Урок в 7-м классе с использованием технологии "Позиционное обучение". Тема: "Плавание судов"

Разделы: Физика

Тип урока: урок изучения нового материала.

Цель урока: рассмотреть физические основы плавания судов.

Задачи:

  1. Образовательная:
    • Понимать смысл понятий: Осадка, Ватерлиния, Водоизмещение, Грузоподъёмность;
    • Уметь объяснять плавание судов;
    • Использовать понятия: Осадка, Ватерлиния, Водоизмещение, Грузоподъёмность при решении задач.
  2. Развивающая:
    • Продолжить развитие навыков обрабатывать и представлять информацию в разных формах (словесно, рисунков и структурных схем);
    • Продолжить развитие умений сравнивать, анализировать и обобщать факты;
    • Продолжить развитие умений представлять и аргументировать групповое решение;
    • Продолжить развитие умений оценивать собственные знания.
  3. Воспитательная: Воспитание умения слушать и быть услышанным.

Оборудование и дидактический материал:

  • Пластиковая бутылка с плотно закрученной пробкой, заполненная водой,
  • Небольшая пробирка, частично заполненная водой.
  • Набора карточек для таблицы
Тело тонет Тело плавает Тело всплывает
FT > FA FT = FA FT < FA
ρT > ρЖ ρT = ρЖ ρT < ρЖ
  • Гвоздь и стакан с водой
  • Сосуд с водой
  • Кусочек пластилина и пластилиновый кораблик (этой же массы)
  • Таблички — названия групп «Понятие», «Историк», «Эколог», «Практик», «Эрудит».
План работы:
1. Знакомство с текстом § 51 стр. 124-125.
2. Работа в группах по заданию.
3. Представление решения группы.
4. Общее обсуждение.
5. Подведение итогов. Тест.
  • Карточки-задания группам.
  • Бортовой журнал (для каждого ученика)
  • Заготовки для схемы и таблицы.

Вид судна С помощью чего передвигалось
обломки деревьев рук
плот, челн шестов и весел
парусники паруса
пароход паровых машин
современные суда дизеля, ядерного реактора
  • Тест (для каждого ученика)
  • Ответы к тесту (для взаимопроверки)
  • Волшебный сундук (с конфетами)

Оформление класса:

  • Плакаты или рисунки с изображением судов.
  • Макет корабля.
  • Спасательный круг.
  • Стенд, посвященный «Плаванию судов». (Дополнительный материал, занимательные задачи)

Технологическая карта урока (Приложение 1).

Ход урока

I. Организационный момент.

1. Актуализация знаний.

(На демонстрационный стол ставится пластиковая бутылка с плотно закрученной пробкой, заполненная водой, внутри которой, слегка выступая над поверхностью, плавает вверх дном небольшая пробирка, частично заполненная водой. Количество воды в пробирке учитель подбирает заранее, чтобы при нажатии на бутылку дополнительно входящая в пробирку вода вызывала погружение пробирки на дно.)

Учитель. Я умею управлять пробиркой. Даю команду «Тони», пробирка — тонет (приближал к бутылке сверху ладонь правой руки, учитель одновременно незаметно сдавливает бутылку левой рукой у основания, делая вид, что лишь придерживает ее). Кто догадался, что надо сделать? Вы ведь понимаете, что фраза насчет команды — это шутка, а причина наблюдаемого эффекта вполне научно объяснима. Какие силы действуют на пробирку?

Ученик. FT и FA.

Давайте вспомним когда тела тонут, плавают, всплывают.

Задание: (3 желающих ученика) из набора карточек составьте таблицу.

В результате на доске появляется таблица:

Тело тонет Тело плавает Тело всплывает
FT > FA FT = FA FT < FA
ρT > ρЖ ρT = ρЖ ρT < ρЖ

Пробирка не тонет, т. к. выполняется условие Fт < FА. Fт регулируем изменяя количество воды в пробирке.

Таким же способом подводной лодке удаётся то уйти на глубину, то подняться на поверхность.

2. Мотивация.

Учитель. (опуская гвоздь в стакан с водой) Почему гвоздь тонет, а металлический корабль нет? Почему кусочек пластилина тонет, а пластилиновый кораблик этой же массы нет?

На эти вопросы вы сможете ответить в конце урока. Тема урока «Плавание судов».

