Основні положення молекулярно-кінетичної теорії будови речовини

Про матеріал

Розробка уроку з фізики на тему: «Основні положення молекулярно-кінетичної теорії будови речовини», яка відповідає розділу фізики:«Молекулярна фізика і термодинаміка» 10 клас(1 курс в ПТНЗ), стане у нагоді викладачам фізики. Матеріал уроку розкриває використання елементу ІКТ на уроці для підвищення ефективності освітнього процесу з фізики, адже використання активних моделей дозволяє більш детально продемонструвати суть фізичних явищ, процесів та деталей.

Перегляд файлу

Методична розробка уроку з використання ІКТ

Тема програми: Молекулярна фізика і термодинаміка

Тема уроку: Основні положення молекулярно-кінетичної теорії будови речовини

Розробка уроку з фізики на тему: «Основні положення молекулярнокінетичної теорії будови речовини», яка відповідає розділу фізики:«Молекулярна фізика і термодинаміка» 10 клас(1 курс в ПТНЗ), стане у нагоді викладачам фізики. Матеріал уроку розкриває використання елементу ІКТ на уроці для підвищення ефективності освітнього процесу з фізики, адже використання активних моделей дозволяє більш детально продемонструвати суть фізичних явищ, процесів та деталей.

ВСТУП

Тема уроку: «Основні положення молекулярно-кінетичної теорії будови речовини», розділу фізики: «Молекулярна фізика і термодинаміка» відповідає навчальній програмі «ФІЗИКА І АСТРОНОМІЯ» Міністерства освіти і науки України, рівень стандарт 10 клас під керівництвом авторського колективу Ляшенка О.І.

У сучасному світі ІКТ стали чи не основним інструментом пізнавальної діяльності людей, особливо це пов’язано із специфікою самого предмета «Фізика». Необхідно створити такі умови, за яких повноцінне засвоєння наукових знань було б доступне кожному здобувачеві освіти, сприяло розвитку його інтелектуальних можливостей. Для викладача фізики це завдання ускладнюється тим, що потрібно досягати глибокого розуміння законів і процесів, що вивчаються в рамках навчальної програми, але таких, які важко, а інколи і неможливо відтворити в реальному форматі. В цьому випадку ефективним стає використання моделей, які істотно розширюють можливості викладача у викладанні фізики, дозволяють глибше проникнути в суть фізичних явищ, процесів і закономірностей. Моделювання є потужним фактором формування здобувачів освіти знань про природу.

Відомо, що до курсу фізики старшої школи входять розділи, вивчення і розуміння яких потребують розвинутого образного мислення, уміння аналізувати й порівнювати. У першу чергу йдеться про такі розділи, як «Релятивістська механіка», «Властивості газів, рідин, твердих тіл», «Електромагнітне поле», «Хвильова і квантова оптика», «Атомна і ядерна фізика». Багато явищ в умовах фізичного кабінету не можна продемонструвати. Це, наприклад, явища мікросвіту, або процеси, що швидко відбуваються, досліди з приладами, яких немає у фізичному кабінеті. Здобувачі освіти відчувають ускладнення, оскільки не в змозі уявити ці явища, але за допомогою моделювання можна створити або використати уже готові моделі явищ, що допоможе подолати цю проблему.

В даному уроці використання моделі візуалізації фізичного явища, що дозволяє викладачу розширити межі лекційного експерименту, проаналізувати елементарні поняття явища, швидко уявити природнє явище та охарактеризувати його.

Перевагами використання моделей є такі:

- покращення сприйняття фізики як навчального предмета: явища і закономірності запам'ятовуються без надмірних зусиль;

- мультимедійні моделі дають можливість відтворювати фізичні процеси, про які на уроках можна говорити, звертаючись лише до уяви учнів, спираючись на їх абстрактне мислення.

- використання мультимедійних засобів сприяє створенню позитивної атмосфери, що має велике значення для сприйняття інформації і забезпечує підвищення мотивації до вивчення фізики.

Використовується тестування на платформі «На укрок»

Саме тести навчальних досягнень найчастіше використовуються у школі, і саме вони є одним із найнадійніших інструментів оцінювання знань учнів. Тести, порівняно з іншими методиками оцінювання, мають безліч переваг, що і робить їх надзвичайно популярними.

