Саммит ученых по проблеме "Давление"

Мною был выбран урок в 7-м классе по естественно-научному направлению. Тема урока – “Давление твердых тел”. Урок был проведен в 7-м “Б” классе. Класс со средними умственными способностями. В классе 24 учащихся из них одна отличница, пять хорошистов, трое учащихся с одной тройкой. Много детей из неполных семей, есть учащиеся, находящиеся на опеке. Многие ребята дома не ощущают должной помощи и контроля со стороны родителей, поэтому важно, чтобы изучаемый материал был понят и усвоен на уроке. Данная тема урока была выбрана не случайно. Учащиеся только начали изучать сложный предмет – физику в этом году, поэтому очень важно заинтересовать их, привлечь внимание к тому, что физика не оторвана от жизни, а тесно взаимосвязана с различными жизненными ситуациями. Физические явления можно найти и в литературных произведениях, в исторических событиях, просматривается ее связь с биологией, математикой, даже спортивные соревнования эта наука не обошла своим вниманием. Личная заинтересованность ребят много значит в успешности преподавания предмета. Преподавание физики в 7-м классе ведется по программе Перышкин А.В. Гутник Е.М. два часа в неделю. Учебник физика 7-й класс под редакцией А.В.Перышкина. В нем тема “Давление твердых тел, жидкостей и газов” это третья большая глава, всего их четыре. Выбранный урок первый в этой теме. Урок проводится в виде саммита ученых, которые представляют различные области знания. Перед учеными (учащимися 7-го класса) ставится проблема в начале урока, которую ученые совместными усилиями должны решить. При ее решении демонстрируется взаимосвязь физики с другими науками. После постановки проблемы, в качестве зарядки для ума предлагается кроссворд с опорой на основные понятия предыдущего раздела, которые являются значимыми при изучении данной темы. Далее следует доклад ученого – физика по проблеме “Давление твердых тел”. Для доклада использованы материалы Интернета см. ссылку. Главным докладчиком, в зависимости от уровня подготовки класса, может быть, как сам учитель, так и подготовленный им учащийся. После доклада, когда дано понятие физической величины, выяснили как можно менять давление, приступают к решению проблем, для этого учащиеся делятся на четыре группы (их может быть больше, в зависимости от количества учащихся в классе). В каждой группе присутствуют ученые из разных областей науки. Все вопросы, решаемые учеными в ходе проведения саммита, располагаются на слайдах презентации. Там представлены исторические события, памятники архитектуры, музейные экспонаты, герои войны, отрывки из литературных произведений, наши прославленные спортсмены, репродукция картины демонстрируется непосредственно учащимся. Опора на данный материал освежает в памяти великие исторические вехи, вызывает чувство гордости за подвиги нашего народа, совершенные в разные исторические эпохи, за мощь непобедимой державы, позволяет гордиться нашими прославленными спортсменами. Вместе с тем урок способствует сплочению ребят, так как они решают общую проблему, а это тоже важно. Но на фоне различных событий физика не забыта, она успешно интегрируется с представленными событиями, от этого представленный материал выглядит актуальным, значимым и что очень важно – интересным для восприятия. Физика представлена расчетными, качественными, экспериментальными задачами.

Следующее задание – экспериментальное. Используя предложенное оборудование рассчитать давление бруска на стол, но площадь бруска для каждой группы своя, поэтому давление получается разным. Озвучивая решение экспериментальной задачи, делается вывод о том, как можно менять давление тела на опору.

Заключительный этап саммита – тестирование на компьютере. Тест состоит из шести вопросов со скрытыми ответами. Это позволяет проверить усвоение материала и увидеть на экране монитора свой рейтинг в виде оценки.

Подведение итогов урока. Выставление оценок. Тема, затронутая на саммите, требует дальнейшего анализа и исследования, поэтому ученые получают материал для размышления в качестве домашнего задания. Задание дается по группам. Определить давление, оказываемое вами на пол, когда вы стоите босиком, на коньках, на лыжах, на листе для брейк – данса. Это задание для анализа на следующем уроке.

