Интегрированный урок физики и химии в 9-м классе по теме: "Физико-химический фейерверк"

Разделы: Физика, Химия

Цели урока:

Дидактические:

  • Систематизация физико-химических знаний.
  • Акцентирование внимания школьников на возможности интеграции курсов химии, физики, истории, литературы и математики.

Развивающие:

  • Формирование научного мировоззрения.
  • Развитие познавательной мотивации.
  • Развитие эмоций, творческих способностей, обогащение словарного запаса школьников.

Воспитательные:

  • Воспитание чувства товарищества, умение работать в коллективе.
  • Повышение уровня эстетического воспитания учащихся.
  • Ориентирование учащихся на здоровый образ жизни.

Используемые педагогические технологии:

  1. ИКТ: презентация хода урока, индивидуальный тестовый контроль, видеозапись экспериментов и задания к ним.
  2. Игровые технологии: соревнование.
  3. Элементы здоровьесберегающих технологий.
  4. Интерактивные технологии.

Методы контроля: фронтальный устный опрос, взаимоконтроль, компьютерный контроль, решение экспериментальных задач, контрольные задания тестового типа.

Оборудование (средства обучения): ТСО, электрометр, эбонитовая палочка, лампочка, спиртовка, бумажный конверт, термометр, штатив с пробирками, растворы: хлорида железа(III ), гидроксида натрия, серной кислоты, кристаллический дихромат аммония, смешанный с металлическим магнием, спирт, вата, спички.

Содержание и последовательность учебного занятия

- Здравствуйте, дорогие ребята! Мы думаем, что в нашей школе самые эрудированные, образованные и умные дети, и что ваши любимые предметы – это химия и физика. Именно поэтому мы решили провести интеллектуальную игру “Физико-химический фейерверк”.

Покажите свои знания по химии, физике, свою смекалку, быстроту и точность.

- Разрешите представить вам наше достопочтенное жюри. Председатель жюри:

Члены жюри: эксперт по математике… эксперт по физике… эксперт по химии…

- Дорогие участники, за час до игры мы попросили вас разбиться на три команды. Названия командам мы придумали сами: Салют, Огонь и Петарда. Вам дали задание – выбрать капитана и придумать девиз вашей команды. Итак, первый конкурс – представление команд. Слово предоставляется команде Салют. Далее свои представления показывают команды Огонь и Петарда.

Задаются блиц-вопросы 3-м командам. (См. приложение 1). Вопросы дублируются на экране.

Слово жюри.

Второй тур игры – “Блицтурнир”. Команды должны за 1 минуту ответить на большее число предоставленных вопросов. За каждый правильный ответ команда получает 1 балл.

