Пояснительная записка
Урок посвящен организации деятельности учащихся по “открытию” закона.
Урок соответствует предварительному этапу усвоения данного вида деятельности
Тема урока “Как открыть закон? Обобщение действий по “открытию” закона экспериментальным методом” (этап обобщения данного вида деятельности).
Предыстория урока
К моменту проведения данного урока учащиеся выяснили, что на тело, погруженное в жидкость, действует сила со стороны жидкости, которую назвали выталкивающей. Выяснили, что эта сила не зависит от формы тела и глубины погружения. Также учащиеся могут давать определение понятиям в соответствии со схемой логического правила определения понятий, то есть имеют навыки формализации эмпирического знания. Они уже знакомы с понятиями “единичное суждение”, “частное суждение”, “общее суждение”. Ученикам предложено дома сформулировать познавательную задачу по исследованию выталкивающей силы.
Образовательная цель: подготовить учащихся, усвоивших знания:
сила, выталкивающая однородное тело из жидкости (газа) зависит от плотности жидкости (газа), объема тела и не зависит от плотности вещества тела.
Цель по развитию учащихся: подготовить учащихся, овладевших видами деятельности:
- выявлять устойчивую связь между силой, выталкивающей тело из жидкости (газа), плотностью жидкости (газа) и объемом тела;
- снимать показания приборов;
Оборудование: мультимедиапроектор, компьютер, три комплекта ЭО.
| 1 группа | 2 группа | 3 группа |
| динамометр сосуд с водой сосуд с концентрированным раствором соли стальной цилиндр V =(20 ± 1) cм3 |
динамометр сосуд с водой алюминиевые цилиндры: V =(20 V =(10 |
динамометр сосуд с водой стальной цилиндр V =(20 алюминиевый цилиндр V =(20 |
1) cм3Ход урока
Таблица 1
| Действия (объяснения, вопросы, выводы) учителя | Действия (ответы) учащихся |
| 1.Организационный этап (1 мин.) | |
| 2.Этап актуализации знаний и действий (3-4 мин.) | |
| Что мы рассмотрели на предыдущем уроке? | Выяснили, что тело в воздухе имеет
меньший вес, чем в воде. Этот вывод сделали на основании измерения веса тела в воздухе и в воде. |
| Как объяснили это явление? | На тело, погруженное в жидкость, действует помимо силы тяжести ещё одна сила, которая направлена против силы тяжести. Это выталкивающая сила. |
| Какие познавательные задачи мы сформулировали на предыдущем уроке? | П.З.1 Зависит ли выталкивающая сила от
глубины погружения тела в жидкость П.З.2 Зависит ли выталкивающая сила от формы тела |
| Результаты решения этих задач: | Выталкивающая сила не зависит от глубины погружения и формы тела. |
| 3.Этап организации деятельности учащихся по получению закона на качественном уровне (33-35) | |
| 3.1.Формулирование ПЗ-I | |
| Продолжаем исследование. Мы имеем дело системой тел: |
цилиндры и жидкость в мензурке. цилиндр и жидкости в мензурках |
| Вы обратили внимание, что набор оборудования различен. Как полагаете почему? | Будем исследовать зависимость
выталкивающей силы от плотности жидкости Будем исследовать зависимость выталкивающей силы от массы тела. Будем исследовать зависимость выталкивающей силы от объёма тела. |
| Какие ПЗ можно сформулировать? | От каких физических величин,
характеризующих тело зависит выталкивающая
сила. От каких физических величин, характеризующих жидкость зависит выталкивающая сила. |
| Действия (объяснения, вопросы, выводы) учителя | Действия (ответы) учащихся |
| 3.2.Выдвижение гипотез | |
| Давайте выдвинем гипотезы. Ваши
предложения. Таким образом, имеем три гипотезы: выталкивающая сила зависит: - от плотности тела; - от объема тела; - от плотности жидкости. |
- От плотности тела. - От плотности жидкости. - От объёма тела |
| 3.3.Формулирование частных ПЗ | |
| Вспомним, что мы делали после
выдвижения гипотез. Тогда давайте их сформулируем. |
- Мы формулировали частные ПЗ. - Зависит ли выталкивающая сила от плотности жидкости - Зависит ли выталкивающая сила от плотности тела. - Зависит ли выталкивающая сила от объема тела. |
| 3.4.Решение ПЗ экспериментальным методом | |
| 3.4.1.Идея эксперимента | |
| В чем заключается идея нашего
эксперимента по доказательству каждой гипотезы. Напоминаю. Мы должны изменить значение только одной влияющей ФВ, Остальные должны остаться неизменными. Затем производим измерение исследуемой ФВ. Переходим к проектированию экспериментальных установок. |
- Меняем жидкость (не меняем тело)
измеряем выталкивающую силу. - Меняем объем тела (не меняем жидкость, вещество тела и его форму), измеряем выталкивающую силу. - Меняем вещество тела (не меняем жидкость, объем тела и его форму), измеряем выталкивающую силу. |
| 3.4.2.Проектирование экспериментальных установок для решения ПЗ | |
| Ваши предложения. Необходимо предложить свой проект: |
для измерения силы использовать динамометр |
| 3.4.3.Конструирование экспериментальных установок | |
| Приступим к конструированию экспериментальных установок. | Выполняют. |
| Действия (объяснения, вопросы, выводы) учителя | Действия (ответы) учащихся |
| Для этого разбиваемся на три
исследовательские группы. Учитель следит за правильностью выбора наборов экспериментального оборудования ЭУ 1. динамометр, сосуд с водой, сосуд
с концентрированным раствором соли стальной
цилиндр V =(20 ЭУ2. динамометр, сосуд с водой
алюминиевые цилиндры: V =(20 V =(10 ЭУ3. динамометр, сосуд с водой, стальной цилиндр V =(20 алюминиевый цилиндр V =(20 |
Выполняют. |
| 3.4.4.Составление программы эксперимента | |
| Каждая группа составляет программу
эксперимента. Обязательное последующее обсуждение программ. |
Выполняют. Обсуждают. |
| 3.4.5.Проведение экспериментов | |
| Приступим к проведению эксперимента. Фронтальный эксперимент по группам |
Выполняют. |
| 3.4.6.Обработка результатов эксперимента | |
| Все полученные результаты сведем в одну
таблицу (см. таблицу 2) Заранее приготовлена таблица с пустыми ячейками на компьютере. |
|
| А как определить погрешность измерения? Учитель контролирует правильность вычислений, результаты в таблицу вносит ответственный в группе |
Так как значение выталкивающей силы
получено не прямо, а косвенно, в результате
вычислений, то абсолютная погрешность будет
равна сумме абсолютных погрешностей прямых
измерений. Выполняют. |
| 3.5.Формулирование частных выводов | |
| Эксперимент закончен. Какой следующий шаг? Приступаем. По очереди руководители всех исследовательских групп.