Переваги: 1) Швидка перевірка результатів навчальних досягнень із щойно вивченої теми. 2) Об’єктивна оцінка рівня засвоєння навчального матеріалу. 3) Чітке виявлення прогалин у знаннях. 4). Однакові умови для всіх учнів. 5) . Економія часу на перевірку.

ОСНОВНА ЧАСТИНА

Тема уроку: Основні положення молекулярно-кінетичної теорії будови речовини. Цілі уроку:

Навчальна мета: сформулювати основні положення молекулярно– кінетичної теорії, поняття броунівського руху, дифузії; показати сутність фізичних явищ; змоделювати залежність явища дифузії від параметрів; навести приклади практичного використання дифузії та броунівського руху

Розвиваюча мета: розвивати пам'ять, увагу, логічне мислення, вміння самоаналізу; спостережливість, акуратність, розвивати творчий підхід до вирішення різноманітних задач, уміння застосовувати отримані знання в повсякденному житті.

Виховна мета: виховувати в учнях засобами уроку впевненість у своїх силах, прагнення до пізнання нового, виховувати почуття гуманізму, колективізму, поваги до старших.

Методична мета: активізація пізнавальної діяльності учнів на заняттях з фізики у процесі використання ІКТ, формувати ключові фізичні компетентності учнів.

Тип уроку: урок засвоєння нових знань

Вид уроку: урок - експеримент та симуляції з допомогою оn-line ресурсів.

Методи уроку: пояснення, практичні вправи, досліду, проблемних запитань, пояснювально-ілюстративний на платформі інституту Колорадо – Симуляція фізичних процесів https://phet.colorado.edu/en , а саме активна модель Diffusion, фронтальний експеримент; відеоматеріали –

- https://www.youtube.com/watch?v=nS_f97 -Bkgs

- https://www.youtube.com/watch?v=RvJbsw97atY проводиться тестування на ресурсі «На Урок» в режимі реального часу https://naurok.com.ua/test/osnovni -polozhennya -mkt -540834.html

Технології: особистісно-орієнтована,групової діяльності, створення ситуації успіху;

Дидактичне забезпечення: роздатковий матеріал для роботи на уроці (додатки), підручник

Обладнання: освіжувач повітря, відварені буряк і картопля, мензурки(стакан) з кольоровою рідиною(фарбою).

Мультимедійне забезпечення: ПК, мультимедійний проектор, екран;

Демонстрації: Симуляція фізичних процесів

https://phet.colorado.edu/en ,

Міжпредметні зв’язки: математика, біологія, хімія, інформатика; Очікувані результати:

Знаннєвий:

• оперує поняттями атом, молекула,

• явища дифузії, броунівського руху,

• положення МКТ Діяльнісний:

• пояснює дискретну будову речовини та основні положення МКТ

• вміти слухати та сприймати інших;

• аналізувати почуте та побачене;

Ціннісний компонент

• усвідомлює важливість знань про будову речовини для розвитку сучасної техніки та технологій;

• бажання і здатність до самоосвіти;

Ключові компетентності, що формуються на уроці:

• основні компетентності у природничих науках і технологіях:

володіти основними методами здійснення фізичних досліджень;

• уміння вчитися впродовж життя: спостерігати, аналізувати, самостійно узагальнювати накопичену інформацію, робити висновки, набувати нові знання;

• інформаційно-цифрова: працювати з інформацією: аналізувати, відбирати потрібну, оцінювати, узагальнювати;

• спілкування державною мовою: бути здатними до комунікації з іншими учасниками процесу навчання.

ПЛАН УРОКУ

І. Організаційний момент.

Підготовка до сприйняття матеріалу

ІІ. Оголошення теми та мети уроку; 1) Вступна бесіда викладача.

2) Мотивація навчальної діяльності.

ІІІ. Актуалізація опорних знань.

1) Вправа «Фізична веселка»

IV. Сприйняття та засвоєння вивченого матеріалу.

1) Пояснення викладача.

2) Дослід

3) Симуляція V. Узагальнення знань.

VІ. Підсумки уроку.

ПЕРЕБІГ УРОКУ

І. Організаційний момент

ü Привітання (створення емоційного настрою на уроці) ü Відмітка присутніх.

