Урок посвящен повторению и обобщению курса 8-го класса по разделу «Электричество».Он основан на групповой работе учащихся.
Цели:
- повторить и обобщить знания по разделу «Электричество»;
- проконтролировать умения изображать схемы электрических цепей;
- совершенствовать навыки сборки электрической цепи, умение сравнивать, анализировать, делать выводы, находить по схемам цепей нужную величину;
- развивать внимание, наблюдательность;
- воспитывать самостоятельность, творческое отношение к учебному труду.
Оборудование: лампочки на подставке (на 3,5В, 0,26А) – 3 шт, источник тока (на 4В) – 3 шт, выключатель лабораторный – 5 шт, резистор (на 2,2 Ом) – 3 шт, реостат лабораторный( на 5 Ом) – 1 шт, электродвигатель лабораторный с лопастями (на 3В) – 2 шт, амперметр лабораторный (на 2А) – 2 шт, вольтметр лабораторный (на 6В) – 2 шт, авометр Ц-20 – 1 шт, соединительные провода – 35 шт, шнур удлинитель с тройником – 1 шт, комплект заданий группам, комплект дополнительных заданий, стенд с заданиями.
План урока.
- Организационная часть – постановка цели и задач урока; вступление.
- Основное содержание урока: выполнение заданий, анализ решений, оформление стендов.
- Заключительная часть: обобщение, подведение итогов работы.
- Домашнее задание.
ХОД УРОКА
Учитель: Мы закончили изучение раздела «Электричество».Зачем вообще изучается любая наука? Чтобы применять полученные знания на практике. В жизни все время возникают проблемы, которые человеку нужно решать. Как он это делает? Например, есть проблема – как использовать 2 часа свободного времени? (Учащиеся высказывают разные предложения). Принимаем решение «Поход в кино». Какие этапы проходит решение этой проблемы? Сначала появилась идея – идти в кино. Дальше? Начинаются рассуждения, расчеты: хватит ли времени, денег, кто пойдет и т.д. Наконец, мы претворяем в жизнь, т.е. осуществляем на практике эту идею. Какая цепочка действий по решению проблемы у нас получилась? А вот такая:
проблема ––> идея ––> расчеты ––> практика
Запомним эти ступени. По ним человек всегда
идет, решая задачи, возникающие перед ним в жизни
и на работе.
Я хочу вам предложить одну из таких задач.
Посмотрим, помогут ли вам справиться с ней
приведенная выше формула и те знания и навыки,
которые вы имеете. Итак задача.
«Человек шагнул в космос. Он – пылинка в
безбрежном океане. Сколько неожиданного,
неведомого хранит в себе холодная, мрачная
Вселенная. Каждый новый шаг дается слишком
дорогой ценой. Может быть нужно отказаться от
мечты? Вам предстоит ответить на эти вопросы.
Думайте и решайте. Помогут избежать нам
ошибок и достигнуть победы только знания.
Взрослые решают сложные задачи, мы с вами учимся
их решать.
Представим себе ситуацию: мы – экипаж космического корабля, летящего среди звезд. Слышим сигналы SOS, призывы о помощи. Неизвестная нам цивилизация терпит бедствие. Необходимо спасти ее и обеспечить жителей этой планеты светом, теплом, наладить вентиляцию помещений. Повторяю: необходимы освещение, обогрев, вентиляция помещений. Мы должны решить эти проблемы. Время ограничено, через 40 минут мы будем на орбите планеты».
Далее учитель делит учащихся на 3 бригады (по рядам): «Освещение», «Обогрев», «Вентиляция», в каждой бригаде по 3 группы «Конструкторский», «Инженерный», «Практический».
Первыми получают задания конструкторские группы: они будут разрабатывать технический проект. Потом проекты перейдут к инженерным группам: те сделают необходимые расчеты. И завершат дело рабочие группы: они соберут установки, которые вы им предложите, опробуют их.
Чтобы группы, освободившиеся от решения основной задачи или еще не вступившие в работу, не скучали и не потеряли творческую форму, им будут предложены дополнительные задания, развивающие и углубляющие знания.