Работать мы будем сегодня в группах «Понятие», «Историк», «Эколог», «Практик», «Эрудит». При работе в группе и слушании выступающих вам понадобится внимание, взаимоуважение и дисциплинированность. Я выступаю в роли капитана. На правах капитана предлагаю план работы:

  • Знакомство с текстом § 51 стр. 124-125.
  • Работа в группах по заданию
  • Представление решения группы
  • Общее обсуждение
  • Подведение итогов. Тест.

На этапе «3. Представление решения группы», слушая представителя группы, вы будете делать пометки в бортовом журнале.

Итак, команда к плаванию готова?

В путь!

II. Информационный.

Учитель. Прочитайте текст параграфа 51 на стр. 124-125.

Ученики читают текст.

III. Смысловой.

Учащиеся получают карточки-задания и выполняют эти задания в группах.

Группа «Понятие»

Задание: Изложить основные понятия.

Причины плавания судов
Осадка
Ватерлиния
Водоизмещение
Грузоподъёмность

Группа «Историк»

Задание:

  1. Прочитайте текст.
  2. Заполните таблицы.

    Вид судна С помощью чего передвигалось
       
  3. Представьте классу отчёт по вашей работе

Судно — это сложное инженерное сооружение, способное передвигаться по воде (обычные надводные суда), под водой (подводные суда) или над водой (суда на подводных крыльях и на воздушной подушке).

Первым средством передвижения людей по воде были обломки деревьев, потом появились плот, челн — бревно с выдолбленной сердцевиной. Постепенно люди научились улучшать мореходные качества судов, строить их из отдельных частей — каркаса и обшивки.

Первоначально на челнах и плотах передвигались с помощью шестов и весел. Затем, примерно за 3000 лет до в. э. появился парус — на судах в Средиземном море. В ХIХ в. самые быстроходные парусники — трех- и четырехмачтовые клипперы — перевозили чай из Китая, шерсть из Австралии в Европу и Америку со скоростью 30 км/ч. Рекорд скорости клиппера «Катти Сарк» (39 км/ч) не побит до сих пор ни одним из парусных судов.

Со временем паруса были заменены паровыми машинами. Первый речной пароход «Клермонт» был построен в США в 1807 г. по проекту Роберта Фултона, а первый морской появился в России в 1815 г. Судовой паровой котел с высокой трубой топили дровами. В 1903 г. на Волге построили первое в мире дизельное судно — танкер «Вандал».

С развитием атомной энергетики появились установки, вырабатывающие пар на тепле, выделяемом в ядерном реакторе. Первое гражданское судно на ядерном топливе — атомный ледокол «Ленин» работал в Арктике с 1959 г.

Самоходное судно приводится в движение с помощью движителя (паруса, винта, колёс). Корпус судна состоит как бы из скелета (его называют набором), к которому прикрепляются наружная обшивка, палуба и другие части. Наружную обшивку изгибают так, чтобы очертания корпуса были плавными и не возникало большого сопротивления движению. На крупных судах устраивают двойное дно, суда некоторых типов имеют и двойные борта. Подпалубные пространства (трюмы) и межпалу6ные помещения (твиндеки) используют для размещения груза. Запасы жидкого топлива и пресной воды хранятся в цистернах, называемых танками.

Группа «Эколог»

Задание:

  1. Охарактеризовать экологическую ситуацию, создаваемую в результате эксплуатации водных транспортных средств.
  2. Предложить альтернативные транспортные средства.

Дополнительный материал.

Перевозивший химические вещества танкер "Эйс", столкнувшийся с сухогрузом, затонул. В его цистернах находилось 10 тысяч тонн фосфорной кислоты, однако, по данным специалистов, этот груз не представляет серьезной опасности для окружающей среды, поскольку кислота должна быстро раствориться в морской воде до допустимого уровня.
Танкер столкнулся с сухогрузом, на борту которого находилось 26 тысяч тонн фосфата. В результате столкновения, которое произошло между островом Гернси и британским побережьем, танкер получил пробоину и дал сильный крен.

Затонул китайский нефтеналивной танкер с 1 тыс. т. дизельного топлива на борту, сообщает информационное агенство Синьхуа.

Инцидент произошел около двух часов утра в результате столкновения танкера с сухогрузом. Танкер исчез в поверхности воды в течение десяти минут, тринадцать членов его экипажа оказались за бортом. После катастрофы на поверхности моря образовалась масляная пленка размером 100 м на 30 м. Причины аварии выясняются.

В Мраморном море затонул танкер "Волгонефть 248", в результате чего произошел разлив нефтепродуктов.