Епіграф уроку:

«Не існує нічого, крім атомів» Демокріт

ІІ. Оголошення теми та мети уроку, мотивація навчальної діяльності

Тема уроку: «Основні положення молекулярно-кінетичної теорії будови речовини»

Метою уроку є вивчення поняття молекулярної фізики як розділу фізичної науки, формулювання основних її положень та їх дослідне обґрунтування на прикладі дифузії та броунівського руху.

Сьогодні ми повинні з вами поглибити знання щодо процесів пов’язаних з будовою речовини, їх складом та взаємодією. Тому заглибимось в мікросвіт. Але для цього потрібні не тільки ваші знання, а й допитливість, уважність, спостережливість, уміння думати, аналізувати.

Зв'язати воєдино розрізнені факти, пояснити їх, одержати нові, знайти їм застосування, - ось мета будь-якої науку, в тому числі і фізики, теми МКТ, яка є однією з фундаментальних наукових теорій, що пояснює найдавнішу наукову ідею - ідею про дискретність речовини. Вона служить основою для пояснення багатьох фізичних, хімічних, біологічних явищ, а без неї не може обійтися жодна з природничих наук.

Мотивація навчальної діяльності.

Знання які ми розкриємо на уроці, широко використовуються в науках, як хімія та біологія. А саме: завдяки дифузії молекули кисню проникають через мембрани легень у кров, аналогічно виходить вуглекислий газ з організму; дифузні процеси відіграють важливу роль в обміні речовин. Також процеси дифузії та теплового руху використовуються в техніці. Дифузія має особливе значення в шахтах, де вона сприяє рівномірному розподілу шкідливих газів в атмосфері гірн. виробок, попередженню їх небезпечних скупчень. Суттєве значення відіграє дифузія в технологічних процесах при застосуванні реагентів.

ІІІ. Актуалізація опорних понять ü Вправа «Фізична веселка».

Викладач. Зі шкільного курсу фізики і хімії 7-8 класу ви вже отримали деякі уявлення про атоми, молекули та їхній рух. Пропоную повторити ці відомості у вигляді вправи «Фізична веселка». Я вам буду читати твердження, якщо ви згодні із сказаним, ви піднімаєте картку зеленого кольору, якщо ні – червоного.

1. Молекула — це найдрібніша частинка речовини, яка ще зберігає всі її властивості. (ні, червоний колір);

2. Атом – це найменша частина хімічного елемента (так,зелений колір); 3. У холодній воді швидше розчиняються цукор і сіль? (ні,червоний колір);

4. Молекули безперервно й безладно рухаються. (так зелений колір);

5. Молекули не притягуються одна до одної. (ні,червоний колір);

6. Між молекулами існує взаємне відштовхування. (так зелений колір); 7. Якщо заповнений повітрям м’яч стиснути руками,то об’єм повітря і проміжки між частинками збільшаться. (ні,червоний колір);

8. Частинки, з яких складаються речовини, є занадто малими, щоб їх побачити. (так, зелений колір);

9. Частинки, з яких складаються речовини, є безкольоровими, тому їх не можна побачити. (ні,червоний колір);

10. Частинки, з яких складаються речовини, рухаються настільки швидко, що ми не встигаємо їх побачити. (ні,червоний колір);

Ви всі гарно справилися з поставленим завданням, і тепер ми з вами можемо безпосередньо перейти до вивчення теми уроку.

üДана вправа сприяє повторенню вивченого матеріалу та розвиває логічне мислення.

IV. Сприйняття та засвоєння вивченого матеріалу.

ü Пояснення викладача

Викладач. Розділ фізики, у якому розглядаються закономірності атомномолекулярної будови макроскопічних тіл, називається молекулярною фізикою.

Будова фізичних тіл з давніх-давен цікавила людство. Ще давньогрецький вчений Демокріт стверджував, що всі тіла складаються з молекул (у перекладі «маленька маса»), молекули складаються з атомів (у перекладі «неподільний»).

Наприкінці XIX ст. існування таких частинок було доведено наукою. Так зародилася молекулярно-кінетична теорія - це вчення, що пояснює будову та властивості тіл рухом і взаємодією частинок, з яких складається тіло.

В основі МКТ три найважливіші положення:

1.Усі речовини складаються з молекул або інших структурних одиниць (атомів, іонів і електронів), розділених проміжками.

