Урок физики в 7 классе «Преобразование энергии в тепловых процессах»
методическая разработка по физике (7 класс) по теме

Автор: Огнева Марина Владимировна

Полное название образовательного учреждения: Муниципальное общеобразовательное учреждение «Основная общеобразовательная школа № 269 Закрытого Административно-территориального образования Александровск Мурманской области».

Предмет: физика

Тема: «Преобразование энергии в тепловых процессах»

Класс: 7

Учебно-методическое обеспечение:

«Примерная программа основного общего образования по физике. 7-9 классы» (В.А. Орлов, О.Ф. Кабардин, В. А. Коровин, А.Ю. Пентин, Н. С. Пурышева, В.Е. Фрадкин) Москва, «Дрофа», 2008.

Программа курса физики и поурочное планирование,  раздел «Тепловые двигатели».  7-9 классы (Тихомирова С.А.) , Москва,  «Мнемозина», 2007.

Учебник. Шахмаев Н.М., Бунчук А.В., Дик Ю.И. «Физика 7», «Мнемозина», 2009.

«Сборник задач по физике 7-9 кл.», В.И. Лукашик, Москва, «Просвещение», 2003.

Время реализации занятия: урок построен с учетом направления программы (авторТихомирова С.А.) в конце изучения раздела «Тепловые двигатели», так как преобразование энергии тесно связано с рассматриваемыми ранее принципами работы тепловых двигателей, объяснением закона сохранения энергии в тепловых процессах и выведении понятий о внутренней энергии и необратимости тепловых процессов.

Цель урока: формирование ключевых компетенций обучающихся.

Задачи урока (выбраны в соответствии с государственными стандартами):

1. Повторить, углубить имеющиеся у учащихся знания о законе сохранения энергии в тепловых процессах (образовательные).
2. Развивать умение участвовать в диалоге, аргументировать и формулировать выводы, используя для решения познавательных и коммуникативных задач различные источники информации: учебные тексты, справочные данные, мультимедийную презентацию, ресурсы Интернета  (развивающие).
3. Воспитывать умение согласовывать и координировать свои действия и самостоятельно оценивать результат  в процессе совместной деятельности (воспитательные).

Тип урока: креативный.

Форма урока: учебное проектирование в логике «дизайн-петли»: определение потребности, исследование, обозначение требований к объекту проектирования, представление результата.

Оборудование: интерактивная доска, компьютеры для обучающихся и учителя, мультимедийный  проектор (место проведения - компьютерный класс).

План проведения урока:

Этапы урока

Ход урока

Как решить проблему энергетического кризиса? О «вечном двигателе» говорят в прямом и переносном смысле. Перпетуум мобиле – вечный двигатель-мечта романтиков, вожделенный источник обагощения для шарлатанов и авантюристов. Тысячи так и не осуществленных проектов. Хитроумные механизмы, которые вот-вот должны были заработать, но так и оставались неподвижными. Разбитые судьбы фанатиков, обманутые надежды меценатов… Бесплодные попытки привели к убеждению о невозможности вечного двигателя и к торжеству закона сохранения энергии - фундаментального утверждения современной науки. До сих пор в патентное бюро поступают заявки с устройствами «вечных двигателей». Так, может, и вы рискнете?

Задание  для обучающихся

Проблема: «Создание вечных двигателей».

Выдвижение гипотезы: если создать «вечный» двигатель, то решится проблема энергосбережения.

Цель: поиск альтернативных источников энергии.

Критерий оценки: работа двигателя не должна противоречить закону сохранения энергии.

Дополнительное задание  для желающих

 (качественные задачи и тест «Тепловые явления»). На  рабочем столе каждого компьютера папка «Дополнительное задание»).

Тест «Тепловые явления»

1. Какая из величин не измеряется в Джоулях?

1. внутренняя энергия; 2) количество теплоты; 3) работа; 4) сила

2. При каждом последующем прыжке мяч поднимается на меньшую высоту, так как…

1) часть его механической энергии переходит во внутреннюю; 2) его потенциальная энергия переходит в кинетическую; 3) его кинетическая энергия переходит в потенциальную;4) не выполняется закон сохранения энергии.

3.Над телом совершен термодинамический процесс, в результате которого тело вернулось в состояние с исходной температурой. В результате такого процесса:

1) работа обязательно равна нулю; 2) количество теплоты обязательно равно нулю; 3) тело изменило объем; 4) изменение внутренней энергии равно нулю.

4. Если содержащий в закрытом сосуде газ нагреть, удерживая пробку, а затем пробку отпустить, то она вылетит. При выталкивании пробки происходит преобразование…

1) потенциальной энергии газа в потенциальную энергию пробки; 2) внутренней энергии газа в потенциальную энергию пробки; 3) внутренней энергии газа в кинетическую энергию пробки; 4)  кинетической энергии газа в кинетическую энергию пробки.