При необходимости можно обсудить или поправить. |
- Нужно формулировать частные выводы. - Выталкивающая сила зависит от плотности жидкости. - Выталкивающая сила зависит от объема тела. - Выталкивающая сила не зависит от плотности вещества, из которого изготовлено тело |
| Действия (объяснения, вопросы, выводы) учителя | Действия (ответы) учащихся |
| 3.6.Информация учителя о повторяемости результатов для газов | |
| Как вы думаете, справедливы ли будут
сформулированные выводы для газов. Рассказать об опыте с закрытой колбой, подвешенной к уравновешенным на воздухе весам и помещенной в сосуд с углекислым газом. |
- Да - Нет |
| 3.7.Формулирование общего вывода закона | |
| Наконец перейдем к формулированию
общего вывода. Варианты обсуждаются и выбирается наилучший. |
- Сила, выталкивающая однородное тело, погруженное в жидкость (газ) зависит только от плотности жидкости (газа) и объема тела. |
| Как зависит от объёма тела погруженного в жидкость и плотности жидкости? | Чем больше объём тела, погруженного в
жидкость, тем больше выталкивающая сила. Чем больше плотность жидкости, в которую погружено тело, тем больше выталкивающая сила. |
| Запишем эту зависимость математически.
На следующем уроке выясним, какие следствия вытекают из закона Архимеда. Предлагаю подумать над этим дома. |
Затруднения. |
| 4.Завершающий этап (5-7 мин.) | |
| 4.1.Контроль усвоения материала | |
| Как показать на опыте, что на тело,
находящееся в жидкости, действует выталкивающая
сила? Как показать на опыте, что на тело, находящееся в газе, действует выталкивающая сила? |
- Надо взвесить тело в воздухе и в
жидкости. Разность в результатах докажет наличие
выталкивающей силы. Пересказывают опыт с колбой. |
| Итак, какой закон мы сегодня открыли? Что для этого мы сделали? Перечислите результаты нашего урока. |
- Закон зависимости выталкивающей силы
от плотности жидкости (газа) и объема тела. - Мы сформулировали общую познавательную задачу. - Мы выдвинули гипотезы исследования. - Мы сформулировали частные познавательные задачи. - Мы решили эти познавательные задачи экспериментальным методом. - Мы сформулировали частные выводы. - Мы узнали, что если поместить тело в газ, то на него тоже будет действовать выталкивающая сила, только очень маленькая. - После их обсуждения мы сформулировали общий вывод (“открыли” качественный закон). |
| 4.2.Домашнее задание | |
| Попробуйте построить схему
деятельности по “открытию” закона. В схеме должна быть отражена последовательность действий по “открытию” закона. |
|
| 4.3.Рефлексия | |
| Взаимопроверка полученных
результатов; выявление ценностного отношения к
полученным знаниям; экспертиза полученных
продуктов. - Что нового вы узнали на уроке? - Что научились делать? - Что было трудным? - Что делает урок интересным? И еще попрошу вас заполнить бланки самооценки вашей деятельности (Приложение 1, Приложение 2, Приложение 3). |
- Мы узнали, как нужно формулировать ПЗ
когда имеется несколько ФВ. - Мы научились конструировать экспериментальные установки. - Трудным было разработать проект экспериментальной установки. - Интересно, когда сам проводишь эксперименты. |
Таблица результатов
Таблица 2
| группы | жидкость | V (cм3) | Р1 (H) (вес тела в воздухе) |
Р2 (H) (вес тела в жидкости) |
F (H) | вывод: выталкивающая сила: |
| 1 группа | вода | 20cм3 (сталь) |
1,4 | 1,2 | 0,2 | зависит от плотности жидкости |
| раствор соли | 1,0 | 0,4 | ||||
| 2 группа | вода | 20cм3 (алюминий) | 0,5 | 0,3 | 0,2 | зависит от объёма тела, погруженного в жидкость |
| 10cм3 (алюминий) |
0,25 | 0,15 | 0,1 | |||
| 3 группа | вода | 20cм3 (алюминий) | 0,5 | 0,3 | 0,2 | не зависит от плотности вещества, из которого изготовлено тело |
| 20cм3 (сталь) | 1,4 | 1,2 | 0,2 |