«Значительная часть игр ребенка рассчитана на то, чтобы освежать и возбуждать в уме процессы воспроизведения, чтобы неугасимо поддерживать искры мысли…» (И.А.Сикорский)
Место урока в учебном плане: Урок проводится после изучения темы «Тепловые явления. Агрегатные состояния вещества».
Тип урока: Урок обобщения и систематизации знаний.
Общедидактическая цель: Создать условия для осмысления уже известных знаний, проверить теоретические и практические знания и умения учащихся по данной теме.
Триединая дидактическая цель:
а) образовательный аспект: проверить умение учащихся объяснять тепловые явления и изменение агрегатных состояний вещества на основе МКТ и навыки применения полученных знаний при решении задач;
б) развивающий аспект: развитие познавательной активности учащихся, развитие интереса к предмету;
в) воспитательный аспект: воспитание самостоятельности, внимательности, настойчивости в достижении цели, чувства коллективизма, творческого отношения к учебному труду.
Формы организации познавательной деятельности на уроке: Групповая, индивидуальная, самостоятельная.
Методы обучения: Наглядный, практический, частично-поисковый.
Оборудование урока: Барабан со стрелкой; карточки с задачами и вариантами контрольной работы; кодоскоп; плакаты оформления (с названием игры; таблицей для подведения итогов).
Этапы проведения уроков:
1-й урок:
1. Этап организации деятельности.
2. Этап мотивации и целеполагания.
3. Игра.
4. Предварительное подведение итогов.
5. Информация о домашнем задании.
2-й урок:
1. Этап организации деятельности.
2. Этап мотивации и целеполагания.
3. Контрольная работа.
4. Информация о времени подведения общих итогов.
Правила проведения игры
Так как число учеников в классе не велико, разбиваю класс на две команды. За 2 – 3 дня до урока каждой группе задаю подготовить по 5 интересных вопросов по теме для команды – соперницы. Получается, что каждый ученик готовит по одному вопросу самостоятельно, а на уроке уже используется итог коллективного творчества.
Игра состоит из пяти геймов:
I. Разминка
На карточках пяти цветов предлагаются задачи по всем основным разделам темы:
красный – «Плавление и отвердевание»;
желтый – «Испарение и конденсация»;
зеленый – «Тепловые двигатели»;
фиолетовый – «Теплоемкость вещества»;
голубой – «Количество теплоты, выделяющееся при сгорании топлива».
Каждая команда по очереди крутит барабан со стрелкой, выбирая задачу из каждого раздела . Затем коллективно обсуждается решение и выдается ответ( примерно1-1,5 мин на 1 задачу). За правильный ответ – 1 балл.
II. Спешите видеть
Через кодоскоп на экране показываю задачу. Через 1 мин команды должны дать ответ. Отвечает та команда, которая вперед подняла руку в знак готовности к ответу. За правильный ответ – 1 балл.
III. Ты мне, я тебе…
Команды по очереди задают вопросы из домашнего задания. За правильный ответ – 1 балл.
IV. Дальше, дальше…
Каждой команде по очереди читаю вопросы, приготовленные мной. За каждый правильный ответ – 1 очко. В этом гейме выигрывает та команда, которая за 1 мин даст наибольшее количество правильных ответов.
Далее подводим предварительные итоги. Подсчитывается набранное количество баллов каждой командой, выставляю оценки за работу на уроке (как показал опыт работы, эти четыре гейма как раз укладываются в урок).
На следующем уроке объявляю следующий гейм.
V. Темная лошадка
Провожу контрольную работу по карточкам.
После проверки контрольной работы подвожу окончательные итоги и награждаю победителей (каждая оценка за контрольную работу – дополнительные баллы к результату команды).
Некоторый дидактический материал к I и II уроку
1-й гейм «Разминка»
Красные карточки
1. Сколько энергии нужно затратить, чтобы расплавить лед массой 5 кг при температуре 0 ºС? (Удельная теплота плавления льда 3,4 · 105 Дж/кг) (1,7 МДж)
2. Сколько энергии нужно затратить, чтобы расплавить 20 кг свинца при температуре плавления? (Удельная теплота плавления свинца 0,25 · 105 Дж/кг) (0,5 МДж)
3. Сколько теплоты выделится при отвердевании 2 кг парафина, взятого при температуре отвердевания? (Удельная теплота отвердевания парафина 1,5 · 105 Дж/кг) (-0,3 МДж)
4. Какое количество энергии выделится при кристаллизации стали массой 10 кг, взятой при температуре 1500 ºС? (Температура кристаллизации стали 1500 ºС; удельная теплота кристаллизации стали 0,84 · 105 Дж/кг) (-840 кДж)
Желтые карточки
1. Какое количество теплоты требуется для обращения воды массой 10 кг в пар при температуре 100 ºС? (Удельная теплота парообразования воды 2,3 · 106 Дж/кг) (23 МДж)
2. Какое количество теплоты требуется для обращения эфира массой 5 кг в пар при температуре кипения? (Удельная теплота парообразования эфира 0,4 · 106 Дж/кг) (2 МДж)
3. Какое количество энергии выделится при конденсации водяного пара массой 2 кг при температуре 100 ºС? (Удельная теплота конденсации водяного пара 2,3 · 106 Дж/кг) (- 4,6 МДж)
4. Какое количество энергии выделится при конденсации паров аммиака массой 5 кг при температуре кипения? (Удельная теплота конденсации паров аммиака 1,4 · 106 Дж/кг) (-7 МДж)
Зеленые карточки
1. Почему КПД теплового двигателя не может быть равным 100%?