5.В каком случае КПД автомобильного двигателя выше - зимой или летом? 

1) одинаково; 2) летом; 3) зимой; 4) определенного ответа дать нельзя, так как зависит от конкретного двигателя.

6.Какие из приведенных формулировок являются верными?

А.Изменение внутренней энергии системы всегда равно сумме работы внешних сил и количества теплоты, переданного системе.

Б. Внутреннюю энергию системы можно изменить за счет работы внешних сил или количества теплоты, переданного системе.

1) Только А ; 2) Только Б ; 3)А и Б ; 4) Ни А,  ни Б.

Ответы и решения к тесту «Тепловые явления»

Хотите узнать свою оценку за тест? Сформулируйте вывод о возможности существования вечного  двигателя.

(Закон сохранения энергии в тепловых процессах объясняет невозможность построения вечного двигателя первого рода, который бы мог работать бесконечно долго без затрат энергии.

Невозможно создать вечный двигатель второго рода, который работал бы бесконечно долго за счет охлаждения какого-либо одного тела).

Подведение итогов, саморефлексия. Прошу вас заполнить свой «Лист успеха». Подведем итоги, используя  рейтинговую оценку по формуле:

рейтинговая оценка = (коллективная        оценка + самооценка + оценка учителя)/3.

Урок окончен. Спасибо за внимание.

Пояснительная записка

«Здесь приходится бежать со всех ног,

чтобы только остаться на том же месте!

 Ну, а если хочешь попасть в другое место,

 тогда нужно бежать, по крайней мере,

 вдвое быстрее» 

Льюис Кэрролл

«Алиса в Зазеркалье»

Метод проектов ориентирован  на формирование творческого мышления и следующих ключевых компетенций учащихся [1]:

1. умение планировать и представлять конечный результат;
2. умение получать необходимую информацию из разных источников;
3. умение оценивать результаты и публично защищать свой проект;
4. умение конструктивно обсуждать результаты каждого этапа и формулировать запросы о помощи.
5. умение выражать замыслы с помощью рисунков, таблиц, диаграмм, макетов.

Учтены  психологические, возрастные особенности обучающихся 7-го класса, а также приоритеты для школьного курса физики на этапе основного общего образования программы.

В познавательной деятельности: использование для познания закона сохранения энергии в тепловых процессах следующих методов: наблюдение, эксперимент, моделирование; приобретение опыта выдвижения гипотез для объяснения фактов и экспериментальной проверки выдвигаемых гипотез; использование приобретеннх знаний и умений в повседневной жизни для рационального использования энергии.

В информационно-коммуникативной  деятельности: развитие способности понимать точку зрения собеседника и  признавать право на иное мнение; использование для решения познавательных и коммуникативных задач различных источников информации.

В рефлексивной  деятельности: владение навыками контроля и оценки своей деятельности; организация учебной деятельности: постановка цели, планирование.

Планируемый результат:

1. формирование научных знаний о законе сохранения энергии - фундаментального утверждения современной науки;
2. формирование научного мировоззрения и критического мышления учащихся;
3. формирование ключевых компетенций обучающихся (см. выше).

Основной акцент по данной программе делается на научный и мировоззренческий аспект образования по физике, являющийся важным вкладом в создание интеллектуального потенциала страны.

Психологические аспекты урока: связь содержания программы с именами выдающихся ученых; содержание самостоятельных исследований учащихся актуализирует факторы интеллекта, присущие творческой деятельности;признание  жизненного опыта    учащихся в сфере физики.

Личностно- значимое понимание: законы физики и методы науки усваиваются школьниками легче, поскольку они имеют значимую для ребенка проблему, которую они способны разрешить самостоятельно.

Итог урока:

1. Анализ и оценка успешности достижения целей, наметить перспективу последующей работы.
2. Заполнение карточки – саморефлексия. Рейтинговая оценка деятельности.

Методы обучения на уроке и приоритеты

1. Метод проблемного изложения (существует ли вечный двигатель?).

Частично-поисковый метод (поиск и изучение учебных текстов, справочных данных, просмотр мультимедийной презентации, использование ресурсов Интернета, проведение анализа основных понятий и законов по теме). При этом, опираясь на психологические особенности личности ученика, максимально реализовывались его потенциальные возможности к обучению. Так как обучаемые с доминирующей аудиальной модальностью показывают более низкие результаты при работе обучающими компьютерными системами [3], то второй группе (аудиалы) были предложены печатные источники инфомации при выполнении самостоятельной работы. 

