Розгорнутий конспект уроку для учнів 8 класу на тему "Її величність, температура - провидиця майбутнього!"

ЇЇ ВЕЛИЧНІСТЬ, ТЕМПЕРАТУРА – ПРОВИДИЦЯ МАЙБУТНЬОГО!

Мета:

• навчальна – забезпечити засвоєння поняття температура на основі молекулярно-кінетичної теорії, пояснити принцип роботи термометрів, ознайомити учнів з причинами глобального потепління на Землі та методами його боротьби;
• розвивальна - розвивати евристичні вміння учнів, творчі здібності, навички самостійної роботи з великими обсягами інформації, уміння логічно мислити, працювати в колективі;
• виховна - виховувати активність, самостійність, колективну відповідальність.

Тип уроку: урок вивчення нового матеріалу.

Форми роботи: індивідуальна.

Обладнання: мультимедійний проектор, термометри, термостійка посудина з вузьким отвором, повітряна кулька, спиртівка, сірники.

Міжпредметні зв’язки: екологія, географія, математика, хімія, біологія.

 

Хід уроку

1.          Мотивація навчання школярів. Для психологічного та емоційного налаштування учнів до вивчення нового матеріалу їм пропонується гра «Яка погода за вікном?». Для її проведення вчитель рекомендує учасникам гри розглянути малюнки з різними погодними умовами та реагувати на них за допомогою звуків, міміки та жестів. Якщо на малюнку зимова погода – учні обіймають себе і починають дрижати, якщо літня – витирають повільно  долонею чоло.

Після перегляду малюнків вчитель запитує в учнів: «Від якої величини залежать погодні умови, які ми щойно спостерігали?». Вони мають здогадатися, що такою фізичною величиною є температура.

 

 

 

 

2.          Оголошення теми та мети уроку. Отже, головним поняттям сьогоднішнього уроку є температура, яку ми розглянемо не тільки як фізичний термін, а й як провидицю майбутнього. Тому тема нашого уроку: «Її величність, температура – провидиця майбутнього!»

Щоб  учні свідомо сприймали новий навчальний матеріал та розуміли його глибину і значення у науковому та суспільному житті, вчитель пропонує визначити мету уроку самостійно. Для цього він почергово на слайді висвітлює запитання двох типів: перші – запитання, які стосуються матеріалу, який було вивчено,  другі – пов’язані з темою сьогоднішнього уроку. Учні у ході усного опитування або дають відповіді на запитання, або виносять їх на загальний огляд шляхом запису на дошці, або намагаються дати відповіді на запитання, пов’язані з темою сьогоднішнього уроку, що дозволяє вчителю здійснити актуалізацію опорних знань. До них належать такі:

• Яку розмірність має робота у системі СІ? (Дж);
• Що таке тепловий рух та температура?;
• Що таке термометр та який принцип його роботи?
• Який вчений ввів поняття важеля? (Архімед);
• Яку механічну енергію має літак, що здійснює рейс Київ – Париж? (кінетичну і потенціальну);
• Чому виникає глобальне потепління на Землі? У чому воно проявляється?
• Що Я можу зробити для боротьби з глобальним потеплінням?

3. Вивчення нового матеріалу.

1. Демонстраційний експеримент «Ображена кулька»

  Для розв’язання першого запитання, що було поставлено у меті уроку, залучаємо учнів до проблемного навчання шляхом створення ситуації  несподіваності. Для цього без будь – яких пояснень проводимо демонстраційний експеримент «Ображена кулька». Обладнання, що необхідне для експерименту: термостійка скляна посудина з вузьким отвором, повітряна кулька, спиртівка, сірники. Одягаємо повітряну кульку на стінки отвору скляної посудини і починаємо прогрівати дно цього резервуару за допомогою спиртівки. З часом побачимо, що повітряна кулька починає надуватися. Якщо у кабінеті фізики не має термостійкої посудини, можна використати звичайну скляну пляшку, яку у ході експерименту необхідно буде занурити у ширшу посудину з гарячою водою. Описаний вище експеримент можна переглянути у відеохостингу  YouTube за електронною адресою http://www.youtube.com/watch?v=SrdbQkW4IWM.

 Після проведення експерименту залучаємо учнів до активного обговорення його результатів та намагаємось спрямувати русло думок у потрібному напрямку, задаючи  навідні запитання:

• Що відбувається з розміром тіла під час його нагрівання? З чим це пов’язано? (Під час нагрівання тіла розширюються,  що пов’язано зі збільшенням відстаней між молекулами (атомати), з яких воно складається);
• Чим обумовлюється виникнення тиску у газах? (Ударами молекул газу по внутрішнім стінкам посудини).