2. Что называется КПД теплового двигателя?
3. Отражается ли неполное сгорание топлива в ДВС на его КПД? На окружающую среду?
4. За сколько тактов происходит один рабочий цикл ДВС? Как называются эти такты? Почему?
Фиолетовые карточки
1. Какое количество энергии выделится при охлаждении куска олова массой 1 кг от 32 до 22 ºС? (Удельная теплоемкость олова 230 Дж/кг ºС) (-2,3 кДж)
2. Какое количество теплоты выделится при остывании кирпичной печи массой 350 кг на 20ºС? (Удельная теплоемкость кирпича 880Дж/кг ºС) (-6,16 МДж)
3. Какое количество теплоты потребуется, чтобы нагреть кусок латуни массой 5 кг на 30 ºС? (Удельная теплоемкость латуни 400 Дж/кг ºС) (60 кДж)
4. Какое количество теплоты потребуется, чтобы нагреть стальную деталь массой 20 кг от 27 до 57 ºС? (Удельная теплоемкость стали 500 Дж/кг ºС) (0,3 Дж)
Голубые карточки
1. Сколько энергии выделится при сгорании 10 кг каменного угля? (Удельная теплота сгорания каменного угля 2,7 · 107 Дж/кг) (270 МДж)
2. Сколько энергии выделится при сгорании 5 кг древесного угля? (Удельная теплота сгорания древесного угля 3,4 · 107 Дж/кг) (170 МДж)
3. Сколько энергии выделится при сгорании 5 кг бензина? (Удельная теплота сгорания бензина 4,6 · 107 Дж/кг) (230 МДж)
4. Сколько энергии выделится при сгорании 4 кг антрацита? (Удельная теплота сгорания антрацита 3,0 · 107 Дж/кг) (120 МДж)
2-й гейм – «Спешите видеть»
1. На сколько градусов в комнате теплее, чем на улице, если в комнате термометр показывает +17 ºС, а на улице - 20 ºС?
1) на 3 ºС;
2) на 37 ºС;
3) на -3 ºС.
2. Кирпич кажется на ощупь теплее, чем например кусок гранита при одной и той же температуре. Какой из этих строительных материалов обладает лучшей теплоизоляцией?
1) гранит;
2) кирпич;
3) теплоизоляция кирпича и гранита одинакова.
Далее работа ведется с заданиями по чтению и распознаванию графиков плавления и кристаллизации веществ.
4-й гейм – «Дальше, дальше…»
Вопросы 1-й команде:
1) Беспорядочное движение частиц, из которых состоят тела, называется… (Тепловым движением)
2) Внутреннюю энергию тела можно увеличить…. (Совершая работу или теплопередачей)
3) Перенос энергии от более нагретого тела менее нагретому в результате теплового движения и взаимодействия частиц, называется… (Теплопроводностью)
4) Энергия, которую тело получает или теряет при теплопередаче, называют… (Количеством теплоты)
5) Единица измерения удельной теплоемкости вещества. (Дж/кг × °С)
6) Какой буквой обозначается удельная теплота сгорания топлива? (q)
7) Переход вещества из твердого состояния в жидкое называется… (Плавлением)
8) Температура кристаллизации воды. (0 °С)
9) Как вычислить количество теплоты необходимое для плавления кристаллического тела, взятого при температуре плавления? (Q = λm)
10) Явление превращения пара в жидкость называется… (Конденсацией)
11) Температура кипения молока. (100 °С)
12) Машины, в которых внутренняя энергия топлива превращается в механическую энергию, называются… (Тепловыми двигателями)
13) Крайнее положение поршня в цилиндре ДВС называется… (Мертвой точкой)
14) Каков КПД современных тепловых машин? (20 - 40%)
Вопросы 2-й команде:
1) Энергию движения и взаимодействия частиц, из которых состоит тело, называется… (Внутренней энергией)
2) Процесс изменения внутренней энергии тела без совершения работы над ним самим называется… (Теплопередачей)
3) Перенос энергии самими струями газа или жидкости называется… (Конвекцией)
4) Количество теплоты, которое необходимо передать 1г воды для нагревания ее на 1 ºС называется… (Калория)
5) Какова удельная теплоемкость воды? (4200 Дж/кг × °С)
6) Как подсчитать количество теплоты Q, выделившееся при полном сгорании топлива любой массы m? (Q = qm)
