Повторительно-обобщающий урок по разделу “Механика” в 9 или 10 классе.
Цели урока:
- обобщение и закрепление знаний, применение знаний в измененной (нетрадиционной) ситуации, переход от рассмотрения физических моделей к реальным событиям;
- развитие мышления и универсальных ученических умений: мыслить самостоятельно, отбирать, выбирать, обрабатывать информацию, сопоставлять, анализировать и обобщать информацию;
- формирование мировоззрения, расширение кругозора;
- формирование коммуникативной компетентности.
Технология проведения – технология критического мышления через чтение и письмо.
Место урока в системе занятий: обобщающее, интегрирующее занятие в конце изучения курса механики, связывающее следующие его разделы:
- кинематика – в течение урока идет проработка понятий равноускоренное движение, движение по окружности, свободное падение, первая космическая скорость;
- динамика - силы в природе: сила тяжести, вес тела, сила трения, сила всемирного тяготения, движение под действием этих сил, состояния перегрузки и невесомости, законы Ньютона;
- законы сохранения – закон сохранения импульса, реактивное движение, закон сохранения энергии.
Продолжительность занятия – 1час 20 мин.
Ход урока
1 стадия: Вызов
1. Ассоциативный намек. Установление ассоциативных связей с темой урока.
Звук пушечного выстрела, отрывок из мультфильма “Приключения барона Мюнхгаузена”, отражающий полет на пушечном ядре.
- Кто еще летал с помощью ядра?
- Герои романа Ж. Верна “Из пушки на Луну”.
2. Мозговой штурм – составление списка “Кто еще летел на Луну?”
Учащиеся называют все известные примеры, как реальных событий, так и описанных в фантастической литературе, учитель фиксирует на доске. Например: Ж.Верн “С Земли на Луну”, Савиньен Сирано де Бержерак “Иной свет, или Государства и империи Луны” , К.Э.Циолковский “На Луне”, космическая программа “Апполон” 1968 – 1972гг., в ходе которой американские астронавты шесть раз высаживались на Луне впервые это осуществили 21 июля 1969 г. астронавты Нейл Армстронг, Джеймс Олдрин и Уилки Коллинз и т.п.
Учитель: - Т.О. Человечество на протяжении столетий мечтало о полете к ближайшему к нам небесному телу – нашей неизменной спутнице. Луна притягивала взгляды, мысли мечты.…И они стали реальностью. Но сначала были фантастические описания этих полетов. Насколько были близки писатели к действительности? Каковы основные условия подобного полета? В поиске наиболее исчерпывающего ответа на этот вопрос состоит основная цель сегодняшнего занятия.
Д3. еление на группы. Игра.
Учащиеся делятся на группы, собирая из полученных при входе на занятие пазлов, рисунки соответствующего полета – полет членов пушечного клуба в ядре, полет на пузырях к Луне, фотография американских астронавтов на Луне:
Рис. 1 Гравюра неизвестного автора к роману Сирано де Бержерака.
Рис.2. Американский лунный модуль “Аполлон” и транспортная тележка “Ровер”.
Рис.3. Гигантская пушка. Де Монтан. Гравюра к роману Ж. Верна.
2 стадия: Осмысление
1. Чтение с пометками. 10 мин.
Каждому ученику раздаются небольшие отрывки текстов из романов Ж.Верна и Сирано де Бержерака , описывающие техническую сторону полета.
Задание: прочитать с пометками “р.” - похоже на реальность, “ф.” - фантастика, “?” - затрудняюсь определить, требует дополнительных знаний, проверки.
2. Обсуждение в группах.
Задание: Обсудить, кто описывает полет ближе к реальности? Почему? Каждому в группе по очереди по 3 аргумента, прийти к общему мнению, выбрать спикера, который аргументированно защитит мнение группы.
3. Презентация мнения группы.
По мере выступления спикеров групп учитель на доске заполняет концептуальную таблицу. Ученики переносят в тетрадь.
| Автор | Изображено в полете реально | Изображено в полете ошибочно | Хотим узнать ответы на вопросы |
Учитель: (Вывод по таблице)
Ж. Верн описывает полет более реалистично, но многое кажется фантастичным и требует проверки. Поэтому следующую часть урока мы посвятим поиску наиболее реальных событий при таком полете, для этого ознакомимся со статьей “Как Жюль Верн описывает путешествие на Луну и как оно должно было происходить” ученого – публициста физических знаний Я.И.Перельмана из его книги “Занимательная физика” (книга 1, Москва, 1972г.).
4. Активное чтение: 15 мин. Дополнение концептуальной таблицы
Группам выдаются тексты статьи Я.И.Перельмана (Приложение 2)
Задание индивидуальное: внимательно прочитать и доработать заполнение таблицы по полету в пушечном ядре, возможно, что-то придется исправить, дополнить, ответить на вопросы и т.д.