Розширення кульки виникає не тільки за рахунок того, що відстань між молекулами повітря у процесі нагрівання зростає, а й пов’язано зі зміною тиску молекул газу на стінки посудини. Щоб зрозуміти, чому це відбувається пропонуємо учням переглянути відео фрагмент, який можна знайти за електронною адресою http://www.youtube.com/watch?v=2aEfQE8N5MA. 

2. Перегляд відео фрагмента  «Залежність швидкості руху молекул від температури».

Перед показом  відео фрагмента учням слід повідомити, що вони під час його перегляду мають дати відповіді на запитання:

• Що відбувається зі швидкістю руху молекул під час нагрівання?
• Яка механічна енергія зростає при цьому?

Після перегляду учні мають зробити висновок: зі зростанням температури швидкість руху молекул зростає, що призводить до збільшення їх кінетичної енергії, отже між температурою та кінетичною енергією руху частинок речовини є тісний зв’язок.

Далі створюємо другу проблемну ситуацію у вигляді запитання: «Чому температура є мірою зміни середнього значення кінетичної енергії, а не середньої швидкості руху молекул?» Для розв’язання складеної проблеми задаємо навідні запитання:

1. Чи з однаковою швидкістю рухається молекула водню і молекула оксигену при одній і тій самій температурі? (Ні, тому що маси у них різні, і відповідно молекула оксисену є більш інертною).
2. Якою буде середня кінетична енергія  молекул водню і оксигену при одній і тій самій температурі? (Однаковою, оскільки вираз для кінетичної енергії одночасно враховує і масу тіла, і його швидкість).

Виходячи з цього висновку, можна пояснити більш детально розширення кульки у вище описаному експерименті за рахунок підвищення тиску в її середині, що обумовлюється інтенсивнішими ударами молекул повітря по стінкам посудини у зв’язку зі зростанням їх швидкості. 

3.     Робота з підручником. Учні знаходять у підручнику визначення понять: тепловий рух, температура. Переконуються у правильності зробленого вище висновку про температуру.
4.     Бесіда про термометр та принцип його роботи. Відповідь на друге запитання, передбачене у меті уроку учні отримують у процесі бесіди з вчителем, під час якої вони виконують низку завдань:

• Уявний експеримент. Щоб переконати учнів у необхідності створення термометра та його практичного використання, вчитель проводить уявний експеримент, що підтверджує суб’єктивність наших відчуттів. Якщо занурити ліву руку в теплу воду, праву – в холодну, а через певний час обидві руки помістити в посудину з водою кімнатної температури, то виникне дивне відчуття: ту саму воду ліва рука сприйме як холодну, а права – як теплу.  Тому виникла практична потреба сконструювати такий прилад, який би дуже точно визначав температуру, його назвали термометром.
• Будова термометра (рідинного). Для вивчення будови термометра пропонуємо учням завдання: встановити відповідність між умовними позначеннями на малюнку та надписами, що розташовані нижче.

• Градуювання шкали термометра та принцип його роботи. Щоб за довжиною стовпчика рідини можна було визначити температуру, слід нанести шкалу, насамперед позначивши на ній реперні точки (точки, що пов’язані з певними фізичними процесами). Для цього запитуємо в учнів:
• Якщо резервуар з ртуттю помістити у розчин води та льоду, яку позначку слід поставити навпроти рівня рідини у трубці? (0⁰С);
• Якщо розчин води і льоду нагрівати, що буде відбуватись з рівнем рідини у трубці термометра? З чим це пов’язано? (Рівень рідини у трубці термометра починає підійматися. Це пов’язано з розширенням рідини під час нагрівання внаслідок збільшення відстаней між її молекулами);
• Якщо резервуар з ртуттю помістити у киплячу воду, яку позначку слід поставити навпроти рівня рідини у трубці? (100⁰С);
• Як проградуювати отриманий проміжок між поділками (0÷100)⁰С? (Поділити його на сто рівних частин).

Розглянуті реперні точки учні позначають на малюнках у роздрукованому опорному конспекті (див. додаток А).

• Практичне завдання. За малюнками, що запропоновані у опорному конспекті або використовуючи лабораторні термометри визначити ціну поділки кожного приладу, а також верхню і нижню межі вимірювання (див. додаток А).