7) Переход вещества из жидкого состояния в твердое называется… (Кристаллизацией)
8) Чугун плавится при температуре 1200 ºС. При какой температуре чугун отвердевает? (1200°С)
9) Какую физическую величину обозначают греческой буквой λ? (Удельную теплоту плавления вещества)
10) Явление превращения жидкости в пар называется… (Парообразованием)
11) Температура кипения воды. (100 °С)
12) Какой буквой обозначают удельную теплоту парообразования? (L)
13) Какую роль играет маховик в ДВС? (Уменьшает неравномерность вращения коленвала)
14) Тип тепловых двигателей, в которых пар или нагретый до высокой температуры газ вращает вал без помощи поршня и шатуна? (Паровая турбина)
5-й гейм – «Темная лошадка» (контрольная работа)
Вариант 1
1. Какое количество теплоты потребуется для нагревания кирпичной печи массой 3 т от температуры 20 °С до температуры 30 °С? (Удельная теплоемкость кирпича 880 Дж/кг °С)
2. При остывании чугуна массой 4 т выделяется 54 МДж теплоты. На сколько градусов изменилась температура чугуна? (Удельная теплоемкость чугуна 540 Дж/кг °С)
3. Какова масса каменного угля, если при полном его сгорании выделилось 6 × 106 МДж теплоты? (Удельная теплота сгорания каменного угля 27 МДж/ кг)
4. Какое количество энергии потребуется для нагревания и плавления свинца массой 0,4 кг, имеющего начальную температуру 17 °С? (Температура плавления свинца 327 °С, удельная теплоемкость свинца 140 Дж/кг °С, удельная теплота плавления свинца 2,5 × 104 Дж/кг)
5. Для получения раннего урожая грунт утепляют паром. Сколько потребуется стоградусного пара, выделяющего теплоту 36,6 МДж, при конденсации и охлаждении его до температуры 30 °С? (Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/кг °С, удельная теплота парообразования воды 2,3 × 106 Дж/кг)
6. Какое количество теплоты потребуется для нагревания и плавления в железной коробке олова массой 100 г, если их начальная температура была 32°С? (Температура плавления олова 232 °С, удельная теплоемкость олова 230 Дж/кг °С, удельная теплоемкость железа 460 Дж/кг °С, удельная теплота плавления олова 6 × 106 Дж/кг)
Вариант 2
1. Какое количество теплоты потребуется для нагревания стальной детали массой 400 г от температуры 15 °С до температуры 1200 °С? (Удельная теплоемкость стали 500 Дж/кг °С)
2. Какое количество теплоты выделяется при остывании 3 т чугуна на 100 °С? (Удельная теплоемкость чугуна 540 Дж/кг °С)
3. К зиме заготовили сухие сосновые дрова объемом 2 м3 и каменный уголь массой 1,5 т. Сколько теплоты выделится в печи при полном сгорании этого топлива? (Удельная теплота сгорания сосновых дров 10 МДж/кг, удельная теплота сгорания каменного угля 27 МДж/кг, плотность сосновых дров 400 кг/м3)
4. В алюминиевой кастрюле массой 200 г расплавили олово массой 50 г. Какое количество теплоты пошло на нагревание кастрюли и плавление олова, если начальная температура их была 32 °С? (Удельная теплоемкость алюминия 920 Дж/кг °С, удельная теплоемкость олова 230° Дж/кг °С, температура плавления олова 232 °С, удельная теплота плавления олова 6 × 106 Дж/кг)
5. Какое количество льда, взятого при температуре –12 °С можно расплавить, полученную при плавлении воду нагреть до 100 °С и обратить в пар, затратив на это количество теплоты, выделяемое при сгорании 0,1кг природного газа? (Удельная теплоемкость льда 2100 Дж/кг °С, удельная теплота плавления льда 3,4 × 105 Дж/кг, удельная теплоемкость воды 4200 Дж/кг °С, удельная теплота парообразования воды 2,3 × 106 Дж/кг, удельная теплота сгорания природного газа 4,4 × 107 Дж/кг)
6. На керосинке расплавили 5 кг льда при 0 °С. При этом было израсходовано 50 г керосина. Определите КПД керосинки. (Удельная теплота плавления льда 3,4 × 105 Дж/кг, удельная теплота сгорания керосина 4,6 × 107 Дж/кг)