Q = А.

4. Адиабатный процесс (Q = const ). U = A.

В отличие от изохорного, изобарного и изотермического процессов, адиабатный процесс сопровождается изменениями давления, объема и температуры. Причем одному и тому же изменению объема V соответствует при адиабатном процессе большее изменение давления, чем при изотермическом.

II. Решение задач 1. Идеальный одноатомный газ находится в сосуде объемом V = 3 л при давлении р = 2 10 5 Па. В результате изохорного нагревания внутренняя энергия газа возросла на U = 450 Дж. Определить давление газа р 2 после нагревания. U = A.

Дано: Решение:

V = 3л Внутренняя энергия одноатомного идеального газа в р1 = 2 10 5 U1 = начальном состоянии равна: а в конечном p1V, U = 450 Дж состоянии: U 2 = p 2V.

_ Найти : р 2 = ? U 2 U1 = ( p 2 p1 )V, Из уравнений следует: здесь U 2 U 1 = U.

U = ( p 2 p1 )V, Следовательно, откуда получим:

2 U p 2 = p1 + = 3 10 5 Па.

3V 2. Вертикальный теплоизолированный сосуд, в котором находится одноатомный газ, закрыт поршнем массы М. В сосуде включают нагреватель мощностью N, и поршень начинает медленно сдвигаться вверх. За какое время t он поднимется на высоту H относительно начального положения? Теплоемкостью поршня и трением пренебречь.

Атмосферное давление отсутствует.

- 16 Дано: Решение:

За искомое время t к газу подводится количество теплоты M, N, H Q = Nt. Оно расходуется на работу по расширению газа при постоянном давлении, равную работе по равномерному Найти : t ?

поднятию поршня A = pV = vRT = MgH, и на увеличение внутренней энергии v(моль) одноатомного газа:

3 3 3 5 MgH U = vRT = MgH ;

Nt = MgH + MgH ;

t =.

2 2 2 2N Решить задачи, подобные данным.

3.1. Каково давление Р одноатомного идеального газа, занимающего объем V = 2 л, если его внутренняя энергия U = 300 Дж ?

3.2. Найти число молекул N, содержащихся в m = 1кг идеального газа, если при температуре Т = 300 К средний квадрат скорости молекул v 2 = 0,37 106 м 2 / с 2.

Постоянная Больцмана к = 1,38 10 23 Дж / К.

3.3. Два сосуда, содержащие v1 = 10 моль и v 2 = 15 моль одинакового идеального газа, соединены трубкой с краном. В первом сосуде средний квадрат скорости движения молекул равен v1 = 16 10 4 м 2 / c 2, а во втором v 2 = 25 10 4 м 2 / c 2. Найти установившуюся температуру T газа после того, как кран открыт. Теплообмен с окружающей средой отсутствует. Молярная масса газа µ = 18г / моль. Универсальная газовая постоянная R = 8,31 Дж /( моль / К ).

III. Закрепление материала – Чем отличается внутренняя энергия идеального газа от внутренней энергии реального газа?

– Можно ли определить внутреннюю энергию 1моль кислорода, используя формулу внутренней энергии одноатомного идеального газа? Ответ обосновать.

Домашнее задание Решить задачи:

3.5. Во время расширения, вызванного нагреванием, газу было передано количество теплоты Q = 3 10 5 Дж, газ действовал на поршень с постоянной силой F = 4 10 5 H.

Насколько увеличилась внутренняя энергия газа, если поршень передвинулся на расстояние L = 30см ?

р = 10 5 Па, расширился адиабатически, 3.6. Газ, находящийся при давлении совершив работу А = 25 Дж. Определить приращение объема газа V.

УРОК 4. Изменение внутренней энергии тел в процессе теплопередачи. Изменение внутренней энергии в процессе совершения работы. Тепловые двигатели Цели – углубить и систематизировать знания учащихся об изопроцессах;

закрепить изученный материал в ходе решения графических, качественных и расчетных задач.

