Предмет: Фізика, Хімія, Екологія; Клас: 10 клас;
Характер проектної діяльності: дослідницька;
Тип проекту: Груповий

Поверхневий натяг рідини

Основна ідея проєкту полягає у тому, що школярі зможуть попрактикувась у дослідницькій діяльності, здобути та поглибити знання із запропонованої теми.

Проєкт створює умови для формування ключових компетентностей, сприяє комплексному оволодінню знаннями з фізики та розвиває вміння застосовувати їх на практиці. Крім того, робота над проєктом дає усвідомлення того, що природничі науки тісно взаємопов’язані.

Виконайте пропонований проєкт і дізнаєтеся про значення поверхневого натягу рідин для життя людини!

Актуальна проблема / проблемне питання

Навіщо сучасній людині потрібні знання про поверхневий натяг рідини?

Тривалість проекту

1 тиждень - 1 місяць

Загальна інформація для вчителя

Поверхневий натяг рідини – тема досить складна та багатогранна. Щоб дослідити це питання, учням необхідно розібратись у багатьох суміжних темах. Під час виконання проєкту школярі засвоять чимало інформації та закріплять набуті знання під час проведення дослідів. Розуміння природи цього явища, може стати поштовхом для поглибленого вивчення цього питання, що допоможе застосувати набуті знання у сфері фізики, хімії, фармакології, екології.

Прогнозовані результати

Теоретичні: школярі дослідять явище поверхневого натягу рідини; вивчать ключові визначення («поверхневий натяг рідини», «коефіцієнт поверхневого натягу», «сила поверхневого натягу») та формули, «поверхнево-активні речовини (ПАР)» та «поверхнево-неактивні речовини (ПНАР)»; визначать, які фактори впливають на коефіцієнт поверхневого натягу; з’ясують, яким чином це фізичне явище впливає на організм людини та навколишнє середовище.
Практичні: учні самостійно досліджуватимуть інформацію з теми та шукатимуть потрібні джерела; отримають досвід аналізу та порівняння інформації з різних джерел; підготують матеріали для проведення дослідницької частини проєкту; вчитимуться презентувати свій дослід, робити висновки та узагальнення.
Пізнавальні: зможуть усвідомити взаємозв'язок фізичних явищ та реального життя; сформують зацікавленість до вивчення фізики та інших природничих дисциплін.

Необхідні знання

Фізика (10 клас): Молекулярна фізика. Основні положення МКТ. Властивості рідин, поверхневий натяг рідини
Хімія (9 клас): Колоїдні розчини.
Екологія: Причини і наслідки деградації біорізноманіття.

Крок 1

Підготовчий етап

Ролі та функції учасників проєкту

Учасникам проєкту пропонується наступний розподіл ролей: керівник проєкту, пошукова група, аналітична група, дослідницька група.

Насамперед необхідно обрати керівника проєкту.

Він має виконувати такі обов’язки:

планування роботи над проєктом, формулювання всіх необхідних завдань;
розподіл обов’язків та завдань між іншими учасниками проєкту;
встановлення орієнтовних термінів виконання всіх запланованих завдань;
контроль за виконанням завдань згідно запланованих термінів;
координування роботи команди.

Після розподілу обов’язків необхідно спланувати спільну стратегію, чітко проговорити всі незрозумілі моменти та підтримувати ефективну комунікацію між членами команди (обмінюватись думками та радитись).

Обов’язки членів пошукової групи:

пошук різноманітних джерел інформації;
пошук відповідей на питання, необхідні для реалізації проєкту;
презентація зібраної інформації та джерел усім учасникам проєкту.

Обов’язки членів аналітичної групи:

ознайомлення із зібраною інформацією;
дослідження інформації (визначають, чи потребує інформація більш детального дослідження, чи дозволяє зібрана інформація дати відповіді на основні питання проєкту);
оформлення презентації.

Обов’язки членів дослідницької групи:

ознайомлення з умовами проведення досліду;
ознайомлення з правилами безпеки під час проведення досліду;
підготовка необхідного реманенту;
проведення пробного досліду (запропонованого у межах проєкту);
пошук інших можливих дослідів для розкриття теми проєкту;
проведення основного досліду безпосередньо під час презентації проєкту.

Критерії оцінювання роботи над проєктом

За роботу над цим проєктом кожен із учасників може отримати по дві оцінки (до 12 балів кожна):

Оцінка за активну роботу на підготовчому, пошуковому та аналітичному етапах (до 12 балів):

оцінка ефективності комунікації між членами команди (3 бали);
повнота і відповідність обраних джерел інформації (3 бали);
логічність та послідовність дій учнів, виконання завдань відповідно до плану (3 бали);
здійснення саморефлексії (3 бали).

