Урок фізики " Джерела альтернативної електричної енергії"

Тема. Джерела альтернативної електричної енергії

Мета: систематизувати та поглибити знання учнів з теми «Електромагнітне поле»; формувати реалістичне ставлення школярів до проблеми енергозбереження; показати практичну значущість одержаних знань;

формувати вміння працювати з додатковою літературою; розвивати критичне мислення, пам’ять, увагу; навички групової та індивідуальної роботи; розвивати комунікативні здібності учнів;

виховувати екологічне мислення та моральні якості (відповідальність за власні вчинки, повагу до людської праці, любов до навколишнього середовища).

Завдання уроку:

1. закріпити знання будови основних пристроїв електромагнітного дії: трансформатора, електрогенератора, детекторного радіоприймача;
2. стимулювати розвиток критичного мислення на основі аналізу фактів і встановленні причинно-наслідкових зв’язків;
3. продовжити розвивати вміння застосовувати набуті знання в пізнавальній практиці;
4. продовжити формувати уявлення про фізичну картину світу, на конкретних прикладах і фактах;
5. показати прояви моральності щодо використання наукового знання в життєдіяльності людини і природокористуванні;
6. продовжити формування наукового світогляду учнів, розкриття ролі фізичного знання в житті людини і суспільному розвитку;
7. формування екологічної культури людини засобами фізики;

Тип уроку: урок поглиблення знань

Форма проведення: урок-гра

Обладнання та ТЗН: відеопроектор, DVD-колекція «Зелений пакет», роздатковий матеріал (Додатки А-Є), набір навушників (2 пари), ноутбук, диск із записами пісень, м’яка іграшка–смайлик; скринька «Банк власних надбань»; капелюх, презентація.

ПЛАН УРОКУ

І.Організаційна частина (5хв)

ІІ. Актуалізація опорних знань (5хв)

ІІІ. Мотивація навчальної  діяльності (3хв)

IV. Пояснення нового навчального матеріалу (20 хв)

V. Закріплення вивченого матеріалу (4хв)

VІ. Підсумки уроку (2 хв)

VII. Оцінювання роботи дітей на уроці (3 хв)

VIII. Рефлексія (2 хв)

XIX. Домашнє завдання (1 хв)

Хід уроку

І. Організаційна частина

• Вітання з класом;
• перевірка присутніх;
• вправа «Лови смайлик» (Слайд 1). (Учням пропонується поділитися позитивним настроєм з товаришами. Це завдання вони реалізують перекидаючи іграшку-смайлик в довільному порядку і промовляючи «Лови від мене …»(усмішку, комплімент, активність, енергію, поцілунок, тощо));
• методика «Банк власних надбань» ( Учням роздаються роздруковані золоті злитки і пропонується, щоб кожен школяр написав на отриманому злитку власні очікування від уроку. Вчитель збирає ці злитки і кладе на депозит до кінця уроку.(Додаток А)

ІІ. Актуалізація опорних знань

(Вчитель використовує метод-анкетування, де серед поданих запитань є нерозглянуті).

Учням пропонується дати відповідь на поставлені запитання (Слайд 2), проте вчитель повинен наголосити, що дана анкета

(Додаток Б) містить декілька запитань, які не були розкритті на попередньому уроці. Тому перед учнями постають дві задачі:

1. дати відповіді на запитання, зміст яких розглядався;
2. підкреслити № нерозглянутих запитань.

Анкета

1. Яка формула служить для обчислення електричної енергії?

()

2. Що ми називаємо джерелами електричної енергії?