- 17 Ход урока I. История тепловых двигателей (слово учителя) В древности люди приводили в действие простейшие механизмы руками или с помощью животных. Затем они научились использовать силу ветра, плавая на парусных кораблях. Они научились использовать ветер также и для вращения ветряных мельниц, перемалывающих зерно в муку. Позже стали применять энергию течения воды в реках для вращения водяных колес, которые перекачивали и поднимали воду или приводили в действие механизмы.

История появления тепловых двигателей уходит в далекое прошлое. Еще в III веке до нашей эры Архимед построил тепловую пушку, которая стреляла с помощью пара. В чем принцип ее действия? Один конец ствола сильно нагревали на огне. Затем в нагретую часть ствола наливали воду, она мгновенно испарялась и превращалась в пар. Пар, расширяясь, с силой и грохотом выбрасывал ядро (ствол пушки представлял собой цилиндр, по которому ядро скользило как поршень).

Тремя веками позже Герон Александрийский сочинил несколько трудов, в которых описал устройство некоторых машин, приборов и механизмов. Наиболее известной машиной является «Геронов шар» – прообраз современных реактивных двигателей. Он представлял собой полый медный шар с двумя изогнутыми вдоль шара трубками, закрепленный на подставке с возможностью вращаться вокруг горизонтальной оси. Из закрытого котла с кипящей водой пар по трубке поступает в шар, из шара он вырывается наружу через изогнутые трубки, шар приходит во вращение. Внутренняя энергия пара превращается в механическую энергию вращения шара. В то время изобретение Герона не нашло применения и осталось только забавой. Только через пятнадцать веков в эпоху расцвета науки и техники об использовании внутренней энергии пара задумался Леонардо да Винчи. Он предложил систему «поршень-цилиндр». Под поршнем в цилиндре находится вода, поршень подогревается, образуется пар. При расширении он увеличивается в объеме и толкает поршень вверх. При этом совершается полезная работа.

В XVII-XVIII веках над изобретением паровой машины трудились англичане Томас Севери (1650-1715) и Томас Ньюкмен (1663-1729);

француз Дени Папен (1647-1714);

русский ученый-самоучка Иван Иванович Ползунов (1728-1766) и многие другие.

Весной 1766 года ученики Ивана Ползунова через неделю после его смерти испытали его паровую машину. Она работала в течение 43 суток и приводила в движение мехи трех плавильных печей. Потом котел дал течь;

кожа, которой были обтянуты поршни (для уменьшения зазора между стенкой цилиндра и поршнем), истерлась, и машина остановилась навсегда. Макет машины в настоящее время хранится в г. Санкт-Петербург в музее «Кунсткамера», созданном по велению государя Петра I.

Создателем универсального парового двигателя, получившего широкое применение и распространение, считают английского механика Джеймса Уатта (1736-1819).

Применение паровой машины Уатта позволило в наиболее развитых странах заменить тяжелый ручной труд производительным машинным Европы, а особенно на ткацких предприятиях в Англии. В двигателе Уатта применен кривошипно-шатунный механизм, преобразующий возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение колеса. Позже был придуман двигатель двойного действия, пар в нем поочередно направлялся то под поршень, то сверху поршня, машина стала мощнее. Далее Уатт пришел к выводу, что не обязательно все время, пока движется поршень, подавать в цилиндр пар. Достаточно впустить в цилиндр какую-то порцию пара и сообщить поршню движение, далее пар начнет расширяться и перемещать поршень в крайнее положение.

Это сделало машину экономичней: меньше требовалось пара, меньше расходовалось топлива.

- 18 II. Решение задач 1. Найти выражение для работы идеального газа в политропном процессе при нагревании от температуры Т 1 до Т 2, если объем газа меняется с температурой по закону Т = V2. Политропным называется процесс, происходящий по закону PVn = const.

Теплоемкость любого политропного процесса остается постоянной.

Дано: Решение:

Т 1, T2 ;

Т = V 2 По условию газ подчиняется закону Т = V2.

