Интегрированный урок-практикум в 10-м классе по теме «Использование различных видов функций и уравнений при изучении газовых законов»
Тип урока: интегрированный урок-практикум обобщения и систематизации знаний, умений и навыков по физике и математике.
Цель урока: показать приёмы организации учебной деятельности, направленные на формирование умений и навыков, необходимых для успешного межпредметного обучения и выполнения исследовательской работы на уроках физики и математики.
Задачи урока:
- продолжение работы по формированию общеучебных умений и навыков обучающихся (решать уравнения; выполнять вычисления и преобразования; выполнять действия с функциями; проводить экспериментальные исследования; строить и исследовать графики величин, характеризующих изопроцессы.
- продолжение работы по овладению методами научного исследования, формированию познавательных, практических и вычислительных навыков и умений (обобщать опытные данные; сравнивать и делать выводы; использовать приобретенные знания и умения в практической деятельности и повседневной жизни).
- продолжение работы по формированию коммуникативных умений, устойчивого интереса к изучению математики и физики через реализацию межпредметных связей.
Оборудование: компьютер, доска, мультимедийный проектор; цифровая лаборатория; комплекты лабораторного оборудования; тетради; бланки отчета о выполнения лабораторной работы.
Ход урока
I. Оргмомент
II. Актуализация знаний
Слайд 1. Учитель физики. Добрый день. Нам хорошо известно, что физика является основой естествознания, так как занимается изучением основополагающих свойств окружающего мира. Она тесно связана с астрономией, геологией, химией, биологией и положила начало многим открытиям в различных областях знаний. Но ни одна другая наука не обогатила так физику как математика. Именно она дает физике приемы и средства общего и точного выражения между различными величинами, которые появляются в результате теоретических изысканий и экспериментов.
Слайд 2 Учитель математики. Английский физик Джеймс Максвелл говорил: «Точные науки стремятся к тому, чтобы свести загадки природы к определению некоторых величин путем операции с числами». И сегодня на уроке мы продемонстрируем связь этих двух наук, на примере использования основных математических понятий – функция, графики функций, уравнения.
Слайд 3 Учитель физики. Откройте тетради и запишите тему нашего интегрированного урока: «Использование различных видов функций и уравнений при изучении изопроцессов».
Учитель математики. Функция – это одно из важнейших общенаучных и математических понятий, выражающее зависимость между переменными величинами. Можно сказать, что функция — это «закон», по которому одна величина зависит от другой.
Давайте вспомним некоторые виды функций. (Приложение 1) Слайд 4-7
Давайте вспомним способы задания функции. (Приложение 2) Слайд 8
Все эти способы вы используете не только при решении задач по математики, но и при решении задач по физике и цель нашего урока продемонстрировать эту взаимосвязь.
III. Ход урока
1. Фронтальный опрос.
Учитель физики. Вот уже несколько уроков мы занимаемся изучением основных понятий и законов молекулярно-кинетической теории.
В чем заключается основное утверждение этой теории?
- Молекулярно-кинетическая теория дает объяснение свойствам макроскопических тел и тепловых процессов, происходящих в них, на основе представления о том, что все тела состоят из отдельных беспорядочно движущихся молекул, скорость которых зависит от температуры.
Откройте учебник. На странице 218 представлена опорная схема, на которой показаны логические переходы, связывающие различные законы и уравнения МКТ. Одно из центральных мест во всем учении о тепловых явлениях занимает температура. Мерой чего является температура? (мерой средней кинетической энергии). Температура влияет на скорость движения молекул и давления на стенки сосуда. Из каких уравнений это видно? (из основного уравнения МКТ и формулы для расчета давления газа.
p = nkT
Мы помним, что при увеличении температуры возрастает скорость движения молекул и растет давление газа внутри сосуда, именно поэтому нельзя нагревать баллоны с газом, они могут взорваться. Температура является макроскопическим параметром. А какие еще макроскопические параметры вам известны? (давление и объем). Какое уравнение связывает все три макроскопических параметра? (уравнение состояния идеального газа). Используя это уравнение, мы познакомились с газовыми законами, и процессами, описывающими эти законы. Какие это процессы? Как называются законы,описывающие каждый из этих процессов?
(Слайд 9-10)
1. Изотермический процесс, закон Бойля-Мариотта;
2. Изобарный процесс, закон Гей-Люссака;
3. Изохорный процесс, закон Шарля.
