Урок фізики Будова та властивості твердих тіл. Анізотропія кристалів" (10 клас)

Тема уроку: Будова та властивості твердих тіл. Анізотропія кристалів. (10 клас)

Мета уроку:

Навчальна

 показати відмінність внутрішньої будови та властивостей кристалічних та аморфних тіл; розширити знання учнів про тверді тіла; дати учням основні поняття про будову та властивості рідких кристалів.

Розвиваюча

розвивати вміння аналізувати фізичний зміст задачі; розвивати індивідуальні здібності учнів, навички міжособистісного спілкування; творчу активність.

Виховна

виховувати почуття відповідальності під час роботи у групі, інтерес до предмета, вміння сприймати красу навколишнього світу через закони фізики.

Тип уроку: комбінований урок.

Обладнання та наочність: колекція кристалів та аморфних тіл;  роздатковий матеріал для практичної роботи; мікроскопи з підготовленими зразками кристалів; кристали, вирощені учнями; мультимедійна презентація; моделі кристалічних граток, зошити одного уроку.

Зміст етапів уроку

Хід уроку.

1. Організаційний етап.
2. Актуалізація опорних знань. (► 1-2)

• Які агрегатні стани речовини вам відомі?
• Що можна сказати про взаємодію молекул в твердих тілах?

3. Вивчення нового матеріалу. (► 3-5)

План вивчення теми за схемою:

• Твердими називають такі тіла, які зберігають об'єм і форму навіть під час дії на них інших тіл.
• За впорядкованістю частинок речовини (атомів, молекул) тверді тіла поділяють на кристалічні  та аморфні тіла.
• Кристали - це тверді тіла, в яких атоми або молекули розміщені впорядковано і утворюють періодично повторювану внутрішню структуру.
• Іноді весь шматок твердої речовини може становити один кристал (шматочки цукру в цукровому піску, шматочки солі, гірського кришталю). Усе це окремі кристали, їх називають монокристалами).
• Тіло, яке складається з безлічі невпорядковано розміщених кристалів, називають полікристалом (цукор-рафінад, метали).
• Особливостями кристалів є їх анізотропність, тобто неоднаковість фізичних властивостей у різних напрямах.
• Кристалічні тіла мають точку плавлення.
• Аморфні тіла - це тіла, фізичні властивості яких однакові у всіх напрямах (шматки затверділої смоли, янтар, вироби із скла). Аморфні тіла ізотропні.

4. Закріплення нових знань та вмінь. (► 6-7)

1) Відповісти на запитання та заповнити порівняльну таблицю на дошці та у зошитах:

            1. Чим відрізняються кристалічні тіла від аморфних?

2. Назвіть основні властивості кристалічних тіл.

3. Які основні властивості аморфних тіл.

4. Що називають монокристалом та полікристалом?

5. Що таке анізотропія? Ізотропність?

6.Чому протягом усього часу плавлення температура кристалічного тіла не змінюється?

7. Чому аморфні тіла не мають визначеної температури плавлення?

Міні-проект І : Як самому виростити кристали? (► 9-10)

(Перегляд відео «Кристали мідного купоросу»)

(На фото: вирощені учнями кристали з готових наборів, які пропонує видавництво «Ранок»)

3) Практична робота в групах. (► 11)

(Кожній групі пропонується таця зі зразками кристалічних та аморфних тіл (зразки мінералів, прикраси з бурштину та каміння, віск, парафін, шоколад, льодяники, монети та ін.)

Завдання: поділити зразки на монокристали, полікристали та аморфні тіла. Після пояснення та перевірки вчителя шоколад та льодяники учні залишають собі.

4) Розв´язування якісних задач  (►12-17)

Задача 1.

Чому графіт, алмаз та кам’яне вугілля хоч і складаютьсяз однакових молекул вуглецю, мають таки різні властивості?

Задача 2.