Частинки, з яких складаються речовини, настільки малі, що ми їх не бачимо. Те, що ці частинки малесенькі, доводить дослід із фарбою.

ü Дослід.

Маленьку крупинку фарби розчиняють у воді, налитій у посудину. Потім трохи забарвленої води відливають у другу посудину й доливають її чистою водою. У другій посудині розчин забарвлений слабше, ніж у першій. З другої посудини відливають трохи розчину в третю посудину і знову доливають її водою. Так повторюють декілька разів і щоразу переконуються , що розчин стає світлішим.

 Як можна пояснити цей дослід?

У воді розчинили дуже маленьку крупинку фарби і лише частина цієї крупинки потрапила в останній розчин. Значить, крупинка складається з багатьох частинок.

2. Молекули або інші структурні частинки перебувають у безперервному хаотичному русі. Підтвердженням безперервного і безладного руху молекул є так званий броунівський рух і явище дифузії.

Дифузія.

Дифузія речовини – це явище проникнення молекул однієї речовини між молекулами іншої речовини внаслідок дотикання цих речовин.

Найпростіший приклад дифузії в газах — це швидке поширення запахів навіть у спокійному повiтрi: аромат парфумів уже через кілька хвилин відчувається в усій кiмнатi.

Дослід 1. Розпилювання парфумів(освіжував повітря).

У рідинах дифузія відбувається значно повiльнiше.

Дифузія в твердих тілах.

Дослід 2. Зваримо столовий буряк і картоплю. Очистимо 1 буряк і 1 картоплину, розріжемо і половинки з’єднаємо на деякий час (2 хв.). Після їх роз’єднання побачимо, що в тому місці, де картопля була в контакті з буряком, вона стала червоною.

Постає питання: як можна пояснити дифузію у твердих тілах рухом молекул, якщо в них частинки лише коливаються навколо положення рівноваги? Треба мати на увазі, що частинки твердих тіл зрідка покидають свої місця і переходять на інші. Ось ці «мандрівні» молекули чи атоми зумовлюють дифузію у твердих тілах.

Явище дифузії рідин має велике значення в житті тварин і рослин, оскільки забезпечує всмоктування води і поживних речовин коренями рослин, засвоєння їжі і видалення відходів із клітин рослин і тварин.

А зараз я пропоную вам переглянути відеофільм про «Дифузія фарби у рідині» - https://www.youtube.com/watch?v=nS_f97 -Bkgs

(переглядаємо відео, робимо висновки щодо властивостей - залежність швидкості процесу від температури середовища)

Броунівський рух.

Одним з найпереконливішим доказом існування молекул і їх хаотичного теплового руху є броунівський рух, названий на честь англійського ботаніка Р.Броуна. Розглядаючи в мікроскоп краплину води, звернув увагу на невпорядкований рух плаваючих у ній спор рослин. (Слайд №14: «Основні положення молекулярно-кінетичної теорії будови речовини та її дослідні обґрунтування»)

Броунівський рух – це рух найдрібніших частинок твердої речовини під ударами молекул рідин чи газу, у яких ці частинки містяться.

Пояснити броунівський рух стало можливим у другій половині XIX ст. Оскільки молекули води весь час перебувають у хаотичному русі, завислі у воді частинки речовини зазнають поштовхів молекул з усіх боків. Таким чином, броунівський рух є відображенням руху молекул рідини.

Переглядаємо відео з 5 по 39 секунду -

https://www.youtube.com/watch?v=RvJbsw97atY

Досліди показують, що інтенсивність броунівського руху тим більша, чим вища температура рідини, що свідчить про безпосередній зв’язок теплового руху молекул з рухом броунівських частинок.

3. Молекули або атоми взаємодіють між собою

Спробуємо стиснути рукою камінь. Відчуваєте біль у руках. Але з каменем нічого не станеться. Наповнивши повітрям камеру м’яча, ми стискуємо його, прикладаючи значні зусилля. Рідину стиснути практично неможливо. Всі ці та аналогічні явища пояснюють тим, що між частинками речовини існують сили відштовхування, які не дозволяють їм наблизитися упритул одна до одної. Сили притягання між частинками речовини є причиною того, що після розтягу пружини та зняття навантаження вони повертають її у початковий стан. Між молекулами речовини існує взаємне притягання і відштовхування. Ці сили взаємного притягання і відштовхування діють на відстанях, співрозмірних із розмірами самих молекул.