Поскольку газ идеальный, подставив в уравнение Клапейрона _ Менделеева, получим:

Найти : A ?

mRT m RV 2 m P= = = RV.

MV MV M Работу можно вычислить и графически. Поскольку давление линейно зависит от объема, то работа численно равна площади трапеции (заштрихованная область, рис. 1).

А = (1 : 2)( P1 + P2 )(V2 V1 ).

1 mR Тогда имеем: A = (V2 V12 ).

2 2M 1m Окончательно имеем: A = (T2 T1 ). Рис. 1.

2M III. Самостоятельная работа Решить задачи:

3.1. Для изобарного нагревания v = 800 моль газа на Т = 500 К газу сообщили количество теплоты Q = 9,4 Дж. Найти работу А газа и приращение U его внутренней энергии. Универсальная газовая постоянная R = 8,31 Дж /( моль / К ).

3.2. Одноатомный идеальный газ, находящийся в цилиндре под поршнем, нагревают, при этом газ совершает работу А = 600 Дж. Какое количество Q тепла подведено к газу при нагревании?

3.3. При адиабатическом охлаждении одноатомного идеального газа его внутренняя энергия уменьшается на U = 1500 Дж. Определить работу A, совершенную газом.

Домашнее задание Решить подобные задачи:

3.4. Одноатомный идеальный газ, находящийся в цилиндре, под поршнем, охлаждают, при этом газ совершает работу А = 900 Дж. Какое количество Q тепла было отведено от газа при охлаждении?

3.5. При изобарическом нагревании одноатомного идеального газа его внутренняя энергия увеличилась на U = 1500 Дж. Определить количество теплоты Q, которое при этом было подведено к газу.

3.6. На сколько U увеличится внутренняя энергия в процессе изобарического расширения, если газу при этом сообщается Q = 30 Дж тепла?

- 19 УРОК 5. Соревнование (тема – «Тепловые явления») Цели – в интересной игровой форме закрепить и обобщить знания по теме;

научить видеть проявления изученных закономерностей в окружающей жизни;

совершенствовать навыки решения качественных и расчетных задач, расширить кругозор учащихся;

развить их коммуникативные способности.

Ход урока I. Основная часть На заключительном этапе изучения темы «Тепловые явления» такая форма урока, как урок-соревнование, является очень полезной. Она позволяет проверить качество усвоения темы.

Класс делится на три команды. Каждая команда выбирает капитана.

Конкурс «Разминка»

В течение пяти минут весь класс в быстром темпе завершает фразу учителя. Первый правильно ответивший получает балл.

1. Какие явления называют тепловыми?

2. Какое движение называют тепловым?

3. Внутренняя энергия – это...

4. Теплопроводность – это...

5. Лучистый обмен – это...

6. Количество теплоты – это...

7. Формула расчета количества теплоты при нагревании –...

8. Что показывает удельная теплоемкость вещества?

9. Плавление кристаллических тел – это...

10. Формула количества теплоты при плавлении –...

11. Удельная теплота парообразования – это...

12. Формула расчета количества теплоты, выделившегося при сгорании топлива –...

Конкурс «Люблю задачи»

Каждая команда получает по две задачи. После индивидуального решения первой задачи один из участников сообщает ответ. Если полученный результат у всех правильный и одинаков, выдается условие второй задачи. Если у кого-то получен результат, отличный от правильного, члены команды помогают найти ошибку (за это баллы с допустивших ошибку снимаются). Победительницей считается команда, справившаяся с заданием быстрее других и потерявшая наименьшее число баллов.

1. При нагревании куска меди от 20°С до 170°С было затрачено 140кДж тепла.

Определить массу меди.

2. Чему равна удельная теплоемкость жидкости, если для нагревания 2 л на 20°С потребовалось 150кДж ? (Плотность жидкости – 1,5г / см 3 ).

3. Определить, какое количество теплоты необходимо для превращения 200 г льда при температуре 10°С в воду с температурой 20°С.

