Дидактичні матеріали до уроку

“Трансформатор. Виробництво, передача та використання енергії змінного струму”

ЗМІСТ

ВСТУП. 

Методичні рекомендації щодо добору дидактичних матеріалів до уроку фізики 

          1. Компетентнісний підхід до організації пізнавальної діяльності учнів.

Закон України «Про освіту» передбачає, що метою повної загальної середньої освіти є всебічний розвиток, виховання і соціалізація особистості.

Досягнення цієї мети забезпечується шляхом формування ключових компетентностей, необхідних кожній сучасній людині для успішної життєдіяльності. 

Однією з них є компетентність у галузі природничих наук, техніки і технологій, яка передбачає наукове розуміння природи і сучасних технологій, а також здатність застосовувати його в практичній діяльності, уміння застосовувати науковий метод, спостерігати, аналізувати, формулювати гіпотези, збирати дані, проводити експерименти, аналізувати результати.

Вивчення фізики створює підґрунтя для набуття учнями системи ключових, загальнопредметних і предметних компетентностей.

Предметна компетентність з фізики є цілісною системою знань, здібностей, умінь і ціннісних ставлень, набутих учнями під час навчання фізики.

Найважливішим завданням розвитку предметної компетентності з фізики є формування в них наукового світогляду, наукового стилю мислення та природничо-наукової картини світу, які складають основу природничо-наукової компетентності. 

Формування предметної компетентності з фізики передбачає оволодіння учнями сукупністю фундаментальних знань про природу, склад яких залежить від бажаного результату; розвиток навичок та вміння користуватися фізичними знаннями в певних ситуаціях; набуття досвіду вирішення різних проблемних ситуацій для усвідомлення рівня своїх функціональних знань. 

Враховуючи вищезазначене, зрозуміло, що добір викладачем дидактичних матеріалів до уроків фізики має бути спрямований на ефективну організацію навчально-пізнавальної діяльності учнів з метою засвоєння знань («знаю, що»), формування умінь («знаю як і зумію»), створення умов для розвитку рис особистості учня («хочу і готовий використати свої знання»). 

Пропоную комплект дидактичних матеріалів до уроку з розділу «Електромагнітні коливання і хвилі», враховуючи компетентнісний підхід, а також тісно пов’язані з ним особистісно орієнтований та діяльнісний підходи.

2. Добираємо дидактичні матеріали до уроку: систематизовані вправи та завдання, побудовані відповідно до змісту навчальної теми і методики викладання предмету, які забезпечать формування предметної компетентності з фізики. 

Використання дидактичних матеріалів дозволяє викладачеві: індивідуалізувати, диференціювати та інтенсифікувати процес навчання (оптимальність поєднання індивідуальної, групової, колективної роботи на уроці); посилити мотивацію навчання за рахунок використання різних видів діяльності і джерел; формувати уміння орієнтуватися в проблемі і шукати шляхи її вирішення; діагностувати помилки і оцінити результат вивчення нового матеріалу; здійснювати контроль із зворотним зв'язком за наслідками діяльності учня; візуалізувати навчальну інформацію.

В даній розробці представлені такі види самостійної продуктивної діяльності учнів: репродуктивна діяльність, спрямована на відтворення інформації про різні властивості об'єкта вивчення; продуктивна діяльність самостійного застосування набутих знань для розв'язання навчальних завдань; вирішення завдань різного рівня складності.

Підготовлений дидактичний матеріал до уроку фізики по темі «Трансформатор. Виробництво, передача та використання енергії змінного струму» доступний для сприйняття й виконання завдань учнями з урахуванням їх вікових та індивідуальних особливостей.

ДИДАКТИЧНІ МАТЕРІАЛИ ДО УРОКУ «Трансформатор. Виробництво, передача та використання енергії змінного струму»

ВИПЕРЕДЖУВАЛЬНІ ЗАВДАННЯ ДО УРОКУ

Вправа «Винахідники»

 Методична доцільність: ознайомити учнів з видатними фізиками, стимулювати пізнавальну активність учнів, їх готовність до засвоєння нових знань, удосконалювати навички самостійного оволодіння матеріалом, формувати уміння працювати з Інтернетом як джерелом інформації.

 Завдання. Знайдіть інформацію в мережі Інтернет за посиланням https://uk.wikipedia.org про відомих фізиків, які мають свій внесок у винайдення та удосконалення трансформатору. Заповніть таблицю новою інформацією.

Зробіть висновки.

ДИДАКТИЧНІ МАТЕРІАЛИ ДЛЯ АКТУАЛІЗАЦІЇ ОПОРНИХ ЗНАНЬ І

ВМІНЬ УЧНІВ

Вправа  «Я це знаю!»