(Джерела електричної енергії – це пристрої, що перетворюють різні види енергії на електричну енергію)

3. Які об’єкти ми відносимо до  джерел електричної енергії?(ГЕС, ТЕС, АЕС)
4. Яка формула використовується для обчислення магнітної енергії? ()
5. Які види енергії ви знаєте?(механічна, електромагнітна,  хімічна, ядерна, теплова)
6. Перелічіть альтернативні джерела отримання електричної енергії(Вітрогенератори, сонячні колектори, геотермальні електростанції, енергія біомаси(вторинна переробка відходів))
7. Який зв’язок між електричним і магнітним полем?(Вони виступають проявом єдиного електромагнітного поля.)
8. У чому перевага використання альтернативних джерел енергії?(Вони відновлювальні, екологічно чистіші)
9. Яке призначення трансформатора?(Регулює перетворення електричної енергії одного рівня напруги в електричну енергію іншого рівня напруги)
10.  Чому Стародавню Грецію можна вважати колискою практичного використання енергії Сонця?(Там вперше була використана енергія Сонця – створення теплиць)
11. Яким чином відбувається передача електроенергії?

(Генератор змінного струму → підвищувальні трансформатори → лінії електропередач  → знижувальний трансформатор  → споживач)

12. Перелічіть об’єкти на території України, які можна віднести до альтернативних джерел енергії. (Кримська сонячна електростанція,  Останінська ВЕС, Новоазовська ВЕС, ГТЕС Прикарпаття і Херсонської області)
13. Що або кого ми називаємо споживачами електроенергії?(Це прилади, які використовуються для перетворення електричної енергії  в інші види енергії)
14. Що таке коефіцієнт трансформації?(Коефіцієнт трансформації – це відношення напруги на первинній обмотці до напруги на вторинній обмотці).

Після закінчення часу (5хв) вчитель і учні:

• аналізують відповіді;
• знаходять № запитань, зміст яких раніше не було розкрито

 (№ 5, 6, 8, 10, 12);

• складають план роботи на урок із поданих нерозкритих запитань.

План  (Слайд 3)

1. Альтернативне джерело енергії та його види.
2. Альтернативні джерела енергії на території України.

ІІІ. Мотивація навчальної діяльності.

Нам відомо ще з курсу фізики 8 кл., що енергія – це фізична скалярна величина, яка показує, яка робота може бути виконана під час переміщення тіла, іншими словами, це загальна кількісна міра руху і взаємодії.  Людина ще з початку свого існування була тісно пов’язана з цим поннятям, так вогнище  слугувало для неї джерелом тепла і приготування їжі (Слайд 4). У сучасному світі ядерна енергія є чи не основною перспективною силою, яка приводить в рух і дію побутові прилади,  електричні установки, тощо (Слайд 5). За результатами досліджень, людина в середньому спалює за день 2-3 тисячі  калорій, що еквівалентно 4-6 хв. горіння електричної лампочки потужністю 40 кВт. Тому на сьогоднішньому уроці ми згадаємо види енергії, познайомимося з альтернативними джерелами енергії, причинами їх пошуку та їхнє географічне місце на карті України.

Тема сьогоднішнього уроку: «Джерела альтернативної енергії».

Сьогоднішній урок я пропоную провести у формі гри двох команд, склад яких ми визначимо прямо зараз (жеребкування «Чарівний капелюх», параметри: «Індукція» та «Заряджені тіла»). (Додаток В)

Отже у нас вже сформувались 2 команди.

Протягом гри ви отримуватимете фішки, які будуть зараховуватися як вам індивідуально, так і команді в цілому. За підсумками гри ми визначимо команду-переможницю та найактивнішого гравця.

IV. Пояснення нового навчального матеріалу

Евристична бесіда

Учитель: з проаналізованих у анкеті відповідей ми з’ясували, що існує 5 видів енергії. Перелічіть їх, будь ласка.

Відповідь дітей: теплова, хімічна, ядерна, електромагнітна, механічна (Слайд 6).

Учитель: скажіть, будь ласка, де ми застосовуємо теплову енергію? Чи потрібна вона нам?

Відповідь дітей: це обігрівання приміщень, приготування їжі, прасування одягу, інкубатори тощо.

Учитель:скажіть, будь ласка, чи застосовує людство енергію електричного і магнітного полів у своєму житті? Наведіть приклади.

Відповідь дітей: так, застосовує. Це робота всіх електричних приладів, здійснення зв’язку, радіолокації, дослідження космосу.

Учитель: на попередньому уроці ми розглянули поняття джерела електричного струму та розглянули основні приклади джерел. Перелічіть їх.