Учитель математики. К какому типу зависимости относится изотермический процесс? (обратная зависимость). К какому типу зависимости относится изобарный процесс? (прямая зависимость). К какому типу зависимости относится изохорный процесс? (прямая зависимость).
2. Работа в тетради.
Учитель математики. При подготовке к экзамену по математике мы решаем различные задачи. Содержание экзаменационной работы дает возможность проверить комплекс умений по предмету: выполнять вычисления, действия с функциями, а также решать задачи с физическим содержанием. Именно они вызывают ряд затруднений. Предлагаем вам две задачи на описание изотермического процесса. Задание из профильного уровня по математике, на тему: «Показательные уравнения и неравенства» и задание из ЕГЭ по физике.
Слайд 11
Решение задач в тетради (Приложение 3)
Учитель математики. Какой вывод можно сделать? (при решении мы работали с графиком - снимали необходимые данные, работали с формулой – выражали необходимую величину, то есть использовали и графический и аналитический способы. При записи ответа необходимо обращать внимание на то, в каких единицах вам необходимо записать ответ).
Учитель физики. Анализируя экзаменационные задания, мы выяснили, что и по физике, и по математике проверяются одни и те же навыки «использование приобретенных знаний и умений в практической деятельности и повседневной жизни». Даже сами задания очень похожи, предлагаем вашему вниманию задание из ЕГЭ по математике – базовый уровень и задание из ЕГЭ по физике.
Слайд 12-15
Решение задач в тетради. Приложение 4.
Две подобные задачи вы решите дома.
Учитель физики. Открытия в различных областях знаний принадлежат конкретным ученым. Большой вклад в развитие физики внес человек, которого по праву считают основоположником МКТ. Вот как о нем говорил русский публицист Константин Сергеевич Аксаков.
Слайд 16
Учитель математики. О ком идет речь? Конечно, о Ломоносове!
3. Слайд 17 (видеофрагмент записи) (Приложение 5).
4. Фронтальный эксперимент.
Учитель физики. М.В. Ломоносов использовал аналитический способ решения физических задач, используя данные, полученные с помощью опытов. Сейчас вы проведете экспериментальную проверку газовых законов и сможете убедиться в их справедливости, построив графики зависимостей, характеризующих изобарный и изохорный процессы. (Приложение 6).
А) Инструктаж по охране труда при работе с лабораторным оборудованием.
Напоминаю вам о правилах безопасности при проведении эксперимента: быть внимательными, четко выполнять указания к работе, бережно обращаться с лабораторным оборудованием. И, конечно, при выполнении работы помогайте друг другу.
Б) Выполнение фронтального эксперимента. (Приложение 7. Приложение 8. Приложение 9).
В) Результаты фронтального эксперимента.
1. Какую зависимость вы получили при построении графиков?
2. Кто справился с работой быстрее (те, кто работал на цифровой лаборатории и строил графики в XL, осталось время для решения задач).
3. Расчет погрешностей, по полученным данным мы проведем на следующем уроке. Подумайте, как можно провести этот эксперимента, для получения более точных значений?
IV. Домашнее задание. Итог урока (выставление отметок)
Учитель физики. Сегодня в рамках нашего интегрированного урока мы постаралась показать насколько тесно связаны эти две науки. Абсолютно все физические законы мы записываем в виде математических формул.
Учитель математики. Решая задачи различными способами, мы пытаемся дать характеристику практической деятельности человека в повседневной жизни.
Учитель физики.
Какие способы мы использовали сегодня при анализе газовых законов?
(графический, аналитический и при построении графиков – табличный). А также мы не забыли, о физическом эксперименте.
Слайд 18 Итогом нашего урока может являться наказ М. В. Ломоносова
Слайд 19 Учитель физики. Во всех разделах физики, не только в тепловых явлениях мы используем графический метод. В первом полугодии мы изучали механические явления. Где на графике можно увидеть зависимости координаты от времени.
Слайд 20 И даже результат вашей работы на каждом уроке, не только на математике или физике, можно представить в виде графика зависимости уровня ваших знаний от времени, в интервале от начала урока до его завершения. По нему можно судить о скорости приращения ваших знаний в ходе урока.
Домашнее задание. (Приложение 10).
Интернет-ресурсы
- https://mathb-ege.sdamgia.ru/
- https://phys-ege.sdamgia.ru/