  1. Силометр – это … (динамометр)
  2. Цвет лакмуса в кислой среде (красный)
  3. Величина, равная отношению пройденного пути ко времени, в течение которого этот путь пройден (скорость)
  4. Газ, который мы выдыхаем (углекислый, СО2)
  5. Число оборотов за единицу времени (частота обращения)
  6. Химический элемент, недостаток которого приводит к кариесу зубов ( фтор)
  7. Скорость изменения скорости (ускорение)
  8. Элемент, являющийся лесом (бор)
  9. Длина траектории – это…(пройденный путь)
  10. Оксид водорода (вода)
  11. Сила, с которой тело, вследствие его притяжения к Земле, действует на опору или подвес (вес тела)
  12. Газ, поддерживающий горение (кислород)
  13. Ускорение, появляющееся при движении тела по окружности
  14. ( центростремительное)
  15. Определенный вид атомов (химический элемент)
  16. Величина, имеющая численное значение и направление (вектор)
  17. Чему равен объем 1 моль любого газа (22,4 литра)
  18. Раздел механики о движении, не рассматривающий сил, его вызывающих (кинематика)
  19. Элемент названный в честь учёного (Менделевий, Курчатовий и т.д.)
  20. Направленное движение свободных заряженных частиц под действием электрического поля электрический ток)
  21. Бывает белый, красный, черный (фосфор)
  22. Величина, равная отношению напряжения к силе тока (сопротивление)
  23. Реакция между кислотой и основанием (нейтрализация или обмена)
  24. Автор закона всемирного тяготения (И. Ньютон)
  25. Цвет метилоранжа в кислой среде (красный)
  26. “Эврика”,- воскликнул он и открыл закон (Архимед)
  27. Какое вещество Леонардо Да Винчи назвал соком жизни (вода)
  28. Прибор для измерения температуры (термометр)
  29. Единица измерения работы, энергии (джоуль)
  30. Основной компонент воздуха (азот)
  31. Прибор для измерения атмосферного давления (барометр)
  32. Агрегатное состояние вещества, не сохраняющее форму и объём (газ)
  33. Мера занимаемого телом пространства (объем)
  34. Красив, наряден карбонат, ему строитель очень рад, назовите соединение (мрамор, известняк, СаСО3)
  35. Прибор с намагниченной стрелкой (компас)
  36. Соли угольной кислоты (карбонаты)
  37. Сила, действующая на тело, погруженное в жидкость или газ (сила Архимеда)
  38. В каких веществах у фенолфталеина, бывает не жизнь, а сплошная малина (щелочи)
  39. Действие одного тела на другое (сила)
  40. Сложное вещество, состоящие из2-х элементов, один из которых кислород (оксид)
  41. Мера инертности тела (масса)
  42. Какой химический элемент всегда рад (Радон, радий)
  43. Скалярной или векторной величиной является сила (векторной)
  44. Газ, утверждающий, что он- это не он (неон)
  45. Закон действия и противодействия (3 закон Ньютона)
  46. Самый легкий газ (водород)
  47. Явление сохранения скорости телом при отсутствии действия на него других тел (инерция)
  48. Вещество, ускоряющее химическую реакцию (катализатор)
  49. Как взаимодействуют одноименные заряды (отталкиваются)
  50. Автор периодического закона (Менделеев)
  51. Прибор для измерения массы (весы)
  52. Назовите аллотропные модификации углерода (графит, алмаз или карбин)
  53. Сила, возникающая при деформации тела (сила упругости)
  54. Соли кремниевой кислоты называются…(силикаты)
  55. Геометрическая сумма сил, действующих на тело (равнодействующая, результирующая)
  56. Химический элемент, названный в честь какой-либо страны (германий, франций, америций)
  57. Единица измерения давления (паскаль, атмосфера, мм. рт. ст.)
  58. Сколько частиц содержится в 1 моль вещества (число Авогадро 6,02 х 10 23)
  59. Заряд, прошедший через поперечное сечение проводника за 1 секунду (сила тока)
  60. Линия, вдоль которой двигается тело (траектория)
  61. Отношение полезной работы к затраченной (КПД)

- Для третьего тура “Галерея великих учёных” вам потребуется вспомнить великих физиков и химиков, а также основные события их жизни. Вам будут зачитываться и демонстрироваться на экране биографические данные. О ком идет речь, вам предстоит разгадать. Чем раньше вы отгадаете, тем больше баллов заработаете. Если вы узнаете учёного по первому фрагменту, то получите 5 баллов; по двум фрагментам- 4 балла; по тём фрагментам – 3 балла и т.д.

- Зачитываются предложения, и несколько секунд дается команде на разгадку. Если участники не смогли дать ответ, то зачитывается следующий факт из жизни ученого. Если участники не смогли отгадать фамилию ученого по пяти предложенным фрагментам, то дается шанс заработать 1 балл другим командам. Если вы неправильно назвали имя учёного, то вы теряете право на продолжение участия в этом туре, так что не торопитесь давать ответ, если вы в нём не уверены.

1.

А) “Никогда еще ничего подобного не было создано силами одного человека – так писали современники о великом ученом – он – словно небесное существо, совсем не похожее на смертных”.

Б) Мог любого обыграть в шашки, построил в доме солнечные часы (которые сохранились до сих пор), а затем сконструировал и водяные.

В) Великий физик и математик, он родился 350 лет назад в Англии.

Г) Он объяснил многие оптические явления, построил зеркальный телескоп, сформулировал основные законы механики, закон всемирного тяготения, создал теорию движения небесных тел.