Відповідь дітей:  до джерел електромагнітної енергії ми можемо віднести теплоелектростанції, атомні електростанції, гідроелектростанції.

Вчитель:ви отримали роздруковані аркуші (Додаток Г). Першим завданням буде конкурс «Заповни таблицю» (Слайд 7). Оцінюється швидкість та змістовність роботи. На реалізацію проекту відводиться 3 хв. Почали…

Після проведення конкурсу учні по 1 представнику від команди оголошують результати. (Додаток Є)

ІІ. Конкурс «Дія в кадрі»

Учитель:  тепер вам необхідно дуже уважно переглянути відеофрагмент (Слайд 8).

1 фрагмент ( DVD-колекція «Зелений пакет»→Диск 1→Діяльність людини→Енергетика→Джерела енергії) тривалість [00:00:00-00:00:55].

Коли ролик закінчиться, необхідно дати відповідь на запитання. Почнемо з команди…( Кожна правильна відповідь оцінюється в 1фішку)

 Запитання (Слайд 9)

1. Що є основним джерелом енергії в побуті, промисловості та транспорті з часів науково-технічної революції? (Нафта, газ, вугілля).
2. Яка частка атомної енергії у світовому видобутку? (5%)
3. Яка частка енергії у світовому видобутку з нафти? (40%)
4. Яка частка видобутку більша: вугільна чи газова у світовому масштабі? (Вугільна, оскільки 27% більше, ніж 22%).
5. Чи можна стверджувати, що вище перераховані джерела енергії нескінчені? (Ні, оскільки їх запаси обмежені)
6. Яка частка видобутку більша у світовому масштабі: атомна чи газова?

(Газова, оскільки 22% більше, ніж 5%).

Учитель: які джерела енергії людство буде використовувати, якщо закінчиться запас перерахованих  вище джерел??? Відповідь на це запитання нам дасть наступний відеофрагмент…(Слайд 10)

2 фрагмент (DVD-колекція «Зелений пакет»→Диск 1→Діяльність людини → Енергетика → Інша енергія) тривалість [00:01:59 –00:07:21]

Запитання: (Слайд 11)

1. Стародавня Греція вважається першою країною, де було застосовано енергію Сонця. Обґрунтуйте це твердження.(Побудовано першу теплицю)
2. Чи правда, що енергія вітру або як ще її називають енергією «блакитного вугілля» може бути використана для перетворення в електричну енергію? Від чого залежить потужність установки?(Так, правда. На основі цієї теорії побудована дія вітряків, які можуть розвивати потужність до 5 кВт, це залежить від сили вітру).
3. Що таке «валило»? У чому полягає дія цього механізму? (Валило – це найпростіше карпатське устаткування, своєрідна «пральна енергія». Принцип дії якої полягає у перетворенні енергії річок в механічну).
4. Як називається енергетично незалежна Карпатська кузня? У чому принцип її дії?  (Гамора. Вода крутить колесо і примушує працювати молот)
5. Які альтернативні джерела енергії ми можемо назвати з переглянутого фільму? (Сонячна енергія, енергія вітру, води)
6. Яке значення має використання скла для архітектурних конструкцій? (Підвищує привабливість і використовує енергію Сонця для обігріву приміщень)

Вчитель: це не повний список можливих альтернативних джерел, оскільки до них ми можемо віднести і геотермальні джерела – енергія тиску геотермальних свердловин. Районами їх найбільшого скупчення є Крим, Прикарпаття, Запорізька, Донецька, Полтавська, Херсонська, Чернігівська області (Слайд 12). Світовий океан – величезний акумулятор енергії, яка надходить від Сонця або виникає під час могутніх океанських течій та є результатом приливів та відливів. Так, наприклад, Lilypad - плавуче місто майбутнього (Слайд 13). Місто-лілея, яке себе повністю забезпечує енергією отриманою із океану. Не менш реальним  є отримання електричної енергії при фотосинтезі водоростей. Приклад – лампа Watro, електроди якої вживлені в водорості (Слайд 14). Для життєдіяльності потрібно лише вода, сонце та . Необхідний вуглекислий газ видихається користувачем – для цього в лампі є спеціальний отвір.