 Методична доцільність: відтворення знань, умінь учнів  за  матеріалом  попередніх  уроків, необхідних для засвоєння нового матеріалу. Оцінка рівня підготовленості учнів. 

 Вправа містить тестові завдання із збірнику завдань для зовнішнього незалежного оцінювання. Вивільнення  навчального часу за рахунок виконання вправи на комп'ютері, здійснення учнями самоконтролю і самокорекції знань і вмінь.

          Завдання. Виберіть правильну відповідь.

1.   Генератор змінного струму…

     А) перетворює всю електричну енергію на механічну

     Б) виробляє змінну ЕРС

     В) споживає енергію змінного електричного струму

     Г) перетворює всю електричну енергію на внутрішню.

2.   Стандартна частота змінного струму в Україні…

А)  ν = 220Гц        Б)  ν = 110 Гц       В)  ν = 60 Гц       Г)  ν = 50 Гц.

3.   Діюче значення сили струму…

    А) у √2 рази менше, ніж амплітудне значення 

    Б) у √2 рази більше, ніж амплітудне значення

    В) у 2 рази менше, ніж амплітудне значення 

    Г) у 2 рази більше, ніж амплітудне значення.

4.   Наші побутові електроприлади працюють при постійній напрузі?  (так, ні)

5.   На якому принципі заснована робота генератора змінного струму?

(електромагнітної індукції, суперпозиції, капілярному)

6.   Яке зазначено значення сили струму і напруги у паспортах електроприладів змінного струму?  (амплітудне, миттєве, діюче)

Електронна версія вправи із самоперевіркою: https://learningapps.org/watch?v=p f55qnann18

Вправа  «Я це розумію!»

          Методична доцільність: повторити значення опорних понять попередніх уроків для засвоєння нового матеріалу уроку.

          Завдання. Установіть відповідність між поняттями і їх визначеннями.

Електронна версія вправи  із самоперевіркою: https://learningapps.org/watch?

v=px4s4pgqk18

ДИДАКТИЧНІ МАТЕРІАЛИ ДЛЯ МОТИВАЦІЇ НАВЧАЛЬНОЇ ДІЯЛЬНОСТІ

Реклама теми

 Методична доцільність: підготовка учнів до свідомого сприйняття матеріалу, стимулювання пізнавального інтересу, створення мотиваційного настрою на вивчення теми.

ДИДАКТИЧНІ МАТЕРІАЛИ ДЛЯ ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ

Опорний конспект для інтерактивної міні – лекції

 Методична доцільність: структурувати зміст нових знань з теми уроку для системного засвоєння його учнями, унаочнити теоретичний матеріал теми ілюстраціями.

ДИДАКТИЧНІ МАТЕРІАЛИ 

ДЛЯ ПЕРВИННОЇ ПЕРЕВІРКИ РОЗУМІННЯ ВИВЧЕНОГО

Вправа «Сам собі звукорежисер»

 Методична доцільність: первинне закріплення та осмислення учнями нових знань і вмінь. Візуалізація навчального матеріалу.

          Завдання. Озвучте навчальний відеоролик (звук вимкнено).

Посилання на відеоролик:    https://youtu.be/R9HZZvjDLOg

Вправа «Бліц - опитування»

          Методична доцільність: усно та фронтально перевірити рівень засвоєння учнями теоретичної складової нового матеріалу.

          Завдання.  Швидко продовжить речення.

1.        Пристрій, призначений   для підвищення або зниження напруги в одній котушці відносно напруги у другій котушці, надіті на замкнуте металеве осердя називається… (трансформатором).

2.        Рік винайдення першого трансформатора…(1876).

3.        Трансформатор складається з …(осердя, котушок).

4.        Осердя збирають із…(пластин електротехнічної сталі).

5.        Обмотка, яку приєднують  до джерела струму, називається …(первинна).

6.        Вихрові струми призводять до…(втрат електроенергії при нагріванні провідника).

7.        Обмотки трансформатора виготовляють з …(міді).

8.        Трансформатор називають підвищувальним, якщо число витків вторинної обмотки … (більше) числа витків первинної.

9.        Трансформатор називають понижувальним, якщо число витків вторинної обмотки  ... (менше) числа витків первинної.

10.   Обмотка до якої приєднують навантаження називається…(вторинною).

11.   Скільки обмоток може мати трансформатор? (дві і більше).

12.   Явище виникнення електричного струму в замкнутому провіднику, який знаходиться в змінному магнітному полі, називається … (електромагнітною індукцією). 

13.   Напруга на обох обмотках трансформатора при холостому ходу пропорційна… (кількості витків у котушка).