На фото цукор в трьох станах: цукровий пісок, цукор-рафінад та цукровий льодяник. Чи є серед ціх зразків монокристали, полікристали? Чи можна стверджувати, що льодяник має правильну форму?

Задача 3.

Куля, яку вирізали з монокристалу, при нагріванні може змінити не лише свій об’єм, але і форму. Чому?

Задача 4.

Кубик зі скла та кубик, який вирізали з монокристалу

кварцю, опустили в гарячу воду. Чи збережуть кубики свою форму?

Задача 5.

Чому в природі не існує кристалів кулеподібної форми?

5) Вчитель: Одне з неймовірних явищ, яке ми спостерігаємо кожної зими – це утворення сніжинок Про їх різноманітність та незвичайні властивості – наступна розповідь.

(Відео: утворення сніжинки порівнюється з  танцем балерини)

Міні-проект ІІ «Чарівні сніжинки» (► 18-19)

Цікаві факти:

• В 1 м3 снігу міститься 350 млн сніжінок;
• Всі сніжинки мають строго шестикутну форму;
• Сніжинки складаються на 95% з повітря;
• Японський вчений Накая Укітиро назвав сніг «листом з небес, що написаний таємнимиієрогліфами».

(За матеріалами сайту :http://www.aquaexpert.ru/enc/articles/snowflake/ )

6) Онлайн – тестування (можна використати смартфони )

або за посиланням:

https://learningapps.org/display?v=pzvudu0pt19

Зразок тестових завдань

1. Яка з властивостей є характерною для кристалічних тіл?

    А. Існування певної температури плавлення

    Б. Ізотропність

    В. Відсутність певної температури плавлення

2. Яка з властивостей є характерною тільки для аморфних тіл?

А. Анізотропність.

    Б. Існування певної температури плавлення

    В. Відсутність певної температури плавлення

3. Анізотропія  кристалів – це…

А. Залежність фізичних властивостей від напрямку всередині кристала

Б.Однаковість фізичних властивостей по всіх напрямках.

    В. Гарна теплопровідність  кристала.

4. Як змінюється температура в процесі плавлення кристалічного тіла?

     А. Температура залишається постійною

    Б.  Температура  збільшується.

    В. Температура  може бути будь-якою

5.Що таке монокристал?

    А. Тіло, обмежене природними плоскими гранями

    Б. Частина речовини, що має правильну геометричну форму

    В. Тверде тіло, що складається з одного кристалу

6. Алмаз являє собою…

    А. Монокристал         Б. Полікристал      В. Аморфне тіло

7. Срібло являє собою…
    А. Монокристал         Б. Полікристал      В. Аморфне тіло

8. Віск являє собою..

    А. Монокристал         Б. Полікристал       В. Аморфне тіло

6) (► 22)

   Вчитель: А наостанок запропоную вам одну цікаву гіпотезу. Вона полягає в тому, що гарниі та агресивні слова по-різному впливають на структуру води, що замерзає. Але кожне наукове відкриття спочатку також було лише гіпотезою. Тому будемо обережними з нашими висловлюваннями, бо, як колись казав поет Ф.Тютчев, «Нам не дано предугадать, как наше слово отзовется…»

(Відео: вплив різних слів на структуру води)

5. Підбиття підсумків уроку, Оцінювання учнів, Домашнє завдання.

Список використаної літератури та електронних ресурсів

1. Фізика (рівень стандарту): підруч. для 10 кл. закл. загал. серед. освіти; за ред.. В.Г.Бар'яхтара, С.О.Довгого. – Харків: Вид-во «Ранок», 2018. – 272 с.
2. Блудов М.И.. Беседы по физике. Часть 1. М.: Просвещение, 1984. – 207 с.
3. Шишкина Н.П. “Кристаллические и аморфные тела» [Електронний ресурс]  Фестиваль педагогических идей «Открытый урок». -  Режим доступу:

http://открытыйурок.рф/%D1%81%D1%82%D0%B0%D1%82%D1%8C%D0%B8/615313/