Не менш важливою є переробка та використання вторинних ресурсів людської діяльності– енергії біомаси. Це  40 млн тонн щорічно, що еквівалентно  25-30 млр кубометрів газу на рік. Лише відходи тваринництва і птахівництва в Україні сягають 32 млн тонн сухих відходів із названого числа.

ІІІ конкурс «Фотовікторина» (Слайд 15)

Кожній команді надається один із двох однакових комплектів із завданнями (Додаток Д). Необхідно уважно прочитати завдання і якісно виконати його. На опрацювання дається 90 с. Кожне правильно виконане завдання оцінюється в 5 фішок.

І конверт: відсортуйте запропоновані зображення за традиційними і альтернативними видами джерел енергії.

ІІ конверт: відсортуйте запропоновані малюнки відносно видів альтернативних джерел енергії. Назвіть ці види.(Енергія біомаси, геотермальна енергія.)

ІІІ конверт (робота з картами): треба охарактеризувати стан областей України відносно вказаних параметрів у поданій в конверті таблиці.

Після закінчення часу учасники команд по черзі захищають власний вибір, аргументуючи його. «Третій конверт» працює з географічними картами, тому під час захисту необхідно забезпечити школярів можливістю доводити свою точку зору біля мапи.(Використання проектора, або відповідних карт). Учні отримують і підраховують отримані фішки.

ІV конкурс «Хто я?» (Слайд 16)

Умова гри: по черзі кожній із команд пропонується виставити по 1 гравцю. Гравець виходить і стає обличчям до глядачів, заплющує очі, на екрані з’являється зображення відповідної установки або об’єкта, які  пов’язані  з вивченням теми «Електромагнітне поле». Завдання: за 1 хвилину йому необхідно так поставити запитання гравцям своєї команди, на які вони можуть відповідати лише «так» або «ні» і з отриманих слів відгадати, яке слово на екрані.  За правильно відгадане слово команда отримує 3 фішки.

Слова:трансформатор, електрогенератор, котушка, сонячна батарея.

V конкурс «Фізика в музичних нотках» (Слайд 17)

Умова: виходить 1 учасник від команди, йому одягаються навушники і пропонується прослухати музичну композицію (45 с). Потім учасник за 1 хв повинен за допомогою міміки і жестів відобразити і наштовхнути учасників своєї команди на правильну відповідь. Композиція може вважатися правильною, якщо учасники назвали хоча б 3 рядки пісні, і встановили аналогію між назвою і джерелом електричної енергії. Оцінка – 3 фішки. Під час прослуховування пісні між командами проходить музичний батл, де вони по черзі повинні назвати пісню, в якій описується якесь фізичне явище. За кожну правильну відповідь команда отримує 1 фішку.

Пісні:  Натали «Ветер с моря дул»(ВЕС);Олег Анофриев – «Пусть всегда будет сонце»(Сонячні батареї);  ВіаГра – «Чиста Вода»(ГТЕС),  Градусы «Нефть»(ТЕС).

VІ конкурс «Станція експериментальна» (Слайд 18)

Кожній із команд пропонується набір різних карток (2 примірники). Їх завдання за 120 с  сказати, який прилад можна отримати з даних компонентів і де цей прилад застосовують. Учитель наголошує, що серед поданих речей треба знайти і зайві (Додаток Е).

За правильно виконане завдання команда отримує 5 фішок (3 – прилад, 2 – знайдені зайві прилади)

Відповіді: вітрова електростанція, геотермальна електростанція, трансформатор, детекторний радіоприймач.

VІІ «Бліц-турнір» (Слайд 19)

Кожному з учнів команди по черзі пропонується дати відповідь на запитання.  Оцінюється кількість правильних відповідей. Час – 1 хв. За кожну правильну відповідь – 1 фішка.