4. Определить, какое количество теплоты отдает в окружающую среду водяной пар массой 200 г и температурой 100°С при превращении в воду с температурой 20°С.

5. Для превращения воды в пар израсходовали 2 10 5 Дж тепла. Определить исходную массу воды, если начальная температура равна 40°С.

Конкурс «Литературный»

Каждая команда получает график изменения температуры. За пять минут необходимо составить рассказ по предложенному графику. Командам предлагаются - 20 графики, состоящие из нескольких участков, а участники придумывают для графиков литературный сюжет.

Конкурс «Викторина»

Учащиеся отвечают на вопросы викторины. Каждый правильный ответ приносит команде балл.

1. Что сильнее обжигает: пар, вырывающийся из носика кипящего чайника, или брызги самой кипящей воды? (Пар обжигает значительно сильнее, так как коже еще отдается тепло, выделяющееся в процессе конденсации.) 2. Почему на раскаленной сковороде капли воды долго «скачут» и медленно испаряются? (Под каплями образуется неустойчивая прослойка пара, поэтому они и «скачут», но она же затрудняет передачу тепла от сковороды к воде.) 3. Почему сырые дрова, даже разгоревшись, дают меньше тепла, чем сухие? (Часть тепла идет парообразование.) 4. В сильный мороз катки заливают горячей водой. Почему? (Чтобы вода успела растечься ровным слоем до превращения в лед.) 5. Почему в сауне человек может выдержать температуру воздуха до 130°С, а в русской бане вдвое меньше? (В сауне очень сухой воздух. Интенсивность испарение влаги с поверхности кожи охлаждает ее. В русской бане пар влажный и испарение слабее.) 6. На дне сосуда намерз лед. Налили воду – лед растаял. Изменится ли уровень воды? (Уровень слегка понизится, потому что плотность воды больше, чем плотность льда.) 7. Греет ли женская вуаль? (Вуаль препятствует обдуву лица наружным воздухом и сохраняет имеющееся тепло.) 8. Почему вода гасит огонь костра? (Интенсивность испарения воды охлаждает дерево, а образующаяся оболочка водяного пара препятствует доступу кислорода в воздух, и горение прекращается.) II. Подведение итогов УРОК 6. Особенности внутреннего строения и свойства газообразных, жидких и твердых тел (урок проводится в форме игры «Счастливый случай») Цели – на основе МКТ объяснить особенности строения тел в различных состояниях;

расширить кругозор учащихся по данному вопросу;

показать связь изучаемого материала с химией, математикой;

способствовать развитию интереса учащихся к предмету, вырабатывать внимание, стремление к познанию.

Оборудование и материалы: колбы различной формы с водой, лед, выращенные кристаллы;

модели кристаллических решеток;

различные материалы (пластмасса, растительное масло, алюминий);

учебник физики для 10 класса.

Ход урока I. Организационный момент. Слово учителя Сегодня у нас будет не обычный урок, а урок-игра «Счастливый случай». На этом уроке в игровой форме мы углубим наши знания о веществе, о его различных состояниях;

объясним эти различия с научной точки зрения. Предлагаю классу разбиться на две команды и придумать им названия, связанные с физическими терминами. Такими названиями могут быть «Молекулы» и «Кремень», «Позитроны» и «Электроны».

(Жюри конкурса располагается на последних партах, в состав жюри входят ученики 10-х классов. Жюри судит не очень строго, победитель определяется исходя из активности команд.) - 21 II. Игра 1-й гейм Учитель. Начинаем первый гейм. Откройте тетради, запишите число и тему сегодняшнего урока. (Учитель демонстрирует вещество в 3-х состояниях.) Перед вами три вещества – пар, вода и лед. Что вы можете сказать о каждом из них?

Ученики. Это различные состояния одного и того же вещества.

Учитель. Какого вещества?

Ученики. Вода.

Учитель. Какой формулой в химии обозначается вода?

Ученики. Н 2 О.

Учитель. Правильно. Вода – самое удивительное и распространенное природное вещество, находящееся в жидком состоянии, источник жизни на Земле.