Из танкера в море поступает нефть. Местные власти опасаются загрязнения Мраморного моря и даже возникновения экологической катастрофы. По информации МЧС России, на борту судна находилось более 4 тысяч тонн мазута.

В чём причина катастроф?

Чем опасны эти катастрофы для человечества?

Группа «Практик»

Задание: Решите задачу.

Судно, погруженное в пресную воду до ватерлинии, вытесняет воду объёмом 15000 м3. Вес судна без груза равен 5×106 Н. Чему равен вес груза?

Группа «Эрудит»

Задание: ответьте на вопросы.

  1. В гавани во время прилива стоит судно, с которого спускается в море лесенка. Ученик, желая определить скорость подъёма воды во время прилива, измерил высоту каждой ступеньки и сел на берегу отсчитывать число ступенек, которые покроет вода за 2 ч. Получит ли он верный результат?
  2. Как изменится осадка корабля при переходе из реки в море? Почему?
  3. (Почему гвоздь тонет, а металлический корабль нет?) Почему кусочек пластилина тонет, а пластилиновый кораблик этой же массы нет?

IV. Демонстрационно-дискуссионный.

Учитель. Приготовьте бортовые журналы к работе. (Во время отчёта групп каждый ученик заполняет Бортовой журнал) (Приложение 2)

Думаю, что все группы справились со своей работой и спасательный круг им не потребуется.

Группы представляют свои результаты своей работы.

Группа «Понятие»

Проговаривают у доски основные понятия.

Группа «Историк»

Вывешивают таблицы. Комментируют свою работу.

Вид судна С помощью чего передвигалось
обломки деревьев рук
плот, челн шестов и весел
парусники паруса
пароход паровых машин
современные суда дизеля, ядерного реактора

Группа «Эколог»

  1. Водные транспортные средства загрязняют воду. Нефть, попавшая в море из двигателей или из танкеров, всплывает и растекается по поверхности, в результате на воде образуется пленка, резко уменьшающая газообмен между водой и атмосферой и тем самым нарушающая нормальную жизнь планктона, рыб и других обитателей моря. Таким образом, экологическая обстановка ухудшается.
  2. Экологически безвредными транспортными средствами являются плоты и парусные суда.

Группа «Практик»

Представляют решение задачи.

Группа «Эрудит»

  1. Положение корабля относительно поверхности воды не изменяется. Поэтому ученик правильного ответа не получит.
  2. Плотность морской воды больше, чем в речной, значит выталкивающая сила больше. Осадка корабля уменьшится.
  3. Масса и плотность не меняются, а объём вытесненной жидкости стал больше, т. к. мы изменили форму тела. Объём корабля больше объёма гвоздя, соответственно велика сила Архимеда.

V. Итоговый.

  • Обобщение материала. (монолог учителя по проделанной работе, опираясь на метаплан на доске)
  • Тест (Приложение 3). Взаимопроверка теста. Обменяйтесь листами, взаимопроверка. (ответы вывешиваю на доску, критерии оценки на листах)

VI. Домашнее задание (задание записано в «Бортовом журнале»)

Учитель. Вспомните его «Сказку о царе Салтане...». В чем вынуждены были плыть по морю царица с маленьким князем Гвидоном?

Учащийся. В бочке.

Учитель.

IIрочитали вслух указ
И царицу в тот же час
В бочку с сыном посадили,
Засмолили, покатили
И пустили в Окиян
Так велел-де царь Салтан.
В синем море звезды блещут,
В синем море волны хлещут,
Тучка по небу идет
Бочка по морю плывет. . .

Предлагаю вам провести небольшое исследование или подумайте как это сделать.

Рассчитайте наибольшую массу груза, который бочка способна удержать на плаву, и проверить свое теоретическое предсказания на опыте. Только вместо настоящей бочки используем ее модель пластмассовый пенал от фотопленки.

Учитель. Среди вас наверняка есть любители путешествовать. Вдруг вам необходимо будет построить плот для переправы через реку. Постройте дома модель плота (используйте модель плота — карандаши скреплённые скотчем). Рассчитайте грузоподъёмность или подумайте как это сделать.

Решение или план решения любой из этих задач оформите на листе.

Учитель. Мореплаватели находят бутылки с записками или клады с потонувших кораблей.

Вот и наше путешествие закончилось и этот волшебный сундук ваш (коробка конфет).

А для желающих побольше узнать о кораблях, мореплавателях всегда открыты двери нашей библиотеки и стенд, посвященный «Плаванию судов». (Дополнительный материал, занимательные задачи).