2. Метод проектов (творческий проект строится в логике «дизайн-петли»: определение потребности, исследование, обозначение требований к объекту проектирования, планироватние и представление конечного результата [8].

Дизайн-петля —  алгоритм проектной деятельности[8]

Шаг 1. Определение потребности

Шаг 2. Исследование объектов

Шаг 3 . Требования к объекту

Шаг 6. Планирование

Шаг 4. Выработка первоначальных идей

Шаг 5. Анализ идей. Выбор одной

Шаг 7. Изготовление

Шаг 8 .Оценка (рефлексия)

3. Интерактивные методы обучения в сочетании с использованием мультимедиа помогают изменить роль учащегося, превращая его из пассивного слушателя в активного участника учебного процесса.
4. Аналогия. (Проектируем не вечный двигатель, а способы получения альтернативных источников энергии).
5. Ассоциация (метод формирования идеи альтернативных источников энергии) - одна из важнейших задач в обучении творческой личности.

Использование информационно-коммуникативных технологий  обосновано тем, что это позволяет обучающимся в доступной форме познакомиться с изучаемыми явлениями, исследовать модели. Использование интерактивной доски вносит дополнительную динамику в развитие  урока. На начальном уровне усвоения управление учебной деятельностью обучающихся можно доверить  компьютеру, однако в центре реального учебного процесса в настоящее время обучающиеся предпочитают видеть учителя, а не компьютер[7].

6. Согласно шести валеологическим показателей ЗОЖ положительные эмоции поддерживаются за счет снятия напряжения в начале и в конце урока.

Такого рода «открытые задания» проблемного характера позволяют школьникам развивать креативные, предметные умения и навыки. Отсутствие заранее известного решения, готового ответа стимулирует школьников к реализации своего творческого потенциала [2].

Опыт показывает, что подобные уроки по формированию ключевых компетенций улучшают эмоциональное состояние учащихся, эффективны в достижении конечного результата. Качество обучения по физике в этом классе за год - 70%. При подведении итогов урока выяснилось, что обучающиеся усвоили тему с качеством знаний 72%.

Обучение через проектную деятельность происходит чрез поиск информации учащимися по своей проблеме, учитель выступает в  роли консультанта, планирует работу учащихся над проектом, обеспечивает мотивацию, контролирует лишь ключевые моменты (этапы) выполнения проекта, делегируя право принятия решения ученику. Один из основных акцентов преподавания - развитие проектной культуры завтрашнего дня. Этот принцип впрямую соотносится с определением слова проект как «брошенный вперед» [8].

Именно тогда мы попадем в «Зазеркалье» образования. То есть не просто применяем методики обучения, а изменяем свое отношение к происходящему, к себе и к детям, то есть встаем на позицию фасилитатора. Тогда образование наших детей приобретет качественно новый уровень. Это будет уже не плоское отражение в зеркале знаний, а полная, «голографическая» картина истины.

Если учитель сможет изменить учебную ситуацию, переформулировать учебную задачу, решить ее совместно с детьми, то тогда каждый ученик может сказать: «Это мое собственное изобретение!»

Льюис Кэрролл

«Алиса в Зазеркалье»

Список использованной литературы:

1. Mirosoft  Corporation  Партнерство в образовании  М., «БИНОМ. Лаборатория знаний», 2007.
2. Андрианова Г.А. Открытые задания как компонент личностного содержания дистанционного обучения. ЦДО «Эйдос», 2005.
3. Зайцева Е.Н.Оценка эффективности самостоятельного обучения студентов в телекоммуникационной среде средствами непараметрической статистики. - IEEE International Conference on Advanced Learning Technologies. Kazan. Russia, 9- 12 August 2002. -с. 107-111.
4. Малинин Г.А., Ляшко Л.Ю. Образование. Взгляд в будущее, Обнинск, 2004.
5. Обухов А.. Исследовательская работа школьников. М., «Народное образование», №1, 2004.
6. Обухова М.Ю., Голицына И.Н., 2001 Учебно-методический комплекс по информатике: опыт разработки и использовани - Educational Technology & Society,4(3), 2001, ISSN 1436-4522,. pp. 205-209.
7. Роджерс К. Искусство консультирования и терапии. М., 2002.
8. Романовская М.Б. Метод проектов в учебном процессе. М., Центр «Педагогический поиск» , 2006.
9. Шишмакова Е. Педагогическая техника. М., «НИИ школьных технологий», 2006.
10. Эльконин Б.Д. Об одном из путей психологического изучения рефлексии. Новосибирск, 1987.

7. www.interaktiveboard.ru
8. New Media Generation. Программа «Уроки физики Кирилла и Мефодия. 7-8»
9. www.scorcher.ru/art/mist/perpetum_mobile/perpetum_mobile.php 
10. http://ru.wikipedia.org