Запитання 1 команди

1. Перелічіть основні види енергії?(механічна, теплова, ядерна, хімічна, електромагнітна).
2. Джерела хімічної енергії –це…(акумулятори, гальванічні елементи)
3. Джерела механічної енергії –це...(перетворення інших джерел енергії)
4. Джерела електромагнітної енергії –це... (електричні генератори, ГЕС, ТЕС, АЕС)
5. Практичне застосування людиною механічної енергії. Це…(робота ДВЗ, годинника)
6. Який ресурс зараз у світі найбільше використовується для отримання електричної енергії? (Нафта)
7. Як називається найпростіша Карпатська кузня? (Гамора)
8. Яке джерело енергії називають ще «блакитне паливо»? (Енергія  вітру)
9. До появи яких джерел електричної енергії стимулювало невідновність і обмеженість нафти, газу та вугілля? (Альтернативних)
10. Яка область в Україні є найбільш сприятливою для біомаси лісів (Львівська, Волинська області)
11. Що є джерелом енергії на ТЕС? (Нафта, вугілля, газ)
12. Що є джерелом енергії на ГЕС? (Енергія води)
13. Яким словом можна замінити «альтернативні» джерела палива? (Відновлювальні)
14.  Якого виду альтернативних джерел енергії використовується найменше на території України? (Енергії біомас)
15. Для перетворення напруги змінного струму служить…(трансформатор)

Запитання 2 команди

1. Практичне застосування людиною теплової енергії. Це…(обігрівання житла)
2. Джерела теплової енергії –це...(нафта, вугілля, газ)
3. Джерела ядерної енергії –це...(ядра важких елементів)
4. Практичне застосування людиною хімічної енергії. Це…(гальванопластика, гальваностегія)
5. Практичне застосування людиною електромагнітної енергії. Це…(робота побутової техніки)
6. Який ресурс зараз у світі найменше використовується для отримання електричної енергії? ( Енергія води)
7. Як своїми словами можна назвати валило? (Пральна машина)
8. Яким словом можна об’єднати  такі джерела енергії АЕС, ТЕС, ГЕС? (Традиційні)
9. Які області в Україні є оптимальними для створення вітроелектростанцій? (Херсонська, Одеська, АР Крим)
10. Які області в Україні є найменш сприятливими для біомаси лісів (області південної та східної України)
11. Який трансформатор потрібно поставити на лінії при виході з електростанції? (Підвищувальний)
12. Який вид альтернативних джерел енергії переважає на території України? (Вітровий)
13. Які елементи ми можемо віднести до найбільш ексклюзивних видів енергії біомаси?  (Курячий послід, водорості, людський жир, сміття, цукор)
14. Яке устаткування служить для використання енергії підземних вод? (Геотермальні електростанції)
15. Країною-колискою використання енергії Сонця вважають …(Стародавню Грецію)

Вчитель: молодці, діти, ви гарно попрацювали. А зараз у мене є ще один маленький відеоконкурс, де перед вами постане проблема і ви маєте знайти правильне рішення до неї…Переможе найспритніший і найкмітливіший. Отже, увага на екран:

1. DVD-колекція «Зелений пакет»→Диск 1→Діяльність людини → Енергетика →  Як економити електроенергію) [00:00:00 – 00:00:17]

Вчитель:  чи правильно вчинив герой? Який найоптимальніше рішення даної проблеми? (Відповіді представників команд). Подивимось на правильну відповідь [00:00:17 – 00:00:22], яка оцінюється у 2 фішки.

2. DVD-колекція «Зелений пакет»→Диск 1→Діяльність людини→ Енергетика→ Як зберегти тепло) [00:00:00 – 00:00:18]

Вчитель:  чи правильно діяла героїня? Яке найоптимальніше рішення даної проблеми? (Відповіді представників команд). Подивимось на правильну відповідь, ціна якої 2 фішки [00:00:18 – 00:00:22].

V. Закріплення вивченого матеріалу

Вчитель: тепер вам пропонується взяти ваші листочки-анкети і дати відповіді на запитання, які на початку уроку були підкреслені.

(Діти доопрацьовують анкету, отриману на початку уроку. Учитель підраховує кількість набраних фішок. Далі учні обмінюються анкетами і відбувається взаємна перевірка відповідей. Правильні відповіді оцінюються в 1 фішку на кожного гравця команди і зараховуються до загальної суми команди).