5.     Рубрика «Цікаво знати!» Для емоційного налаштування учнів та фокусування їх уваги пропонуємо деякі цікаві факти, пов’язані з температурою:

• Температура тіл деяких видів тварин:  перед повідомленням значень температур для деяких видів тварин задаємо учням  запитання, що запропоновані нижче.

Запитання для учнів:

1. Ссавці, що опанували мистецтво польоту. (кажан – в стані сплячки має температуру 1,3 °С);
2. Найбільша і найсильніша наземна тварина. (слон - 35 °С);
3. Непарнокопита  тварина, приручена у кількох незалежних центрах – між Доном і Дніпром, у південному Сибіру, Середній Азії.  (кінь - 37,6 °С);
4. Тварина, що вважається священною на території Індії, символізує плодючість, достаток, є персоніфікацією як неба, так і землі. (корова - 38,3 °С);
5. Найперша одомашнена тварина, найкращий друг і товариш людини. (собака - 38,9 °С);
6. Найчисленніший і поширений вид свійської птиці. (курка - 41,5 °С);
7. Плазун, що має стрункий тулуб та довгий хвіст, який має здатність відламуватися при небезпеці. (ящірка на сонці - 50-60 ° С).

• Цікаві факти на Землі. Під час розгляду цікавих фактів на Землі, пов’язаних з температурою, вчитель повідомляє показання термометрів у різних куточках нашої планети. Учні по черзі показують ці місця на географічній карті Землі та прикріплюють на них відповідні значення температурної шкали. 

На Землі є багато спекотних і холодних місць. У Долині смерті (Каліфорнія, США) зафіксована спека +56,7⁰С, але рекорд належить пустелі Сахара (Африка)  +63⁰С у тіні. Найхолоднішими місцями у Північній півкулі є Якутія і Гренландія, де температура досягає – 70 ⁰С. Але найхолодніше місце на нашій планеті – це Антарктида. В її глибинних районах зафіксована температура – 94,5⁰С. На такому морозі метал стає крихким, гас перетворюється на густу желеподібну масу і не спалахує навіть при контакті з полум’ям.

6.     Розповідь «Глобальне потепління на Землі». Зміни у кліматі Землі останніх десятиліть вказують на те, що середня температура Землі (14⁰С) з часом зростає. За чверть століття, з 1979 (фото зліва) по 2003 (фото праворуч) рік, область, покрита арктичним льодом, помітно зменшилася. Багато вчених пов'язують це явище з початком глобального потепління.

 За науковими даними, глобальне потепління може бути викликано безліччю факторів: виверження вулканів, поведінка Світового океану (тайфуни, урагани і т.д.), сонячна активність, магнітне поле Землі,  діяльність людини. Останній фактор підтримується більшістю вчених, громадських організацій та ЗМІ. Його пов’язують з ростом обсягу вуглекислого газу в атмосфері Землі.

Якщо середня температура Землі зростатиме і далі, то вивчивши темпи її росту можна прогнозувати майбутнє, а воно виявляється невтішним.

 На малюнках показано прогноз зростання посушливих областей, викликаних глобальним потеплінням. Моделювання виконане на суперкомп'ютері в Інституті космічних досліджень ім. Годдарда (NASA, GISS, США). Якщо ці прогнози стануть реальністю, то умови нашого існування стануть нестерпними. Для підтвердження цих слів учням необхідно запропонувати переглянути відео фрагмент «Спустелювання», що знаходиться на DVD – диску1 «Зелений пакет» / Глобальні загрози / Зміна клімату / Спустелювання.

7.               Самостійна робота учнів з матеріалами СD- диску «Зелений пакет». Вчитель за допомогою проектора висвітлює матеріали CD – диску «Зеленого пакету» / Глобальні виклики / Зміна клімату / Наслідки / Зміна клімату. Учні переглядаючи його мають дати усно відповіді на наступні запитання:

• На скільки градусів підвищилась середня температура на Землі в період з 1906 р. по 2005р.? (0,8⁰С)
• На скільки градусів підвищилась середня температура Європи? (1,4⁰С)
• Які зміни щорічного обсягу випадання опадів спостерігають у ХХ столітті? (У ХХ ст. щорічний обсяг випадання опадів у Північній Європі збільшився на 10 – 40 %, в Арктичному регіоні – на 8 % і водночас зменшився на 20 % у Південній Європі)
• На скільки градусів підвищиться середня температура на Землі до 2100 року? (1⁰С – 3,5⁰С)

8.               Бесіда «Що я можу зробити для боротьби з глобальним потеплінням ?» Людство зможе змінити невтішні прогнози майбутнього, якщо кожен із нас  буде сподіватись не на когось, а розпочне діяти самостійно, сьогодні і зараз. Для того, щоб побачити, що ми можемо зробити для боротьби з глобальним потеплінням, розглянемо різні побутові ситуації, які запропоновані на диску «Зелений пакет» та спробуємо з них знайти правильний вихід.