Д) Ему на голову упало яблоко, и он открыл свой знаменитый закон.

ИСААК НЬЮТОН (1643-1727) – АНГЛИЙСКИЙ МАТЕМАТИК, МЕХАНИК, АСТРОНОМ, ФИЗИК.

2.

А) Много открытий было сделано этим великим ученым. Полное собрание его сочинений, 25 объемистых томов, настоящая энциклопедия знаний.

Б) По словам Чугаева Л. А. этот человек – гениальный химик, первоклассный физик, плодотворный исследователь в области гидродинамики, геологии, в различных разделах химической технологии и других сопредельных с химией и физикой дисциплинах.

В) Родился в 1834 г. Русский химик и физик, член-корреспондент Петербуржской академии наук. За заслуги был избран членом более 70 академий и научных обществ разных стран мира.

Г) В 1871 г выступил со своей статьей “Естественная система элементов и применение ее к указанию свойств неоткрытых элементов”. В ней он описал свойства неизвестных элементов, условно называя их “экабор”, “экасилициум”, “экаалюминий”.

Д) Разработал периодическую систему химических элементов.

МЕНДЕЛЕЕВ Д. И. (1834-1907) – РУССКИЙ ХИМИК, ФИЗИК.

3.

А) О нем Пушкин писал: “Соединяя необыкновенную силу воли с необыкновенной силой понятия, он обнял все отрасли просвещения. Жажда науки была сильнейшей страстью сей души, исполненной страстей”

Б) Автор строк:

Открылась бездна
Звезд полна,
Звездам числа нет
Бездне – дна.

В) Разработал корпускулярную (молекулярную) теорию строения вещества. В 1760 году сформулировал закон сохранения массы: “Все перемены в натуре встречающиеся, такого суть состояния, что сколько у одного тела отнимется, столько присовокупиться к другому… Так ежели где убудет насколько материи, то умножиться в другом месте”

Г) Родился 8 ноября 1711 года в деревне Мишанинской, расположенной на острове в устье Северной Двины. Был единственным сыном в семье.

Д) Создатель проекта Московского университета, который и сейчас является ведущим вузом страны. Университет носит имя этого ученого.

Ломоносов Михаил Васильевич (1711 – 1765) – Русский ученый.

Подведем итоги. Слово жюри.

Четвёртый тур нашей игры “Эксперимент”. На экране для каждой команды будет предложен физический эксперимент. Ваша задача – его объяснить. После этого каждая команда получит экспериментальное задание по химии, которое нужно будет проделать и объяснить.

Объяснение физических экспериментов.

1.1 Можно ли кипятить воду в бумажной коробке?
1. Нагревать воду в бумажной коробке возможно т. к. вода обладает большой теплоемкостью. Все подводимое тепло расходуется на нагревание воды и бумага значительно не нагревается, а значит, и не может загореться.

2.2 Можно ли с помощью отрицательно заряженной палочки получить положительный заряд на электрометре?
2. Под действием электрического поля палочки электроны скапливаются (индуцируются) на противоположной от палочки части шара. Касаясь рукой, мы уменьшаем количество электронов на шаре, поэтому электрометр заряжается положительно.

3.3 Если заряженного шара электрометра коснуться неоновой лампочкой, то видна кратковременная вспышка. Почему вспыхивает лампочка?
3. Вокруг наэлектризованного шара существует электрическое поле. Если коснуться лампочкой шара, возникает кратковременный ток в цепи: лампочка, тело человека, земля.

4.4 Химический эксперимент. Осуществите превращение экспериментально и докажите уравнениями реакций в молекулярном и в ионном виде.

FeCl3 —> Fe(OH)3 —> Fe2(SO4)3

Подведем итоги. Слово жюри.

Пятый тур игры “Литературный конкурс”. Десятиклассники приготовили для вас задачи из литературных произведений. Участники получают литературный текст, внимательно его читают и стараются пояснить данный фрагмент текста с точки зрения предметов химии, физики. На подготовку дается 1-2 минуты. Жюри принимает участие в оценивании правильности ответов. Максимальная оценка – 3 балла.