Материал урока был интересен учащимся, особенно представленные слайды, большой интерес вызвал проблемный опыт с гвоздем и экспериментальное задание. Ребятам понравилась сама форма проведения урока, ведь они были учеными. Как показало проведенное тестирование, учащиеся успешно справились с заданием.

Цель урока:

Создать условия для усвоения учащимися нового понятия давление твердых тел через проблемно-поисковую деятельность в рабочих группах.

1. Дать понятие давления.

2. Показать его практическое применение.

3. Определить способы уменьшения и увеличения давления.

Воспитательные:

1. Воспитывать у учащихся чувство патриотизма, используя примеры из истории, литературы, данные о достижениях отечественных спортсменов.
2. Воспитание умения правильного общения и взаимопомощи при работе в группах;
3. Воспитывать умение корректного ведения диалога, быть терпимыми к окружающим и их мнению.

1. Развитие логики мышления.
2. Развитие практических навыков у учащихся при работе с лабораторным оборудованием и умение делать логические выводы.
3. Развитие навыков работы на компьютере.

Оборудование к уроку: Компьютеры, проектор (для демонстрации слайдов презентации), 2 репродукции картин, гвоздь и тонкая пленка (для создания проблемной ситуации), лабораторное оборудование: динамометр, линейка, брусок (для выполнения практического задания), листы успеха, раздаточный материал (распечатки кроссвордов, задач для каждой группы учащихся).

1. Постановка проблемы:

“Объясните, почему гвоздь, если его положить на тонкую пленку горизонтально продолжает лежать, а если его поставить вертикально прокалывает ее?

2. Кроссворд.

1. Прибор для измерения силы (динамометр).

2. Мера инертности тела (масса).

3. Прибор для измерения массы тела (весы).

4. Физическая величина (площадь).

5. Единица длины (метр).

6. Единица силы. (Ньютон).

7. Ее можно измерить динамометром (сила).

8. ила, действующая на опору или подвес (вес).

Ключевое слово – давление.

3. Давление твердых тел. (Объяснение нового материала).

Действие силы на поверхность тела характеризуется давлением.

(www.class – fizika. narod .ru.)
Давление – величина, равная отношению силы, действующей перпендикулярно поверхности, к площади этой поверхности. (Слайд №1, 2)

p – давление, F – приложенная сила давления, S – площадь поверхности / площадь опоры тела /. Давление – величина скалярная, у давления нет направления. За единицу давления Паскаль принято, давление вызываемое силой 1 Н, распределенной по поверхности площадью в 1 м² . 1Па =1Н/м² . Существуют еще единицы давления это гектопаскаль (гПа) и килопаскаль (кПа).

1 кПа = 1000 Па. 1 Па = 0,001 кПа.

1гПа = 100Па. 1 Па = 0,01 гПа.

Один Паскаль очень маленькое давление. Если вы возьмете стакан речного песка и распределите его ровным слоем по поверхности площадью 3 м² (примерно пять крышек парты), то давление, оказываемое песком на эту площадку в каждой ее точке и будет 1 Па. Чтобы вы лично, стоя на лыжах, произвели давление в 1 Па вам понадобятся лыжи площадью в 600 м² . Числовое значение давления показывает силу, приходящуюся на единицу площади ее приложения. Результат действия силы на поверхность зависит не только от ее величины, направления, точки приложения, но и от площади опоры тела.

Сравните давление мальчика и гусеничного болотохода. Какой можно сделать вывод?

В Африке хирурги народности банту зашивают раны с помощью муравьев. Прижимают края раны друг к другу, а затем на пораненное место помещают несколько муравьев определенного вида. Муравьи кусают кожу пациента, после чего медики отрезают грудь и заднюю часть муравья, а рана остается плотно закрытой, словно на нее наложили скобки.

Можно ли стоять на лампочках?

Если взять 4 маленьких стеклянных банки из-под майонеза, поставить их на пол, в каждую банку вставить обычную электрическую лампу накаливания цоколем вниз, сверху положить фанерку в виде квадрата так, чтобы банки располагались в углах фанерки / как ножки у стола / и осторожно встать на середину фанерки, то лампочки не лопнут! Такая конструкция выдерживает даже взрослого человека.

Прочна ли яичная скорлупа?

