«Исследование видов теплопередачи, нагревания и охлаждения тел и агрегатных превращений»
методическая разработка по физике (8 класс) на тему

ДЕПАРТАМЕНТ ОБРАЗОВАНИЯ И СОЦИАЛЬНО - ПРАВОВОЙ ЗАЩИТЫ ДЕТСТВА АДМИНИСТРАЦИИ ГОРОДА НИЖНЕГО НОВГОРОДА

МУНИЦИПАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ «СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА № 63 С УГЛУБЛЁННЫМ ИЗУЧЕНИЕМ ОТДЕЛЬНЫХ ПРЕДМЕТОВ»

ул. Газовская, дом 18, 603065, тел.253-42-60 факс 253-75-36

Самсонова Марина Владимировна

Физика

8 класс, повторитель – обобщающий,  зачетный урок защита проектов по теме: «тепловые явления».

Название проекта: «Исследование видов теплопередачи, нагревания и охлаждения тел и агрегатных превращений»

Обучение – это процесс, который строится на информационной основе. Учитель и ученик в учебном процессе связаны информацией, которая «представляет собой сведения или сообщения, передаваемые ими друг другу в той или иной материальной форме представления». Информация должна отвечать ряду требований: релевантность, адекватность, объективность, полнота, доступность, своевременность и непрерывность.

Деятельность – специфическая человеческая форма отношения к окружающему миру, содержание которой составляет целесообразное изменение и приобретение в интересах людей; условие существования общества. Деятельность включает в себя цель, средства, результат и сам процесс. Проектная деятельность в обучении содержит анализ проблемы, постановка цели, выбор средств ее достижения, поиск и обработка информации, ее анализ и синтез, оценка полученных результатов и выводов.

Предметная деятельность  во время осуществления проекта состоит из трех основных составляющих предметных, деятельностных и коммуникативных компетенций учащихся. Кроме того, проектная деятельность учащихся является одним из методов развивающего обучения, направленная на выработку самостоятельных исследовательских умений (постановка проблемы, сбор и обработка информации, проведение экспериментов, анализ полученных результатов), способствует развитию творческих способностей и логического мышления.

Для успешного осуществления проекта учащимися проект должен быть посильным для выполнения, педагог должен вести подготовку учащихся для успешного выполнения проектов, необходимо руководство проектом со стороны учителя.

В том случае, если проект групповой каждый учащийся должен четко показать свой вклад в выполнение проекта, а так же каждый участник проекта получает индивидуальную оценку. Обязательна презентация результатов работы по проектам в той или иной форме.

Цели и задачи проекта

Целями изучения физики в средней (основной) школе являются:

• развитие интересов и способностей учащихся на основе передачи им знаний и опыта познавательной и творческой деятельности;
• понимание учащимися смысла основных научных понятий и законов физики, взаимосвязи между ними;
• формирование у учащихся представлений о физической картине мира;
• знакомство учащихся с методом научного познания и методами исследования объектов и явлений природы, из которых вытекает цель проекта:

Цель проекта: обобщить и систематизировать изменение внутренней энергии тела через исследования видов теплопередачи, нагревания и охлаждения тел и агрегатных превращений

Достижение этой цели обеспечивается решением следующих задач по данному проекту:

• знакомство учащихся с методом научного познания и методами исследования объектов и явлений природы;
• приобретение учащимися знаний о  тепловых явлениях, физических величинах, характеризующих эти явления;
• формирование у учащихся умений наблюдать природные явления и выполнять опыты, лабораторные работы и экспериментальные исследования с использованием измерительных приборов, широко применяемых в практической жизни;
• овладение учащимися такими общенаучными понятиями, как природное явление, эмпирически установленный факт, проблема, гипотеза, теоретический вывод, результат экспериментальной проверки;
• понимание учащимися отличий научных данных от не проверенной информации, ценности науки для удовлетворения бытовых, производственных и культурных потребностей человека;
• обучение планированию (учащийся должен уметь четко определять цель, описать основные шаги по достижению поставленной цели, концентрироваться на достижении цели, на протяжении всей работы);
• формирование навыков сбора и обработки информации, материалов;
• умение анализировать, развивать и корректировать логическое, абстрактное  мышление, внимание, память;
• воспитывать коммуникативные навыки общения и культуру речи;
• воспитывать чувство ответственности;
• формировать умение работать самостоятельно и в группе, составлять письменный отчет.