А теперь – за работу!
Задания сформулированы так, что в них указано,
что нужно сделать, приведены технические
условия, которым должны удовлетворять
конструкции; записаны они на специальных
карточках. Задания связаны с понятиями, законами
и явлениями раздела «Электричество».
Деятельностью групп, выполняющих основные
задания, руководит учитель, а групп, работающих с
дополнительными заданиями – «Капитаны» (3
ученика – старшеклассники), которые получили
инструктаж об обязанностях до урока. Результаты
выполнения каждого основного задания (схема
проекта, вывод формулы, расчет и т.д.) каждой
группой отображаются на доске одним из ее членов;
дополнительных заданий – на стенде «Физика»;в
момент окончания записи на доске звучит сигнал и
все группы прерывают свою деятельность, затем
приступают к обсуждению этой записи. После
принятия работы основное задание получает
следующая в бригаде группа.
Привожу содержание основных заданий и их
решения.
Задание для бригады «Освещение»
Конструкторское задание
1. Составьте проект электрической схемы освещения помещения.
Схема должна обеспечивать выполнение следующих условий: освещение помещения тремя лампами с отдельным включением; при перегорании или выключении остальные не должны гаснуть; автоматическое отключение цепи от источника тока при коротком замыкании; использование в качестве источника тока гальванического элемента.
2. После выполнения задания нарисуйте проект (схему) на доске.
Решение этого задания на рисунке 1.
Рисунок 1.
Инженерное задание.
1. Для схемы, составленной группой конструкторов, рассчитайте силы токов и напряжения на отдельных участках цепи, а также укажите, какие приборы понадобятся для сборки этой цепи. Напряжение источника тока 3В, а сопротивление каждой лампы 12 Ом.
2. После выполнения задания все расчеты повторите на доске рядом со схемой.
Расчеты инженеров:
1) U1 = U2 = U3 = U = 3В.
2) I1 = U1 / R1 = U1/ R1 =
U1/ R1,
I = 3В/12 Ом = 0,25 А.
3) I = I1 + I2 + I3, I = 0,75 А.
Требующиеся приборы: источник тока, 3 выключателя, 3 лампочки, соединительные провода, плавкий предохранитель (на предельно допустимый ток 1А).
Практическое задание.
1. Из имеющихся приборов выберите те, что
указаны инженерами, и соберите электрическую
цепь по разработанной конструкторами схеме.
2. Измерьте силы токов и напряжения на
потребителях. Сравните с рассчитанными.
3. По выполнении задания продемонстрируйте
собранную цепь и ее работу классу, а также то, что
она удовлетворяет поставленным требованиям.
Задания для бригады «Обогрев»
Конструкторское задание
1. Составьте проект электрической схемы, по
которой можно собрать установку для обогрева
помещения.
Обогревателями служат лабораторные резисторы, а
источником тока – аккумулятор, при сгорании
одного обогревателя остальные тоже должны
прекратить работу; нужно предусмотреть
возможность плавкого регулирования выделяемого
нагревателями количества теплоты; нужно
предусмотреть также возможность включения и
выключения нагревателей и автоматическое
отключение цепи от источника питания при
коротком замыкании.
2. После выполнения задания начертите разработанную схему на доске.
Решение этого задания – схема, изображенная на рисунке 2.
Рисунок 2.
Инженерное задание
1. По схеме, составленной группой конструкторов
рассчитайте количество теплоты, выделяемое
тремя нагревателями в течение 1 ч, если
напряжение источника тока 3В (сопротивление
реостата равно нулю), а сопротивление каждого
нагревателя примерно равно 2,2 Ом.
2. Рассчитайте, на какую силу тока должен быть
взят предохранитель.
3. Укажите, какие приборы понадобятся для сборки
цепи.
4. Все расчеты после выполнения задания напишите
на доске рядом со схемой.
Решение.
1) Q = A. Так как А = Рt ,отсюда следует Q = Pt; поскольку Р = UI , то Q = UIt; а так как I = U/ R, то Q = U2t / R; но R = R1 + R2 + R3 = 3R1, значит,
Q = U2t / 3R1; Q = 3 * 3В * 3600с/3 * 2,2 Ом = 5000 Дж.