После обсуждения участники команд зачитывают задание, отвечают на поставленный вопрос. Затем на экране появляется правильный ответ.

1.

Однажды Лебедь, Рак да Щука
Вести с поклажей воз взялись…
Поклажа бы для них казалась и легка:
Да Лебедь рвется в облака,
Рак пятится назад, а Щука тянет в воду.
Кто виноват из них, кто прав,- судить не нам;
Да только воз и ныне там.

(И.А. Крылов)

Вопрос: Останется ли воз на месте? И если да, то действие, каких сил скомпенсировано?

Ответ: Тяга Лебедя, направленная против силы тяжести, уменьшает трение о землю, облегчая тем вес воза. Т. к. сила Рака и Щуки направлены под углом, то равнодействующая их никак не может быть равной нулю.

2. П. П. Ершов “Конек-горбунок”.

Ну-с, так едет наш Иван
За кольцом на окиян
Горбунок летит как ветер,
И в почин на первый вечер
Верст сто тысяч отмахал
И нигде не отдыхал;

Вопрос: С какой скоростью двигался Горбунок, какое расстояние он проскакал? Принять время движения 15 часов. Верста равна 500 саженям, 15000 аршинам и 1,07 км.

Ответ: v= S/t =7,13*103км/ч = 1,98*103 м/с. В качестве сопоставления хочу отметить, что скорость ветра при урагане не превышает 150 м/с. Двигаясь с такой скоростью, Горбунок мог бы 3 раза обогнуть Землю по экватору. Остаётся загадкой – куда он скакал?

3.

– А зачем ты, Мороз Иванович, – спросила Рукодельница, – зимою по улицам ходишь да в окошки стучишься?

– А я затем в окошки стучусь, – отвечал Мороз Иванович, – чтоб не забывали печей топить да трубы вовремя закрыватьa, а не то ведь, я знаю, есть такие неряхи, что печку истопят, а трубу закрыть не закроют или и закрыть закроют, да не вовремя, когда еще не все угольки прогорели, а оттого в горнице…

Вопрос: Почему нельзя закрывать трубу, пока не все угли прогорели? Что такое угар? Почему от угара можно умереть?

Ответ: При горении угля в печи происходит химическая реакция:

С + О2 = СО2| + 402 кДж. Углекислый газ уходит в трубу. После того как уголь прогорел, трубу закрывают, чтобы сохранить тепло в печи. Но если трубу закрыть раньше того, как угли прогорят, то в печи скапливается избыток углекислого газа, который взаимодействует с еще раскаленными углями. Происходит восстановление оксида углерода(1У) до оксида углерода(П) — угарного газа:

СО2 + С = 2СО| - 160 кДж. При закрытой трубе угарный газ проникает в помещение. При вдыхании он попадает в кровь человека и образует с гемоглобином стойкое соединение. Так как переносчик кислорода оказывается блокирован, он не может транспортировать кислород. Начинается кислородное голодание тканей организма. При этом у человека возникает головокружение, рвота, удушье.

Шестой тур нашей игры “Конкурс капитанов”. Конкурс проводится за индивидуальными компьютерами. Задача капитанов решить тесты, внести правильные ответы в рисунок, где горизонтальный ряд – это номер вопроса, а вертикальный столбец – вариант ответа (а, б, в)

Задания для конкурса капитанов:

ТЕСТ

1. Равнодействующая всех сил, приложенных к телу равна нулю. Какова траектория движения тела?

А) прямая;
Б) окружность;
В) парабола.

2. Универсальный индикатор в растворе хлорида цинка станет:

А) синий;
Б) красный;
В) не изменит цвет.

3. Известно, что траектория двух материальных точек пересекаются. Столкнутся ли эти точки?

А) да;
Б) нет;
В) могут столкнуться, могут не столкнуться.

4. Какой металл не реагирует с соляной кислотой?

А) магний;
Б) медь;
В) железо.

5. Закон, определяющий меру взаимного притяжения двух тел, находящихся на расстоянии друг от друга

А) закон всемирного тяготения;
Б) закон Архимеда;
В) закон Ома.