Разработка проекта

Гипотеза:  вместо двух проблем  передать знания и сформировать умения по их применению перед обучением теперь стоит одна –  сформировать такие виды деятельности, которые с самого начала включают в себя заданную систему знаний и обеспечивают их применение в заранее предусмотренных пределах.

Подготовка к проекту: в течение первых месяцев учебного года ученики 8т класса на уроках и во внеурочное время осуществляет сбор  теоретической информации и освещение вопросов по темам, связанным с изменением внутренней энергии тела, агрегатных состояний веществ. В процессе  уроков получение новых знаний по тепловым явлениям основывается на методе проблемного изложения, наглядного и интерактивного методах, используется так же технологии «мозгового штурма».

Источники: оборудование  и компьютер кабинета физики МБОУ «СОШ № 63с углубленным изучением отдельных предметов», учебники, справочные материалы по физике и различные интерактивные источники получения информации. Групповая работа сотрудничества учеников друг с другом и педагогом, индивидуальная работа каждого учащегося.

Методы исследования: сбор, анализ, обработка и структурирование различных видов информации, качественный анализ информации, работа с разными видами графических редакторов.

Ожидаемые результаты

В технологии проектной деятельности достижение планируемых предметных результатов является следствием развития учащихся, сформированности их познавательных интересов, творческих способностей и успешного овладения ими универсальными учебными действиями. Планируемые результаты обучения физике через данный проект:

Метапредметные результаты обучения физике.

• Овладение навыками: самостоятельного приобретения новых знаний, постановки цели, планирования, самоконтроля и оценки результатов своей деятельности.
• Развитие монологической и диалогической речи, умение выражать свои мысли и способность выслушивать собеседника.
• Формирование умений работать в группе с выполнением различных социальных ролей.

Личностные результаты обучения физике.

• Сформированность познавательных интересов, интеллектуальных и творческих способностей учащихся.
• Самостоятельность в приобретении новых знаний и практических умений.
• Формирование ценностных отношений  друг к другу, к учителю, к результатам обучения.

Общие предметные результаты обучения физике.

• Умения: проводить наблюдения, планировать и проводить эксперименты.
• Обрабатывать результаты измерений, представлять результаты измерений с помощью таблиц, графиков.
• Объяснять полученные результаты и делать выводы.

Частные предметные результаты обучения физике.

• Описание (по памяти): явления теплопроводности, явления конвекции, излучения, нагревания и охлаждения тел, кипения, испарения жидкостей в открытых и закрытых сосудах, плавления льда, отвердевание воды.
• Наблюдение в физической лаборатории: теплопередачи путем излучения, явления испарения жидкости, отвердевания воды и плавление льда; постоянства температуры кипения жидкости, отвердевания воды и плавление льда, понижение температуры испаряющейся жидкости.
• Проведение измерений: температуры, промежутков времени.
• Проведение исследования видов теплопередачи, нагревания и охлаждения тел и агрегатных превращений в соответствии с ориентировочной схемой при проведении проекта.
• Обсуждение различных способов представления результатов измерения (вербальных, табличных, в виде диаграммы).

Краткое описание проекта

По способу   преобладающей деятельности – Исследовательский

По содержанию - Комплексный.

 По уровню интеграции – Монопредметный.

По характеру координации – С открытой или явной координацией

По уровню контактов – Внутриклассный

 По количеству участников – Групповой

 По продолжительности – Средней продолжительности

По использованию средств обучения - Информационный (коммуникативный, с использованием компьютера).

По включаемости в тематический план - Итоговый.

Этапы работы над проектом

I этап. Подготовительный (определение темы и целей проекта). 

II этап. Планирование этапов:

- определение источников информации;

- определение способов сбора и анализа информации;

- определение способа изложения результатов (формы отчета);

- установление процедур и критериев оценки результатов и процесса;

- распределение задач (обязанностей) между членами команды.

III этап.  Исследовательский (исследовательская деятельность). стадия сбора информации, решения промежуточных задач.