2) Imax = U / R= U/ 3R1; Imax = 0,45 А; следовательно, предохранитель нужно взять на силу тока 0,5 А.
3) Для сборки цепи необходимо следующее оборудование: резистор сопротивлением 2,2 Ом – 3 шт; реостат лабораторный – 1 шт; ключ – 1 шт; предохранитель на 0,5 А – 1 шт; аккумулятор на 3В, соединительные провода.
Практическое задание
1. Из имеющихся приборов по указаниям инженеров и схеме, предложенной конструкторами, соберите электрическую цепь.
2. Измерьте наибольшую силу тока в цепи и сравните ее с рассчитанной.
3. Объясните, какие изменения происходят в работе цепи, когда меняется положение ползунка реостата.
Задания для бригады «Вентиляция»
Конструкторское задание
1. Составьте электрическую схему установки для вентиляции помещения.
Учтите следующие условия: вентиляция будет осуществляться двумя одинаковыми электродвигателями; рабочее напряжение каждого двигателя равно напряжению источника тока; источником тока служит аккумулятор; предусмотрите возможность включения и выключения обоих двигателей сразу и защиту цепи от короткого замыкания.
2. После выполнения задания начертите проект (схему) на доске.
Решение этого задания показано на рисунке 3.
Рисунок 3.
Инженерное задание
1. В схеме, составленной группой конструкторов, рассчитайте мощность тока в цепи при условии, что напряжение источников тока 1В, а допустимая сила тока через электродвигатель 1А.
2. Рассчитайте, какую работу совершает ток в цепи в течение 1 ч.
3. Укажите, какие измерительные приборы нужны для определения мощности тока в этой цепи.
4. Все расчеты повторите рядом со схемой на доске.
Выполнение задания
1) P = UI
U = U1 = U2
I = I1 + I2. Так как I1 = I2,
отсюда следует I = 2I1.
P = U * 2I1; Р = 1В * 2 * 1А = 2 Вт.
2) A = Pt. A = 2 Вт * 3600с = 7200 Дж.
3) Для определения мощности требуется знать силу тока и напряжение; следовательно, нужны амперметр и вольтметр.
Практическое задание
- Из имеющихся приборов соберите цепь по схеме, составленной группой конструкторов с учетом указаний инженеров.
- Назовите приборы, которые понадобились для сборки.
- Проведите измерения величин, необходимых для вычисления мощности тока.
- Какой предохранитель понадобится для этой цепи? Продемонстрируйте его работу.
Выполнение задания
1. Для сборки нужно такое оборудование:
электродвигатели – 2 шт; ключ – 1 шт; плавкий
предохранитель на 3А – 1 шт; амперметр на 2А – 1 шт;
вольтметр на 6 В – 1 шт; источник тока;
соединительные провода.
Для цепи нужен предохранитель на силу тока 3А.
Дополнительные задания содержат также вопросы
и задачи к учебному материалу раздела
«Электричество»;они углубляют и дополняют
основные знания. Занимательная форма , в которой
они изложены, и иные виды деятельности, которые в
них предусмотрены, способствуют сохранению
интереса к работе.
В заключительной части урока мы выясняем, какое
значение для решения проблемы имеет участие
каждой группы и каждого члена группы. В ходе
беседы приходим к выводу о взаимозависимости
групп и важности их взаимодействия, сложности
выполнения какого-либо задания в одиночку.
Далее анализируем, какие знания и умения нам
понадобились для решения поставленной задачи.
Ученики называют темы, их основное содержание, а
также использованные закономерности. Следует
вывод: «Итак, внеземную цивилизацию мы спасли и
помогли нам в этом…»
Литература:
- А.В. Перышкин. Физика. 8 кл. – М.:Дрофа, 2009 г.
- А.В.Чеботарева .Тесты по физике. 8 кл. – М.: Экзамен, 2009.
- Разумовский В.Г. Развитие творческих способностей учащихся в процессе обучения физике. – М.: Просвещение, 1975.