VІ. Підсумки уроку

 Як бачимо, для збереження життя і планети людству не лише треба шукати альтернативні джерела енергії, а й вчитися правильно їх використовувати, берегти їх. Нехай ці знання не оминуть вас і стануть однієї із заповідей вашого подальшого життя. (Слайд 20)

VII. Оцінювання роботи дітей на уроці

Учитель: ось і настав час оголосити підсумки вашої інтелектуальної боротьби.(Оголошує результати, визначає команду-переможцницю та найактивніших гравців; нагороджує солодкими та заохочувальними призами).

Виставлення оцінок інших учасників проводиться шляхом опитування найактивніших учнів і самого школяра стосовно самооцінки навчальної діяльності ним на уроці, проте допустиме і коригування оцінки вчителем.

 (Слайд 21)

VIII. Рефлексія

Учні отримують депозити-очікувань і записують на злитках цінну отриманих знань (корисні, не корисні, практичні, актуальні, тощо). Відбувається самооцінювання себе стосовно того, з чим діти підуть з уроку і в які інвестиції вони зможуть вкласти отримані знання.

XIX. Домашнє завдання (Слайд 22)

• Початковий рівень:скласти 10 запитань до теми сьогоднішнього уроку;
• середній рівень:зробити опитування членів сім’ї стосовно обізнаності з питань вивченої теми і зробити аналіз;
• достатній рівень: знайти цікавий художній та науковий матеріал до вивченої на уроці теми;
• високий рівень: скласти есе на тему «Майбутнє в твоїх руках, Людино!».

Додаток Б

Анкета

П.І. учня___________________

15. Яка формула служить для обчислення електричної енергії?________________
16. Що ми називаємо джерелами електричної енергії? _____________________

_______________________________________________________________

17. Які об’єкти ми відносимо до  джерел електричної енергії? ______________

_______________________________________________________________

18. Яка формула використовується для обчислення магнітної енергії?__________
19. Які види енергії ви знаєте? _______________________________________
20. Перелічіть альтернативні джерела отримання електричної енергії __________

_________________________________________________________________________________________________________________________________

21. Який зв’язок між електричним і магнітним полем?______________________

_______________________________________________________________

22. У чому перевага використання альтернативних джерел енергії? ____________

________________________________________________________________________________________________________________________________

23. Яке призначення трансформатора?__________________________________

_______________________________________________________________

24. Чому Древній Рим  можна вважати колискою практичного використання енергії Сонця? ____________________________________________________

________________________________________________________________

25. Яким чином відбувається передача електроенергії?

_________________________________________________________________________________________________________________________________

26. Перелічіть об’єкти на території України, які можна віднести до альтернативних джерел енергії.

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

27.  Що або кого ми називаємо споживачами електроенергії? _______________

______________________________________________________________

28.  Що таке коефіцієнт трансформації? ___________________________________

_________________________________________________________________

Додаток Д

1. конверт (відсортуйзе зображення за традиційними і альтернативними  видами отримання енергії)
   
   2 конверт
2. Відсортуйте зображення за альтернативними видами отримання енергії

3. 
   3 конверт

1 група

Заповніть таблицю

2група

Заповніть таблицю

4. 
   
   Додаток Г

Заповніть таблицю

1. Лопатеві машини
2. Вітроколесо
3. Резистор
4. Горизонтальний вал
5. Два підшипники
6. Електрогенератор
7. Циліндричні шестерні
8. Магніт

1. Конденсатор
2. Дві контурні котушки
3. Напівпровідниковий детектор
4. Телефони
5. Магніт
6. Амперметр
7. Конденсатор
8. 2 затискачі

1. Паровий контур;
2. контур на ізобутані;
3. експлуатаційна свердловина,
4. сепаратор вода/пара,
5. парова турбіна,
6. теплообмінник,
7. резистор
8. насос закачки,
9. нагнітальна свердловина,
10. турбіна на ізобутані,
11. повітряний/водяний конденсатор,
12. реостат
13.  насос

1. Замкнуте осердя
2. Дві котушки
3. Амперметр
4. Затискачі