IV этап.  Аналитический.

V этап.  Презентация полученных результатов.

VI этап. Оценка результата и проекта.

Реализация проекта

I. Определение темы и целей проекта и формирование первичных групп для работы.

Исследование 1.Кристаллизация 1.

Приборы и материалы: Две ванночки для льда, холодная вода и кипяток, термометр, секундомер.

Часть 1. Ход исследования. Наполните ванночки до половины водой разной температуры. Выставьте на мороз (балкон, лоджия, веранда). Пронаблюдайте,  в какой ванночке вода замерзнет раньше (измерьте время замерзания воды).

Часть 2. Отчет. Составьте отчет в виде презентации с обязательным включением фотографий проделанного эксперимента и отражением следующих пунктов. Укажите объект исследования. Объясните причину замерзания воды. Запишите время замерзания воды в каждой ванночке. Сравните время замерзания воды в ванночках. Сделайте вывод, от чего зависит время замерзания воды.

Исследование 2. Плавление.

Приборы и материалы: кусок льда, тонкая проволока.

Часть 1. Ход исследования. Разрезать проволокой кусок льда.

Часть 2. Отчет. Составьте отчет в виде презентации с обязательным включением фотографий проделанного эксперимента и отражением следующих пунктов. Укажите объект исследования. Опишите,  как вы разрезали лед. Объясните свои действия. Предложите свой способ  разделения льда на куски, объясните его.

Исследование 3. Кристаллизация 2.

Приборы и материалы: небольшая железная кастрюля (кружка) с плоским дном, лед или снег (снег и соль в соотношении 3:2), любая пластиковая плоская ровная поверхность (например,  разделочная доска).

Часть 1. Ход исследования. Заполните кастрюлю снегом (льдом) не менее чем наполовину. Налейте на пластиковую поверхность немного воды. Поставьте на воду кастрюлю. Насып те  соль на снег (лед) и перемешайте. Внимательно наблюдайте.

Часть 2. Отчет. Составьте отчет в виде презентации с обязательным включением фотографий проделанного эксперимента и отражением следующих пунктов. Укажите объект исследования. Опишите наблюдения. Объясните результат наблюдения. Дополнительно. Объясните, нужно ли посыпать солью тротуары?

Исследование 4. Испарение.

Приборы и материалы: термометр комнатный спиртовой, кусок марли (ваты),  вода, освежитель воздуха (дезодорант, лак для волос).

Часть 1. Ход исследования. Начальные показания термометра во всех экспериментах одинаковы. Запомните и запишите начальное показание термометра.

• Брызните освежителем воздуха на нижнюю часть термометра (шарик). Наблюдайте за показаниями термометра.
• Опустите в стакан с водой комнатной температуры нижнюю часть термометра (шарик), выньте. Наблюдайте за показаниями термометра.
• Оберните нижнюю часть термометра (шарик) марлей и полейте ее водой комнатной температуры. Наблюдайте за показаниями термометра.
• Оберните (шарик) ватой и полейте ее теплой водой. Наблюдайте за показаниями термометра.

Часть 2. Отчет. Составьте отчет в виде презентации с обязательным включением фотографий проделанного эксперимента и отражением следующих пунктов. Укажите объект исследования. Запишите начальные и конечные показания  термометра. Сравните показания термометров. Объясните причины изменения температуры.

Исследование 5.Нагревание. Условие быстрого закипания воды.

Приборы и материалы: газовая плита, секундомер, кастрюля, бутылка с водой, стакан, масло подсолнечное.

Часть 1. Ход исследования.

• Налейте в кастрюлю стакан холодной воды. Измерьте температуру кастрюли и воды. Не накрывая крышкой, поставьте на плиту, доведите воду до кипения. Измерьте время и запишите в таблицу.
• Охладите кастрюлю до первоначальной температуры. Снова налейте стакан холодной воды и аккуратно сверху – тонкий слой масла. Не накрывая крышкой, поставьте на плиту, доведите воду до кипения. Измерьте время и запишите в таблицу.
• Охладите кастрюлю до первоначальной температуры. Снова налейте стакан холодной воды, добавьте четыре столовые ложки соли. Не накрывая крышкой, поставьте на плиту, доведите воду до кипения. Измерьте время и запишите в таблицу.
• Охладите кастрюлю до первоначальной температуры. Снова налейте стакан холодной воды. Измерьте температуру кастрюли и воды. Накройте кастрюлю крышкой, поставьте на плиту, доведите воду до кипения. Измерьте время и запишите в таблицу.
• Охладите кастрюлю до первоначальной температуры. Снова налейте стакан холодной воды, добавьте четыре столовые ложки соли. Накройте кастрюлю крышкой, поставьте на плиту, доведите воду до кипения. Измерьте время и запишите в таблицу.