№	Побутова ситуація	Місце розташування	Висновок
1	Як зберегти тепло?	DVD 1 / Діяльність людини / Енергетика / Як зберегти тепло	У зимовий період одягатись тепліше, залучати підручні засоби роботи для теплоізоляції будинків
2	Експлуатація електричних приладів	CD / Глобальні виклики / Зміна клімату / Відео	Не вмикати одночасно всі наявні електричні прилади, використовувати їх тільки за практичних потреб
3	Експлуатація ламп освітлювання	DVD 2 / Діяльність людини / Енергетика / Енергоефективні лампочки	Використовувати тільки люмінесцентні лампи, що дозволяють зекономити 80% енергії

4. Узагальнення та систематизація знань. Для узагальнення та систематизації знань учнів готується презентація, у якій на кожному слайді присутнє запитання та варіанти відповідей до нього. Правильних відповідей може бути одна або декілька. Завдання учня – записати правильну відповідь у вигляді: 1.а (якщо одна правильна відповідь) або 1. а, б (якщо декілька правильних відповідей).

Тестові завдання:

1. Фізична величина, що є мірою середньої кінетичної енергії руху частинок речовини називається:

А) робота;     Б) потужність;     В) енергія;     Г) температура.

2. Безладний рух молекул і атомів, який визначає температуру тіла називається:

А) рівномірним;   Б) тепловим;   В) коливальним;     Г) коловим.

3. Яка механічна енергія молекул зростає при збільшенні температури?

А) кінетична;     Б) потенціальна;    В) кінетична і потенціальна;    Г) ніяка.

4. Якщо термометр помістити у розчин води і льоду, він покаже температуру:

А) 0⁰С;      Б) -1⁰С;       В) 100⁰С;    Г) +1⁰С.

5. Середня температура на Землі становить:

А) 0⁰С;      Б) -10⁰С;       В) 14⁰С;    Г) 103⁰С.

6. Середня температура на Землі до 2100 року збільшиться на:

А) 1⁰С - 8⁰С;      Б) 0⁰С – 0,5⁰С;       В) 14⁰С - 17⁰С;    Г) 1⁰С – 3,5⁰С.

7. Скільки відсотків електроенергії дозволяє зекономити люмінесцентна лампа?

А) 10^%;      Б) 1%;       В) 99^%;    Г) 80%.

8. Підвищення рівня рідини у термометрі під час нагрівання обумовлено:

А) розширенням рідини внаслідок збільшення розмірів молекул;                 Б) розширенням рідини внаслідок збільшення проміжків між молекулами;       В) розширенням рідини внаслідок збільшення відстаней між молекулами;    Г) стисканням рідини у трубці внаслідок зменшення відстаней між молекулами.

9. Позначка 100⁰С на шкалі термометра відповідає температурі:

А) кипіння ртуті;      Б) замерзання води;       В) кипіння води;                      Г) плавлення суміші льоду, води і нашатирю.

10.          Розширення кульки, одягненої на скляну посудину, що обігрівається обумовлено:

А) збільшенням відстаней між молекулами повітря;      Б) збільшенням швидкості руху молекул повітря;       В) зменшенням швидкості руху молекул повітря;    Г) збільшенням розмірів самих молекул.

 Після тестування учні обмінюються зошитами та звіряються з відповідями, що запропоновані на слайді.

 Відповіді: 1. Г;   2. Б;   3. А;   4. А;   5. В;    6, Г;     7.Г;    8. Б, В;   9. В;     10. А, Б.