14.   Якщо трансформатор підвищує напругу у 10 разів, то сила струму у вторинній обмотці на навантаженні… (зменшиться у 10 разів).

Вправа «Правильна думка» 

          Методична     доцільність:     первинна     перевірка     засвоєння      знань.

Репродуктивне відтворення вивченого матеріалу.

 Завдання. З’єднайте послідовно два фрагменти речень, щоб утворилося правильне твердження. Поясніть ваш вибір.

                                           1                                                             2

1.  Для передачі

 збільшення сили струму в лінії

електроенергії на велику електропередачі.

відстань напругу  збільшення опору лінії електропередачі.

підвищують за допомогою  зменшення втрат електроенергії при

трансформатора до кількох передачі.

сотень тисяч вольт. Це роблять для…           зменшення опору лінії електропередачі.

 знижується тільки постійна напруга.

2.   У трансформаторі, який    використовується явище

електромагнітної індукції. 

знижує напругу від 36 В до

             5 В, …                                        кількість витків у вторинній обмотці

більше, ніж у первинній.

 знижуються і напруга, і сила струму.

3.   Осердя трансформатора не  зменшення втрат енергії в осерді.

роблять суцільним, а  посилення магнітного поля.

збирають з окремих  збільшення коефіцієнта трансформації.

ізольованих одна від одної сталевих пластин для…  зменшення витрат сталі.

 турбіна приводить в обертання ротор

генератора.

4.   При роботі теплової          ротор генератора приводить в обертання електростанції…    турбіну.

 гаряча пара обертає ротор генератора.

 енергія палива перетворюється в потенціальну енергію.

 зміна довжини дроту при нагріванні. 5. Відомо, що трансформатор       коливання витків обмоток унаслідок під навантаженням гуде.         магнітної взаємодії.

Причиною виникнення    коливання пластинок осердя при звуку є…   перемагнічуванні.

 розширення повітря при нагріванні.

Електронна версія вправи  із самоперевіркою: https://learningapps.org/watch?v=p pt4ghc9518

ДИДАКТИЧНІ МАТЕРІАЛИ 

ДЛЯ ЗАКРІПЛЕННЯ ТА СИСТЕМАТИЗАЦІЇ НОВИХ ЗНАНЬ, ВМІНЬ

Різнорівневі задачі для роботи на уроці (Вправа «Вибери сам!»)

 Методична доцільність: тренувальні вправи розраховані на засвоєння, закріплення та систематизацію нових знань та вмінь, формування навичок самостійної роботи, самооцінки та самоконтролю.

          Завдання. Розв’яжіть задачі.  

Середній рівень

Задача 1. Напруга на клемах первинної обмотки трансформатора 220В.

Коефіцієнт трансформації 22. Визначити напругу на клемах вторинної обмотки.

Достатній рівень

Задача 2. Трансформатор збільшує напругу від 220 до 660 В та має в первинній обмотці 840 витків. Обчисліть коефіцієнт трансформації. Скільки витків має вторинна обмотка?

Задача 3. На первинну обмотку знижувального трансформатора з коефіцієнтом трансформації 10 подано напругу 220 В. У вторинній обмотці, опір якої 2 Ом, сила струму дорівнює 3 А. Яка напруга на виході трансформатора, якщо втратами в первинній обмотці можна знехтувати?

Задача 4. Під якою напругою знаходиться первинна обмотка трансформатора, що має 1000 витків, якщо у вторинній обмотці 3500 витків і напруга 105В?

Високий рівень

Задача 5. До якого значення треба збільшити напругу в лінії електропередач опором 36 Ом,щоб від електростанції потужністю 5 МВт передати 95 % електроенергії?

Різнорівневі задачі для самостійної роботи учнів на уроці     (індивідуальні варіанти)

Різнорівневі задачі для самостійного розв’язування (домашнє завдання)

Середній рівень  

1.  Первинна обмотка трансформатора має 660 витків. Скільки витків у вторинній обмотці, якщо коефіцієнт трансформації дорівнює 20.

Достатній рівень

2.                 У первинній обмотці підвищувального трансформатора 80 витків дроту, у вторинній – 2000 витків. Яка буде напруга на клемах вторинної обмотки, якщо увімкнути трансформатор у мережу з напругою 220В? Обчисліть коефіцієнт трансформації.

3.                 Сила струму у первинній обмотці знижувального трансформатора 0,6 А напруга на її кінцях 120В. Сила струму у вторинній обмотці 4,8 А, напруга 12В.

Визначити ККД цього трансформатора.