Якість фінальної презентації, висвітлення теми, що досліджувалась та якість проведення фінального досліду (до 12 балів):

логічність викладу матеріалу, взаємозв’язок текстового та графічного продукту, а також його усної презентації, повнота розкриття теми (2 бали);
відсутність фактичних чи інших грубих помилок (2 бали);
дотримання техніки безпеки під час проведення досліду (2 бали);
успішність проведення досліду (2 бали);
презентація досліду, чіткі, послідовні, логічні дії під час його проведення (2 бали);
показник самооцінки та саморефлексії роботи учнів (2 бали).

Потрібні матеріали

Проєктор/комп’ютер, три ідентичні прозорі ємності, питна вода, мірна чашка (для вимірювання об’єму рідини), термометр, речовина, яка слугуватиме ПАР (учні мають дібрати її самостійно), приладдя для нагрівання води, монети одного номіналу (їх кількість потрібно визначити експериментально, у ході підготовки).

Оформлення результатів роботи та презентація

Підсумком роботи над проєктом є проведення досліду, а також презентація теоретичної частини (з усною доповіддю).

Презентація проєкту може відбутися у рамках звичайного уроку чи під час лабораторної роботи.

Крок 2

Пошуковий етап

Виконайте завдання

Знайдіть потенційно корисні джерела інформації та оцініть доцільність їх використання.
Здійсніть відбір та систематизацію даних, які можна використовувати під час роботи.

Дайте відповідь на запитання

Що таке молекулярно-кінетична теорія (МКТ)? Які її основні положення?

Дайте відповідь на запитання

Що являє собою колоїдна хімія як наука про поверхневі явища?

Дайте відповідь на запитання

Що таке «поверхневий натяг рідини», «коефіцієнт поверхневого натягу», «сила поверхневого натягу»?

Крок 3

Аналітичний етап

Виконайте завдання

Проаналізуйте зібрану інформацію.
Визначте, які аспекти потребують більш детального дослідження.
Переконайтеся, що всі учасники проєкту повною мірою засвоїли здобуту інформацію.

Дайте відповідь на запитання

Чи вдається вам працювати за планом?

Дайте відповідь на запитання

Яку інформацію вам простіше сприймати, а яку важче? Чому?

Дайте відповідь на запитання

Чи були моменти, які викликали у вас труднощі?

Крок 4

Практичний етап

Проведіть дослід

Для проведення фінального досліду підготуйте три ідентичні прозорі ємності для води. У першу налийте питну воду кімнатної температури, у другу – гарячу воду, у третю – розчин поверхнево-активної речовини кімнатної температури (ПАР підібрати самостійно). Об’єм рідини в ємностях має бути однаковим. Краї посудин обов’язково мають бути сухими. Ємності мають стояти поряд (одна за одною). Після цього по черзі опускайте монети у кожну посудину, спостерігаючи, як вода піднімається над її краєм, але не проливається (будьте обережними, не торкайтесь води руками, монети в ємність треба класти плавно, без різких рухів). Першою проллється рідина, коефіцієнт поверхневого натягу якої найменший.

Виконайте завдання

Укажіть, які висновки можна отримати після виконання досліду.

Проведіть дослід

Подібним способом можна простежити залежність коефіцієнту поверхневого натягу від температури. Після проведення першого досліду вилийте рідини та витріть ємності насухо (краї обов’язково мають бути сухими). Нагрійте воду до різних, попередньо визначених температур та налийте до склянок. Зафіксуйте температуру води у кожній ємності. Після цього, так само як і в першому досліді, спускайте монети до кожної склянки. Уважно спостерігайте, із якої ємності вода проллється швидше. Зробіть відповідні висновки.

Виконайте завдання

Укажіть, які висновки можна отримати після виконання досліду.

Виконайте завдання

На основі отриманих знань, запропонуйте та проведіть власний дослід.

Виконайте завдання

Підготуйте доповідь-презентацію. У ній ви маєте розкрити всі розгянуті теми, пояснити їх (власними словами) та дати наукове обгрунтування досліду, який будете проводити.

Крок 5

Презентаційний етап

Виконайте завдання

Перед демонстрацією досліду, ознайомте присутніх зі своїми теоретичними напрацюваннями.
Представте доповідь-презентацію, розкрийте тему, поясніть суть досліду, який будете проводити. Презентуйте дослід.
Під час презентації відповідайте на запитання вчителя та глядачів. Спробуйте поставити свої запитання до глядачів.

Крок 6

Рефлексійний етап

Виконайте завдання

Сформулюйте загальні висновки, та визначте, чому ви навчились під час виконання проєкту.

Дайте відповідь на запитання

Подумайте, з якими труднощами ви зіткнулися?

Виконайте завдання

Проаналізуйте роботу кожного учасника вашої групи.

Дайте відповіді на запитання

Які фактори впливають на зміну коефіцієнту поверхневого натягу рідини? Які приклади ПНР в організмі людини та в екології ви знаєте?

Підсумок!

Дізнайтеся оцінки за свою роботу!