Молекула воды похожа на персик с двумя абрикосами по бокам. «Персик» – это атом кислорода, «абрикосы» – атомы водорода (демонстрируется изображение молекулы Н 2 О ).

Ребята, давайте подумаем: почему в одном случае вещество газообразное;

а в другом – жидкое;

в третьем – твердое?

Прежде чем ответить на вопрос, давайте вспомним основные положения МКТ.

(Учитель дает объяснение /ответ/ на поставленный вопрос.) Ребята думают. Называют 3 основные положения МКТ.

Учитель. Итак, выводы:

- в газе расстояние между молекулами много больше размеров молекул;

- молекулы жидкости расположены в беспорядке и могут перескакивать из одного «оседлого» положения в другое;

- в твердых телах молекулы и атомы расположены строго упорядоченно.

Давайте разделим тетрадный лист на три столбца и напишем заголовки:

1-й – газообразные тела;

2-й – жидкости;

3-й – твердые тела.

А сейчас в ходе беседы установим свойства газов, жидкостей и твердых тел.

Например, возьмем волейбольную камеру, накачанную воздухом. Что можно сказать о форме и объеме газа? Легко ли сжать газ и почему?

Ученики выполняют работу.

Записываем в первый столбец:

1. Не сохраняет ни формы, ни объема.

2. Легко сжимается.

Примеры: воздух, кислород.

Учащиеся работают с учебником.

Проводим эксперимент. Несколько колб различной формы поочередно наполняем окрашенной жидкостью. Что можно сказать о форме и объеме жидкости?

Ученики. Газ занимает весь предоставленный объем и принимает форму данного тела. Газы легко сжимаются, так как молекулы находятся на большом расстоянии друг от друга.

Учитель. Если сжать жидкость в поршне под цилиндром, легко ли жидкость сожмется?

Записываем во второй столбец:

1. Не сохраняют форму, но сохраняют объем.

2. Плохо сжимаются.

- 22 3. Обладают текучестью.

Примеры: вода, нефть, щелочи.

Ученики записывают.

Учитель подробно рассказывает о свойствах нефти.

Учитель. Рассмотрим образцы твердых тел. Что вы можете сказать об их форме и объеме?

Ученики. Жидкости сохраняют объем, но не сохраняют форму.

Учитель. Попробуйте сжать эти тела. А почему так происходит?

Ученики. Жидкости мало сжимаемы, так как молекулы их находятся друг от друга на относительно близком расстоянии.

Учитель демонстрирует таблицу кристаллических решеток и рассказывает об истории алмаза и графита. Ученики записывают.

Учитель. Запишем в третий столбец:

1. Сохраняют форму и объем.

2. Плохо сжимается.

3. Плохо растягиваются.

Примеры: золото, серебро, стекло.

Итак, наш первый гейм закончился, теперь проверим, как вы усвоили материал.

Ученики слушают.

Ученики. Твердые тела сохраняют форму и объем. Они плохо сжимаются. Так как расстояния между молекулами малы.

2-й гейм Учитель. Начинаем второй гейм. Вам необходимо будет ответить на мои вопросы.

Вопросы для первой команды:

1. На основе какой теории рассматривается строение вещества? (На основе МКТ).

2. Как расположены молекулы в газах?

3. Почему жидкости текучи?

4. Почему твердые тела сохраняют форму?

5. Привести примеры жидких тел.

Вопросы для второй команды:

1. В каких трех агрегатных состояниях может находиться вещество?

2. Как расположены молекулы в жидкостях?

3. Как расположены атомы в твердых телах?

4. Почему газы легко сжимаются?

5. Привести примеры газообразных веществ.

3-й гейм. Блицтурнир Учитель. Третий гейм. Кто ответит за одну минуту на большее количество вопросов, тот побеждает.

Вопросы для первой команды:

1. Мельчайшая частица вещества, сохраняющая его свойства.

2. В каком агрегатном состоянии находится вещество, если межмолекулярное пространство минимально?