ü Застосовується метод проблемних запитань з послідовним експериментом, що дає змогу учням власноруч зробити висновки.

ü Симуляція.

Моделювання дифузії

Використовуємо готову модель симуляції фізичного процесу дифузія - https ://phet .colorado .edu /en /simulation /diffusion

Встановлюємо порівняльну характеристику процесу дифузії, коли змінюємо такі параметри як температура, маса молекули, радіус молекул, кількість молекул. Встановлюємо різні параметри, проводимо порівняння, робимо висновки.

üДаний метод дозволяє уявити та зрозуміти процес дифузії зсередини. V. Узагальнення знань.

Викладач. А зараз ми з вами переходимо до практичної частини уроку. 1. Сформулюйте основні положення молекулярно-кінетичної теорії. (Правильна відповідь: всі речовини складаються з дрібних частинок ,що перебувають у безперервному хаотичному русі та взаємодіють одне з одним)

2. Наведіть приклади дослідного обґрунтування положень молекулярнокінетичної теорії.

(Правильна відповідь: дифузія і броунівський рух)

3. Що таке броунівський рух? Чому він відіграв важливу роль у становленні молекулярно-кінетичної теорії?

(Правильна відповідь: відкриття й пояснення броунівського руху мало велике значення для фізики, оскільки було свідченням теплового руху молекул Броунівський рух — невпорядкований, хаотичний рух дрібних частинок речовини в розчинах)

4. Що таке дифузія?

(Правильна відповідь: проілюструйте свою відповідь прикладом. Дифузією називають взаємне проникання частинок однієї речовини в другу, зумовлене рухом молекул)

5. Чому рух молекул ніколи не припиняється?

(Правильна відповідь: внаслідок тертя механічний рух молекул перетворюється в їх хаотичний безперервний рух) VІ. Підсумки уроку

üАналіз очікуваних результатів

Проводиться тестування на ресурсі На Урок» в режимі реального часу https ://naurok .com .ua /test /osnovni -polozhennya -mkt 540834.html

Оголошення домашнього завдання: 1)§26, завдання №1-4; 2)записати порівняльну характеристику явищ дифузія та броунівський рух(спільність, відмінність – для всих учнів), 3) підготувати повідомлення « Історія поглядів на будову речовин(атомів)»(вибірково для учнів)

üВиставлення оцінок.

ВИСНОВКИ

В даній методичній розробці висвітлена методика проведення уроку із застосуванням демонстрацій, відеороликів, технічних засобів навчання, в якій поєднуються теоретичні основи і практичні аспекти обраної теми для найкращого досягнення навчальної, виховної та розвиваючої мети заняття

Мотивація навчальної діяльності відбувається на основі тісного зв’язку фізичних процесів з науками біологія, хімія та х життям. Активізація опорних знань і розумової діяльності учнів проводиться у вигляді гри, що допомагає полегшити усвідомлення подальшого навчального матеріалу.

Викладання матеріалу супроводжується відеороликами, практичними демонстраціями та інтерактивною моделлю. Викладач спонукає учнів до уважного спостереження, аналізу та висновків, глибоких роздумів; спонукає до бесіди.

Під час уроку методи, які застосовувались відповідають меті, завданням уроку, змісту і характеру навчального матеріалу, готовності учнів до засвоєння.

Успіх проведення уроку залежить від створеного настрою на уроці, готовності учнів усвідомлювати матеріал та емоційного настрою; а елементи гри, відео сюжети, демонстрації, інтерактивне моделювання спонукають позитивному настрою учнів.

СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

1. Підручник: Фізика ( рівень стандарту за навчальною програмою авторського колективу Локтєв В.М.): підручник для 10 кл. /Баряхтар В.Г., Довгий С.О…/. – Харків. Вид-во «Ранок», 2018. – 272с.

2. Підручник: Фізика 10 кл. : підруч. для загальньоосвіт. навч. закладів: рівень стандарту/ Л .Е. Генденштейн, І. Ю. Ненашев. - Х. : Гімназія, 2010. -272с.

3. Вікіпедія - https ://uk .wikipedia .org /wiki