Модульная программа темы "Молекулярно-кинетическая теория идеального газа"

Разделы: Физика


Методический анализ 8 главы «Молекулярно-кинетическая теория идеального газа» (по учебнику В.А. Касьянова «Физика 10» 4-е издание исправленное М.: Дрофа, 2002 год.

1. Формулируем дидактическую цель курса 10 класса: знакомство с основными  фундаментальными физическими теориями (электродинамикой, СТО, оптикой, квантовой физикой)

2. Делим весь материал курса физики 101 класса на блоки

Блок Содержание блока
Механика Кинематика материальной точки динамика материальной точки статика механических колебаний релятивистская механика.
Молекулярная физика Молекулярная структура вещества. «Молекулярно-кинетическая теория идеального газа». Термодинамика. Звуковые волны.
Электродинамика Электростатика

3. Определяем обязательный минимум знаний/умений/навыков для учащихся и  конкретизируем необходимые ЗУНы для выделенного блокаэ закона

Определяем обязательный минимум знаний/умений/навыков Конкретизируем необходимые знания/умения/навыки в блоке «Молекулярно-кинетическая теория идеального газа»
Учащимся необходимо знать план, руководствуясь которым школьники должны характеризовать физическую теорию, а именно:

1) теоретическое и экспериментальное обоснование теории;

2) формулировки основных положений;

3) следствия теории и факты их экспериментальной проверки;

4) границы применимости теории;

5) примеры практического значения теории и ее применений

1) Молекулярно-кинетическую теорию идеального газа. Учащиеся знакомятся с элементами статистического подхода к исследованию свойств системы, состоящей из огромного числа частиц. Модель идеального газа и вывод основного уравнения кинетической теории газов. Опыт Штерна.

2) а) все тела состоят из частиц...
б) частицы хаотически движутся...
в) частицы взаимодействуют друг с другом...

3) газовые законы, полученные исторически задолго до вывода основного уравнения опытная проверка закона Гей-Люссака закона Бойля-Мариотта закона Шарля

4) – реальный газ, низкие температуры, p>106 Па
– объяснение явлений природы: диффузии, поверхностного натяжения, теплового расширения тел и др.
– предсказание свойств новых материалов.
– расчеты физических характеристик тел: теплоемкости, давления газа и др.
– обоснование эмпирических законов идеального газа.

Учащимся необходимо уметь:

6) приводить примеры, показывающие, что:
а) наблюдения и эксперимент являются основой для выдвижения гипотез и теорий;
б) эксперимент позволяет проверить истинность теоретических выводов;
в) физическая теория дает возможность объяснить известные явления природы и научные факты;

7) раскрывать влияние научных идей и теорий на формирование современного мировоззрения; приводить примеры физических явлений и процессов, изучаемых в теории;

8) воспринимать, перерабатывать и предъявлять учебную информацию в различных формах (словесной, образной, символической): излагать суть содержания текста учебной книги по физике; выделять в тексте учебника важные категории научной информации (описание явления или опыта, постановка проблемы, выдвижение гипотезы или теоретического предсказания); выдвижение гипотезы для объяснения предъявленной системы научных фактов; делать выводы на основе экспериментальных данных, представленных таблицей, графиком, диаграммой.

 

а) наблюдение молекул с помощью ионного проектора, электронного микроскопа, диффузия, Броуновское движение, опыт Штерна.
б) делимость вещества, закон кратных отношений (1803 г. – Дальтон, 1808 г. – Гей-Люссак), диффузия, деформация тел, опыт со свинцовым цилиндром.
в) диффузии, поверхностного натяжения, расчеты давления газа, теплоемкости, обоснования эмпирических законов идеального газа.

7) дискретное строение вещества, непрерывное и хаотичное движение частиц вещества, диффузия, модели газа, жидкости и твердого тела, изопроцессы газов, необратимость процессов теплопередачи.

8) составлять опорный конспект по теме с использованием символов, схем, таблиц, диаграмм; делать выводы после наблюдения явлений диффузии, деформации, Броуновского движения.
уметь объяснять изопроцессы на основе МКТ, зависимость между макро - и микропараметрами, изображать графически изопроцессы.

Учащимся необходимо владеть:

9) основными понятиями и законами физики: соотносить изучаемые понятия с теми свойствами (особенностями) тел и процессов, для характеристики которых эти понятия введены в физику; описывать опыты, оказывающие существенное влияние на развитие физики; раскрывать смысл изучаемых физических законов и принципов; описывать преобразования энергии в процессах;

10) понятиями и представлениями физики, связанными и жизнедеятельностью человека.

 

9) основные положения МКТ, равновесная замкнутая система, идеальный газ, молекула, ее характеристики – масса, скорость, размеры, постоянная Больцмана, параметры системы (p, T, V, m, M), среднее значение величин, уравнение МКТ идеального газа, распределение Максвелла.

4. Выделяем в блоке Молекулярно-кинетическая теория идеального газа модули и составляем модульную программу (см. Приложение).

5. Формулируем дидактическую цель для каждого модуля.

6. Выделяем в модулях учебные элементы и формулируем для каждого элемента частную дидактическую цель.

7. Анализируем число часов, отводимых для изучения указанного раздела примерными программами.

 При изучении на уровне А (базовый уровень Стандарта, 2 ч/нед) на тему «Молекулярно-кинетической теории идеального газа» выделяется 6 часов. Базовый курс физики включает в основном вопросы методологии науки физики и раскрывает содержание на понятийном уровне.

На уровнях В и С (профильный уровень: физико-математический, физико-химический, индустриально-технологический, 5 ч/нед) на изучение темы «Молекулярно-кинетической теории идеального газа» отводится 15 часов. Профильный курс построен методом уточнения и расширения содержания базового курса. Физические законы, теории, гипотезы в большей части включены в содержание профильного курса.

В учебнике В. А. Касьянова «Физика 10» для базового уровня (2 ч/нед) Молекулярно-кинетической теории идеального газа посвящается пять параграфов: § 49 Распределение молекул идеального газа по скоростям, § 50 Температура, § 51 Основное уравнение Молекулярно-кинетической теории идеального газа, § 52 Уравнение Клапейрона-Менделеева, § 53 Изопроцессы.

8. Определяем дидактическую цель блока: ознакомить учащихся с элементами статистического подхода к исследованию свойств системы рассматривать изопроцессы и продолжить изучение основных положений МКТ.

9. В блоке выделяем шесть модулей: М1 («Распределение молекул идеального газа по скоростям»), М2(«Температура»), М3 («Основное уравнение МКТ»), М4 («Уравнение Клапейрона-Менделеева»), М5 («Изопроцессы»), М6 («Обобщенный контроль знаний по теме»).

10. Формулируем дидактическую цель для каждого модуля.

11. Выделяем в модулях учебные элементы и формулируем для каждого элемента частную дидактическую цель.