Обсуждения в парах. Появились ли новые вопросы?
Обсуждение коллективное. Пары называют по очереди, не повторяясь, а взаимно дополняя друг друга, три тезиса, пополняющие или исправляющие таблицу, или появившийся вопрос. Учитель записывает на доске, ученики переносят в тетрадь.
5. Поиск ответов на вопросы. Выполнение практических заданий.
Задание: индивидуальное решение физических задач с возможностью обратиться за помощью к группе.
6. Обсуждение практических заданий в группе:
- формулировка вывода по итогам решения задач,
- подготовка к презентации результатов решения задач:
Что доказали? Какие факторы нужно учитывать для осуществления полета? Какие выводы? (Презентация может быть подготовлена и в творческой форме – зарисовки, сочиненного отрывка из романа, газетной статьи и т.п.)
Текст задач:
1) Из романа известна длина ствола пушки 210м и конечная скорость, необходимая, по мнению Ж. Верна, для достижения Луны -16 км/с. Определите ускорение снаряда с путешественниками, развиваемое в канале “Колумбиады” и время его разгона.
Ответ: 0, 025с, 640 км / с 2.
2) Рассчитайте длину ствола пушки, чтобы ускорение снаряда в ней не превышало ускорения современных пилотируемых аппаратов – 10 g.
Ответ: 600км.
3) Используя результаты первой задачи, рассчитайте перегрузку, испытываемую путешественниками на снаряде.
Ответ: более 6400g.
3 стадия: Рефлексия
1. Презентация результатов решения задач. Запись выводов по таблице.
Выводы: В канале ствола снаряд движется ускоренно (допустим для простоты, что это движение равноускоренное). Вес каждого путешественника и вещи в снаряде увеличивается более чем в 600 раз. Жюль Верн не учёл, что герои будут испытывать такие огромные перегрузки. Перегрузка же лётчиков и космонавтов при современных полётах достигает всего лишь до 10 g. Все вычисления и логические рассуждения приводят к неутешительному выводу, что пассажиры снаряда вряд ли выдержали бы такие перегрузки. Один цилиндр мистера Барбикена весил бы в момент выстрела не менее 14 тыс. Н! Кроме того, пороховые пушки никогда не смогут сообщить снарядам скорости больше 3км/с. Скорость, соизмеримую с первой космической скоростью, могут сообщить снарядам только электромагнитные пушки.
С другой стороны, между событиями романа и реальными обстоятельствами полета на Луну существует поразительная связь. Рассмотрим эти совпадения. В космическом корабле Жюля Верна было три человека – три астронавта находились на борту “Аполлона –11” и “Аполлона-12”. Космический корабль Ж. Верна имел конусоидальную форму – подобный силуэт имел командный модуль “Аполлона-12”. Писатель подсчитал, что, путешествуя со скоростью 11км/с (40 тыс. км/ч), снаряд достигнет Луны за 4 дня , 97часов, 13 мин., 20с. “Аполлон – 11”, скорость которого была около 39 тыс. км/с, достиг Луны за 4 дня, 6 ч.,46мин. Фантастический полет занимал 195ч. 18мин. 35 с, что приблизительно совпадает с продолжительностью реального полета. Для места старта Жюль Верн выбрал Флориду. И вот что примечательно: выдуманный космодром был помещен в Кейптауне вблизи Кейп-Кеннеди, откуда стартовала почти сто лет спустя реальная экспедиция американских астронавтов на Луну. Т.о. мы видим, что писателю удалось правильно рассчитать время и скорость полета.
2. Обучающие бревна.
Задание: индивидуально изучить полученную таблицу и составить перечень основных требований к осуществлению реального пилотируемого полета. Учащиеся записывают в тетрадь список ключевых слов – основных условий полета. Например, скорость, форма корабля, перегрузка, место взлета, время полета, двигатель, средства защиты космонавтов и т.д.
Выступление. Презентация выводов. Составление списка основных физических требований к полету на основе ключевых слов в результате коллективного обсуждения проблемы после индивидуального выступления.
- Возвращение к вопросам: на какие нашли ответ, какие остались неразрешенными?
- Домашнее задание:
1) При помощи дополнительных источников постараться найти ответы на вопросы таблицы.
2) Найти материал о реальном полете американских астронавтов на Луну, обращая особое внимание на освещение разработанных на уроке требований к полету.
3) Составить и решить задачу по условиям полета американских астронавтов.
Следующим уроком может быть урок-дискуссия “Полет американских астронавтов на Луну”, что позволит осуществить интеграцию нескольких разделов физики при обсуждении физических основ полета и пребывания астронавтов на Луне