Если вылить содержимое яйца, а для опыта оставить скорлупу, то можно попробовать проткнуть ее иголкой изнутри и снаружи. Изнутри – легче, снаружи – тяжелее. Результат при одинаковых усилиях будет зависеть от формы скорлупы: выпуклая или вогнутая.
Поэтому маленький цыпленок легко разбивает скорлупу изнутри, а снаружи он защищен более надежно. Свойство выпуклых форм лучше выдерживать нагрузку позволяет архитекторам проектировать куполообразные крыши, мосты, потолки, т.к. они прочнее плоских!

4. Работа в группах.

(http:// physics 03. narod. ru.)

Вопросы группе № 1.

1. Россия начиналась не с меча,
Она с косы и плуга начиналась,
Не потому, что кровь не горяча,
А потому, что русского плеча
Ни разу в жизни злоба не касалась…
Встает заря, светла и горяча –
И будет так вовеки нерушимо.
Россия начиналась не с меча,
И потому она непобедима! (Э. Асадов.) Слайд № 7

Объясните, почему меч, плуг, косу – делают острыми? Слайд №4

2. В кинофильме “Освобождение” показано, как во время Великой Отечественной войны при наступлении наших войск в белорусских лесах для проезда по заболоченным местам солдаты делали настил из хвороста, бревен и досок и другого подручного материала. С какой целью это делалось? Слайд №10

3. Все знают поговорку “Тяжела ты шапка Мономаха” по легенде ее в дар прислал византийский император, как знак царского достоинства. Согласно легенде, вместе с ней были прислан и скипетр.

Определите массу шапки Мономаха, если она оказывала давление в 100 Па на площадь 0,03 м² . В каком смысле следует понимать данную поговорку? Слайд № 12

4. Почему у тракторов широкие гусеницы? Слайд №5.

5. Используя лабораторное оборудование: динамометр, деревянный брусок, линейку. Определить давление, которое брусок оказывает на стол? (для каждой группы свое положение бруска). Сравните его с результатами, полученными в других группах. Сделайте вывод.

6. (Дополнительное задание) Строители заполярья иногда используют в качестве строительного материала ледобетон. Так называют лед с вмерзшей в него галькой. Ледобетон так прочен, что при работе с ним ломаются даже острые зубья экскаваторов. Другим вариантом ледобетона является ледопласт (лед с добавлением древесной пульпы) этот материал выдерживает давление 500 кПа и может заменять цемент при постройке плотин в Заполярье. Какую силу необходимо приложить к 2 см² ледопласта, чтобы его разрушить.

Вопросы группе № 2.

1. Среди неба огнеликого
Чистым звонам твоим поклонюсь,
С колокольни Ивана Великого,
Вижу всю православную Русь… (Ф. Тютчев)

Почему у высоких колоколен были мощные фундаменты? Слайд №11

2. Почему вовремя битвы Александра Невского на Чудском озере (ледовое побоище) тевтонские рыцари, имевшие большое преимущество в силах и тяжелом вооружении, быстрее уходили под воду и проиграли сражение легким конным дружинам? Слайд №6

3. На печати, используемой во времена Петра 1, был изображен орел в гербовом щитке, вокруг которого была изображена характерная цепь ордена Андрея Первозванного.

Какую силу нужно было приложить к печати, чтобы остался оттиск, если ее площадь 0,008 м² , а оказываемое давление 4 кПа? Слайд №15

4. Зачем при спасении утопающего подкладывают на лед широкие доски? Слайд №18

5. Используя лабораторное оборудование: динамометр, деревянный брусок, линейку. Определить давление, которое брусок оказывает на стол? (для каждой группы свое положение бруска). Сравните его с результатами, полученными в других группах. Сделайте вывод.

6. (Дополнительное задание) Строители заполярья иногда используют в качестве строительного материала ледобетон. Так называют лед с вмерзшей в него галькой. Ледобетон так прочен, что при работе с ним ломаются даже острые зубья экскаваторов. Другим вариантом ледобетона является ледопласт (лед с добавлением древесной пульпы) этот материал выдерживает давление 500 кПа и может заменять цемент при постройке плотин в Заполярье. Какую силу необходимо приложить к 2 см² ледопласта, чтобы его разрушить.