3. Химическая формула воды.

4. Из атомов какого элемента состоит алмаз?

5. Обычное агрегатное состояние аргона?

6. Характерное свойство жидкости.

7. Самое твердое естественное вещество на Земле.

Вопросы для второй команды:

- 23 1. Что это за вещество – NaCl ?

2. Из атомов какого элемента состоит графит?

3. Обычное агрегатное состояние вольфрама.

4. Основатель МКТ?

5. Тела, сохраняющие объем, но не сохраняющие форму.

6. Вода в газообразном состоянии.

7. Вода в твердом состоянии.

Итак, закончился блицтурнир, и победила команда..., но в конечном итоге победили все, потому что лучше запомнили изучаемый материал, расширили свой кругозор. А главное, применяя МКТ, выяснили, почему тела находятся в различных агрегатных состояниях.

В качестве домашнего задания проведите следующий эксперимент:

1. Вырастить монокристалл поваренной соли. Для этого приготовьте насыщенный раствор поваренной соли при температуре 20°С. Профильтруйте его и налейте в чистую банку. В центре банки на нитке или леске подвесьте кристалл поваренной соли. Оставьте банку на несколько дней. Полученный монокристалл высушите, запакуйте в прозрачную коробку.

2. Сделайте из бумаги модель элементарной ячейки графита.

Я прошу вас оценить, насколько успешным был урок (Учитель раздает карточки, ученики ставят галочки напротив ниже приведенных позиций.) Мне все понравилось Мне было интересно Мне было легко Я узнал много нового Мне ничего не понятно Мне было скучно Мне было трудно Я не узнал ничего нового III. Решение задач 1. В комнате объемом V = 3м 2 при температуре t = 15°C относительная влажность составляет = 60%. Определить массу водяных паров m в воздухе комнаты. Давление насыщенного водяного пара при t = 15°C, р = 1,7 кПа. Молярная масса воздуха µ = 0,029кг / моль.

Дано: Решение:

Массу водяного пара в воздухе комнаты найдем из V = 120 м m t = 15°C уравнения состояния: PV = RT.

µ = 60% Учитывая, что = ( p : p0 )100%, получим:

p 0 = 1,7кПа µp 0V µ = 0,029кг / моль m= 0,92кг.

100% RT _ Найти : т ?

2. Какую работу надо совершить, чтобы надуть мыльный пузырь радиусом R = 4см ?

Коэффициент поверхностного натяжения мыльного раствора = 40 мН / м.

- 24 Дано: Решение:

R = 4см Коэффициент поверхностного натяжения равен потенциальной энергии поверхностного слоя единичной = 40 мН / см площади. Следовательно, на создание мыльного пузыря _ необходимо совершить работу:

Найти : A ?

A = 2S = 2 4R 2 = 1,6 мДж.

3. Из скольких стальных проволок диаметром 2 мм должен состоять трос, рассчитанный на подъем груза весом 2 т.

Дано: Решение:

т=2 прочности ПЧ называется механическое Пределом d = 2 мм напряжение, которому соответствует наибольшая выдерживаемая телом нагрузка перед разрушением его кристаллической _ структуры. Значение ПЧ для стали выбираем из таблицы.

Найти : N ?

Подъем груза массой 2 тонны предполагается равномерным и прямолинейным. В этом случае вес поднимаемого груза (непосредственно действующий на трос) равен по модулю силе тяжести: Р = mg.

Площадь S равна сумме N площадей поперечного сечения каждой проволоки S 0 в отдельности:

S = NS 0.

Тогда ПЧ = P : S = (mg ) : ( NS 0 );

S 0 = (d 2 ), где d - диаметр одной проволоки.

4mg Окончательно получим: N = 13.

ПЧ d Домашнее задание Повторить материал по теме, просмотреть задачи и подготовиться к контрольной работе.

- 25

 














 
2013 www.netess.ru - «Бесплатная библиотека авторефератов кандидатских и докторских диссертаций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.