Часть 2. Отчет. Составьте отчет в виде презентации с обязательным включением фотографий проделанного эксперимента и отражением следующих пунктов. Укажите объект исследования. Сравните время, которое понадобилось для нагревания воды до температуры кипения. Запишите неравенством. Сделайте вывод,  при каком условии вода закипает быстрее и почему.

Исследование 6. Зависимость температуры кипения жидкости от наличия примесей.

Приборы и материалы: газовая плита, кастрюля, бутылка с дистиллированной и водопроводной водой, стакан, термометр, соль, сахар.

Часть 1. Ход исследования.

• Налейте в кастрюлю стакан холодной дистиллированной воды. Измерьте температуру кастрюли и воды. Накройте крышкой, поставьте на плиту, доведите воду до кипения. Измерьте температуру кипения и запишите в таблицу.
• Налейте в кастрюлю стакан холодной водопроводной воды. Измерьте температуру кастрюли и воды. Накройте крышкой, поставьте на плиту, доведите воду до кипения. Измерьте температуру кипения и запишите в таблицу.
• Налейте в кастрюлю стакан холодной дистиллированной воды, добавьте четыре столовые ложки соли. Измерьте температуру кастрюли и воды. Накройте крышкой, поставьте на плиту, доведите воду до кипения. Измерьте температуру кипения и запишите в таблицу.
• Налейте в кастрюлю стакан холодной дистиллированной воды, добавьте четыре столовых ложки сахара. Измерьте температуру кастрюли и воды. Накройте крышкой, поставьте на плиту, доведите воду до кипения. Измерьте температуру кипения и запишите в таблицу.

Часть 2. Отчет. Составьте отчет в виде презентации с обязательным включением фотографий проделанного эксперимента и отражением следующих пунктов. Укажите объект исследования. Заполните таблицу,  указав точные данные зависимости температуры кипения жидкости от примесей.

Исследование 7.Конвекция. Теплопроводность. Излучение.

Приборы и материалы: комнатный термометр, настольная лампа, листы белой бумаги, фольги и черной бумаги.

Часть 1. Ход исследования. Запишите в таблицу начальные показания термометра. Положите термометр на стол. Включите лампу на расстоянии S1=35-40 см от термометра. Повторите опыт, помещая последовательно под фольгу, под лист белой бумаги, под лист черной бумаги и следя за тем, чтобы начальные показания термометра и время измерения были во всех случаях одинаковыми. Запишите каждый раз показания термометра через 5-10 минут. Сократите расстояние между термометром и лампой доS2 =10см. Повторите все предыдущие опыты для S2 и запишите показания термометра через 5-10 минут.

Часть 2. Отчет. Составьте отчет в виде презентации с обязательным включением фотографий проделанного эксперимента и отражением следующих пунктов. Укажите объект исследования. Заполните таблицу, указав точные расстояния S1 и S2и время нагревания термометров t1 –t8. Сравните, объясните полученный результат.

Исследование 8. Нагревание. Условие быстрого закипания воды.

 Приборы и материалы:  газовая плита, электрочайник, кастрюля, бутылка с дистиллированной и водопроводной водой, стакан, термометр, соль, сахар.

Часть 1. Ход исследования.