5. Домашнє завдання:

1. вивчити опорний конспект;
2. Переглянути навчальний фільм у відеохостингу YouTube за електронною адресою http://www.youtube.com/watch?v=KoFu3u4FQwk. На його основі заповнити таблицю, представлену у додатку А;
3. Проаналізувати побутові ситуації з метою розв’язання проблеми глобального потепління:

• Що доцільніше зробити з точки зору енергозбереження, якщо потрібно обмінятись з товаришем інформацією: використати мобільний телефон чи поїхати до нього?
• Для зменшення обсягу вуглекислого газу в атмосфері Землі доцільніше користуватись громадянським транспортом чи власним автомобілем?

 

 

 

 

 

 

Додаток А

Зразок оформлення опорного конспекту учня

ЇЇ ВЕЛИЧНІСТЬ, ТЕМПЕРАТУРА – ПРОВИДИЦЯ МАЙБУТНЬОГО!

 

 

 

Завдання: визначити верхню і нижню межу вимірювання, ціну поділки приладу та значення температури на кожному термометрі.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Робота з текстом:

Зміна клімату

Незважаючи на те, що деякі вчені та впливові політики все ще заперечують роль людини у зміні клімату, наведені нижче факти викликають тривогу:

Середня температура поверхні Землі в період з 1906 р. по 2003 р. підвищилася на 0,8⁰С. В Європі середня температура приблизно на 1,4⁰С вище, ніж у роки до промислової революції.

Згідно з реєстраційними даними у 1998, 2005 та 2007 роках були відзначені найвищі показники температури.

Науковці прогнозують, що середня температура поверхні Землі до 2100 року може підвищитися від 1 до 3,5⁰С, але слід зазначити, що в різних регіонах показники будуть відрізнятися.

У ХХ столітті щорічний обсяг випадіння опадів у Північній Європі збільшився на 10 – 40 %, в Арктичному регіоні – на 8 % і водночас зменшився на 20 % у Південній Європі.

Домашнє завдання:

1. Проаналізувати побутові ситуації з метою розв’язання проблеми глобального потепління.:

• Що доцільніше зробити з точки зору енергозбереження, якщо потрібно обмінятись з товаришем інформацією: використати мобільний телефон чи поїхати до нього?
• Для зменшення обсягу вуглекислого газу в атмосфері Землі доцільніше користуватись громадянським транспортом чи власним автомобілем?

Свої ідеї записати до зошита.

2. Переглянути навчальний фільм у відеохостингу YouTube за електронною адресою http://www.youtube.com/watch?v=KoFu3u4FQwk.  На його основі заповнити таблицю:

№	Температура, 0С	Фізичний зміст
1	-273
2	-252
3	-200
4	-185
5	-150
6	-89
7	-71
8	-39
9	-18
10	0
11	36
12	100
13	150
14	325
15	700
16	1500
17	2900
18	3540
19	5000
20	6000

 

ЛІТЕРАТУРА

1. Божинова Ф. Я. Фізика. 8 клас. : Підручник / Ф. Я. Божинова, І. Ю. Ненашев, М. М. Кірюхін. – Х.: Видавництво «Ранок», 2008. – 256 с.
2. Ильясов И. И. Система эвристических приёмов решения задач / И. И. Ильясов. -М.: Изд - во Российск. открытого ун - та, 1992. - 140 с.
3. Казанцева В. Ю. Решение учебных задач как фактор развития эвристического мышления учащихся: дис. … кандидата физ. – мат. наук: 13.00.01 / Казанцева Виктория Юрьевна. – Улан – Удэ, 2004. – 178 с.
4. Мир Животных. - [Електронний ресурс]. – Режим доступу к сайту: <http://etuket.com/talk/184-neverbalne-spilkuvannya-rukopotiskannya.html>. – Заглав. с экрана. – Язык рус.
5. Петросян Э. А. Психолого – педагогические условия формирования эвристической направленности мышления школьников в образовательном процессе: дис. … кандидата физ. – мат. наук: 13.00.01 / Петросян Эдик Аветисович. – Екатеринбург, 2005. – 183 с.
6.  Сиротюк В. Д. Фізика: підруч. для 8 класу загальноосвіт. навч. закл. / В. Д. Сиротюк. – К.: Зодіак – ЕКО, 2008. – 240 с.
7. Соколов В. Н. Педагогическая эвристика: Введение в теорию и методику эвристической деятельности: Уч. пособие для студентов высших учебных заведений / В. Н. Соколов. - М.: Аспект Пресс,   1995. - 255 с.
8. Шарко В. Д. Сучасний урок: технологічний аспект / Посібник для вчителів та студентів / В. Д. Шарко. – К.: СПД Богданова А. М., 2007. – 220 с.