Ответы вписываются в данный рисунок.

Если капитаны ответят правильно, то на лице человечка появится улыбка.( Очень легко проверять такой тест).

Пока капитаны выполняют задания, проведём “Конкурс эрудитов”. Правильный ответ на вопрос принесёт вашей команде дополнительный балл. Знаете правильный ответ – поднимите руку!!! На экране появляется задание. (См. приложение).

Задания конкурса эрудитов.

  1. Никто его не видывал, а слышать каждый слыхивал. Без тела, а живет оно. Без языка – кричит (эхо)
  2. Что с земли не поднимешь (тень)
  3. Как бросить предмет по прямой линии, чтоб он вернулся в ту же точку сам (подбросить вверх)
  4. Какой кулон нельзя повесить на шею (единицу электрического заряда)
  5. Какая моль не поедает одежду (единица количества вещества)
  6. Какое поле нельзя засеять (электрическое, магнитное)
  7. Какой проводник не принесет вам чая в поезде (электрический)

Седьмой тур нашей игры “Чёрный ящик”.

Что в чёрном ящике? На экране появляется задание. (См. приложение7).

Задание “черного ящика”.

Нынешняя основа этого прибыла к нам из Китая долгим и медленным путём, со скоростью 100 километров в 100 лет.

…Это было глиняным, восковым. Позже это одевали в сафьян или бархат, оковывали серебром или золотом, украшали драгоценными камнями, это запиралось на замки и застёжки. В Париже, например, это “сажали” на железные цепи. Когда-то владельцы этого считались обладателями сокровищ.

В основу рождения этого положено изобретение Гутенберга. Оно используется и в наши дни!

На Руси к изготовлению этого готовились 10 лет, приступили в 1563 и делали целый год!

Это вечное чудо.

Ответ: КНИГА.

Подведём итог нашей игры. Участникам вручаются дипломы разного достоинства.

Победителю предоставляется право зажечь главный физико-химический фейерверк.

Состав фейерверка: в тигель насыпать холмиком кристаллический дихромат аммония, смешанный с металлическим магнием. Вершину холмика смочить спиртом. Поджечь спирт горящей лучинкой.

Учебно-методическая литература по химии:

  1. Алексинский В. Н. Занимательные опыты по химии. Книга для учителя. – М,: Химия, 1995. – 263с.
  2. Леенсон И. А. Хочу все знать. Занимательная химия: В 2ч. – М,: Дрофа, 1996. – 152с.
  3. Ольгин О. Чудеса на выбор: забавная химия для детей. – М,: Детская литература, 1997. – 230 с.
  4. Соловьев Ю. Н. История химии. Развитие химии с древнейших времён до конца XIX века: Пособие для учителей. – М,: Просвещение, 1983.- 177с.
  5. Шульпин Г. Б. Эта увлекательная химия. – М,: Химия, 1984. – 245с.
  6. Энциклопедический словарь юного химика. – М,: Педагогика, 1999. – 376с.

Учебно-методическая литература по физике:

  1. Урок физики в современной школе: Творч. поиск учителей: Кн для учителя/ Сост. Э. М. Браверманн; Под ред. В. Г. Разумовского. – М.: Просвещение, 1993.- 288 с.
  2. Лыков В. Я. Эстетическое воспитание при обучении физике: Кн. для учителя: Из опыта работы. – М.: Просвещение, 1986. – 144 с., ил.
  3. Горев Л. А. Занимательные опыты по физике. – М.: Просвещение, 1985. – 175 с., ил.
  4. Иванова Л. А. Активизация познавательной деятельности учащихся при изучении физики: Пособие для учителей. – М.: Просвещение, 1983. – 160 с., ил.
  5. Ланина И. Я. Не уроком единым: Развитие интереса к физике. – М.: Просвещение, 1991. – 223 с., ил.
  6. Перельман Я. И. Занимательная физика. В двух книгах. Книга 1. – Д.: ВАП, 1994. - 223 с.
  7. Перельман Я. И. Занимательная физика. В двух книгах. Книга 2. – Д.: ВАП, 1994. - 271 с.
Приложения можно получить у автора статьи.