• Налейте в кастрюлю стакан холодной дистиллированной воды. Измерьте температуру кастрюли и воды. Накройте крышкой, поставьте на плиту, доведите воду до кипения. Измерьте время и запишите в таблицу.
• Налейте в кастрюлю стакан холодной дистиллированной воды, добавьте четыре столовые ложки соли. Измерьте температуру кастрюли и воды. Накройте крышкой, поставьте на плиту, доведите воду до кипения. Измерьте время и запишите в таблицу.
• Налейте в кастрюлю стакан холодной дистиллированной воды, добавьте четыре столовые ложки сахара. Измерьте температуру кастрюли и воды. Накройте крышкой, поставьте на плиту, доведите воду до кипения. Измерьте время и запишите в таблицу.
• Налейте в кастрюлю стакан холодной водопроводной воды. Измерьте температуру кастрюли и воды. Накройте крышкой, поставьте на плиту, доведите воду до кипения. Измерьте время и запишите в таблицу.
• Налейте в электрочайник стакан холодной дистиллированной воды. Измерьте температуру  воды. Накройте крышкой, доведите воду до кипения. Измерьте время и запишите в таблицу. Проделайте данный опыт с соленной, сладкой и водопроводной водой. Измерьте время и запишите в таблицу.

Часть 2. Отчет. Составьте отчет в виде презентации с обязательным включением фотографий проделанного эксперимента и отражением следующих пунктов. Укажите объект исследования. Сравните время, которое понадобилось для нагревания воды до температуры кипения. Запишите неравенством. Сделайте вывод,  при каком условии вода закипает быстрее и почему.

        II. Составление плана работы над проектом. Определяется сроки, необходимые для получения конечных результатов.

Сентябрь, октябрь – изучение нового теоритического материала согласно планированию.

Ноябрь – проведение экспериментальной части проекта.

Конец ноября, начало декабря - презентации учащихся для подведения итогов проделанной работы и защиты проектов.

III. Корректировка плана по мере необходимости (уточнение  планирования в связи с болезнью участников и курсовой подготовки учителя).

IV. Контроль выполнения плана учителем. Учащиеся совместно с учителем выявляют потенциальные возможности каждого (коммуникативные, артистические, публицистические, организаторские  и т. д.). Учителю следует построить работу так, чтобы каждый мог проявить себя и завоевать признание окружающих. Можно также выбрать консультантов, т.е. ребят, которые будут помогать исследовательским группам в решении тех или иных задач на тех или иных этапах работы.

V.  Презентация полученных результатов.

          VI . Оценка результата и проекта. Каждый ученик имеет возможность заработать две оценки в группе и индивидуально, отвечая на вопросы учителя и одноклассников.

Литература для учителя.

1. Примерные программы основного общего образования. Физика 7-9. Естествознание 5.- М.: Просвещение, 2009 г.
2. О стандарте второго поколения. – Статья А.А. Кузнецова, «Физика в школе», №2 2009 г.
3. Примерная программа для 7-9 классов основной школы. Проект. - «Физика в школе», №5 2009 г.
4. Курс физики основной школы в стандартах второго поколения. – Статья М.Ю. Демидова, «Физика в школе», №7  2011 г.
5. Новое в  деятельности учителя физики: готовимся к внедрению стандартов второго поколения. – Н.С. Пурышева и др., «Физика в школе», №1 2012 г.
6. Стандарт второго поколения и школьное физическое образование. Статья  С.П. Бабина, «Планирование изучения учебного материала по физике в 8 классе в соответствии с требованиями стандарта к организации образовательного процесса», Курск 2010 г.
7. Е. Поливанова. Проектная деятельность школьников.- М.: Просвещение, 2011 год.
8. Электронный учебник по курсу «Проектная деятельность как способ организации образования».
9. «Физика-Первое Сентября» № 1/2013. 

Литература для учащихся.

1. Учебник "Физика 8 класс" Перышкин А.В. "Просвещение", 2010г.
2. http://tims.ucoz.ru/Tepl.html.
3. «Квант». Кикоин А., Газ превращается в жидкость. (N11, 1984).
4. «Квант». Анфимов М., Черноуцан А., Пока вода испаряется (N11, 1991).
5. «Квант». Черноуцан А., Внутренняя энергия и теплота (N1, 1997).
6. Физика и астрономия: Учеб.  для 8 класса общеоразоват. учреждений / А. А. Пинский, В. Г. Разумовский, Н. К. Гладышева и др.; Под ред. А. А. Пинского, В. Г. Разумовского. – М.: Просвещение, 2011.»