Вопросы группе № 3.

1. На них чудовища стальные
Ползли, сжимая полукруг…
“Так защитим Москву, родные!”, –
Сказал гвардейцам политрук.
Летят бутылки и гранаты,
Последний бой всегда суров!
“Бей за Москву, за нас ребята!”, –
Последний раз кричал Клочков
Объясните, зачем у танка вместо колес – гусеницы? Слайд № 19

2. Внимательно рассмотрите репродукцию картины В.М. Васнецова “Богатыри”.Обратите внимание на форму копья у Ильи Муромца? Зачем их делали заостренными?

3.Одним из украшений кремля является Царь – колокол. Масса его 200 тонн и высота 6,14 м.. Определите его давление на землю, если он занимает площадь 2,5 м² ? Слайд №9

4. Определите давление, которое оказывает олимпийский чемпион Евгений Плющенко на лед, если его масса 71 кг, а длина лезвия конька 40 см, а толщина 2 мм? Слайд №16

5. Используя лабораторное оборудование: динамометр, деревянный брусок, линейку. Определить давление, которое брусок оказывает на стол? (для каждой группы свое положение бруска). Сравните его с результатами, полученными в других группах. Сделайте вывод.

6. (Дополнительное задание) Строители заполярья иногда используют в качестве строительного материала ледобетон. Так называют лед с вмерзшей в него галькой. Ледобетон так прочен, что при работе с ним ломаются даже острые зубья экскаваторов. Другим вариантом ледобетона является ледопласт (лед с добавлением древесной пульпы) этот материал выдерживает давление 500 кПа и может заменять цемент при постройке плотин в Заполярье. Какую силу необходимо приложить к 2 см² ледопласта, чтобы его разрушить.

Вопросы группе № 4.

1. Нам пехоте не страшны
Топи и болота.
Мост не хуже инженера
Возведет пехота.
Пехотинцы удалые – воины на славу,
Защитить всегда сумеют русскую державу.

Как пехота проходила во время Великой Отечественной войны топи и болота? Слайд №17

2. Внимательно рассмотрите репродукцию картины А. Бубнова “Утро на Куликовом поле”. Объясните, зачем русские воины использовали щиты, чем объясняется их форма?

3. Вес прославленного танка Т – 34 составляет 314 кН, длина той части гусеницы, которая соприкасается с полотном дороги равна 3,5 м, а ширина 50 см. Какое давление оказывает танк на грунт? Слайд №14

4. Рассчитать давление лыжника нашей олимпийской сборной, если его масса 60 кг, длина каждой лыжи 2 м, ширина 5 см. Слайд №13

5. Используя лабораторное оборудование: динамометр, деревянный брусок, линейку. Определить давление, которое брусок оказывает на стол? (для каждой группы свое положение бруска). Сравните его с результатами, полученными в других группах. Сделайте вывод.

6. (Дополнительное задание) Строители заполярья иногда используют в качестве строительного материала ледобетон. Так называют лед с вмерзшей в него галькой. Ледобетон так прочен, что при работе с ним ломаются даже острые зубья экскаваторов. Другим вариантом ледобетона является ледопласт (лед с добавлением древесной пульпы) этот материал выдерживает давление 500 кПа и может заменять цемент при постройке плотин в Заполярье. Какую силу необходимо приложить к 2 см² ледопласта, чтобы его разрушить.

5. Тестирование (тест со скрытыми ответами на компьютере).

Вопросы теста:

1. Дайте определение давления?
2. Как рассчитать давление по формуле?
3. Назовите единицы измерения давления.
4. Как определяется один Паскаль?
5. Назовите производные единицы давления.
6. Назовите способ, позволяющий уменьшить давление.

6. Этап рефлексии:

1. Что вам больше всего понравилось на уроке?

2. Какие моменты больше всего запомнились на уроке?

3. Какие знания, полученные на уроке, вам пригодятся в жизни?

7. Домашнее задание.

П.33, 34. Экспериментальное задание: Сравнить результаты давлений производимых вами на пол, стоя на полу в обуви и (босиком или на коньках, на лыжах, на санках, на пластине для брейка). Сделать вывод.