4.                 Знижувальний трансформатор з коефіцієнтом трансформації 10 підключений до електричного кола напругою 220 В. Яка напруга на виході трансформатора, якщо опір вторинної обмотки 0,2 Ом, а опір корисного завантаження  2 Ом?

Високий рівень

5. Селище з’єднано з електростанцією потужністю 10 МВт лінією електропередачі опором 50 Ом. При якій напрузі втрати енергії в лінії електропередачі не будуть перевищувати 5%?

Ситуаційні задачі

 Методична доцільність: формувати вміння творче застосовувати знання у змінених умовах.

          Завдання. Розв’яжіть ситуаційні задачі.

1.        Чому трансформатор виходить з ладу, коли в ньому замикаються на коротко хоча б два сусідніх витки?

2.        Як визначити постійний чи змінний струм у мережі, якщо під руками немає ніяких електровимірювальних приладів?

3.        Однофазний зварювальний трансформатор СП-24 потужністю 24 кВт працює від мережі з напругою 220 В. При холостому ході напруга на клемах вторинної обмотки трансформатора 65В. Визначте коефіцієнт трансформації. 

4.        Що трапиться з трансформатором, розрахованим на напругу первинного кола 220В, якщо: а) ввімкнути його в джерело сталої напруги такого самого значення; б) в режимі робочого ходу виникне коротке замикання вторинної обмотки?

5.        Що трапиться, коли вийняти осердя й ввімкнути обмотку трансформатора у мережу з напругою, на яку він розрахований?

6.        Як визначити число витків в обмотках трансформатора, не порушуючи обмоток?

7.        Чим пояснити, що ККД трансформаторів вищий, ніж у найбільш вдалих   конструкцій  електродвигунів?

8.        Як вплине на роботу трансформатора те, якщо виготовити з срібла дроти обмоток і з золотих листочків — осердя?

9.        При зварюванні змінним струмом використовують зварювальний трансформатор. Чому, коли треба з’єднати більш товщі  деталі, зменшують напругу? Відповідь обґрунтуйте.

10.   Одна з обмоток трансформатора, що застосовується в деяких зварювальних апаратах, складається лише з 2-3 витків. Яка це обмотка: первинна чи вторинна? Чим пояснюється те, що вона має таку малу кількість витків?

11.   Якщо трансформатор не з’єднаний до споживача, то його радять вимикати з мережі. Чому ?

Інтернет - вправа «Де це знаходиться?»

 Методична доцільність: засвоєння схеми передачі електроенергії на великі відстані, формування навичок самостійної роботи, самооцінки та самоконтролю, вдосконалення вміння користуватися навчальними Інтернет - ресурсами.

          Завдання: на схемі передачі електроенергії на відстань розмістіть позначки її складових.

Електронна версія вправи  із самоперевіркою:

https://learningapps.org/display?v=p5eqz stzc18  

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

1.       Відео уроки з фізики. [Електронний ресурс]. – Режим доступу: http://class-fizika.spb.ru/index.php/vu/

2.       Гельфгат І.М. та ін. Збірник різнорівневих завдань для державної підсумкової атестації з фізики. – Харків: Гімназія. 2003.

3.       Бар’яхтар В.Г., Довгий С.О., Божинова Ф.Я., Кірюхіна О.О, за редакцією

Бар’яхтара В.Г., Довгого С.О. Фізика (рівень стандарту): підручник для

11 класу закладів загальної середньої освіти. Харків: Видавництво «Ранок», 2019.

4.       Мій найкращий урок. Фізика. [Електронний ресурс]. – Режим доступу: http://bestlessons.at.ua/index/fizika_11_klas/0-64

5.       Сервіс для створення електронних інтерактивних вправ. [Електронний ресурс]. – Режим доступу: https://learningapps.org/about.php  

6.       Сиротюк В.Д. Фізика: підручник для 11 кл. ЗНЗ: (рівень стандарту). – Харків: Сиция, 2011. 

7.       Соколович Ю. А. Фізика: Довідник з прикладами розв’язання задач / Ю. А.

Соколович, Г. С. Богданова. – Х.: Веста: видавництво «Ранок», 2008.

8.       Столяревська Н.В. Фізика. Навчально-практичний довідник. – Харків: «Торсінг плюс», 2012.

9.       Фізика. Зовнішнє незалежне оцінювання 2017. Комплексне видання. -  Київ, «Літера ЛТД», 2017.

10.   Фізика. Тести. 7-11кл.: посібник/ Н.В.Татарчук.– К.: «Академія», 2008.

11.   Форум педагогічних ідей "УРОК". Фізика. [Електронний ресурс]. – Режим доступу: http://osvita.ua/school/lessons_summary/physics/