Урок-проект "Влажность"
методическая разработка по физике (8 класс) по теме

Проектная деятельность на уроке физики в 8, 10 классе.

Тема: определение влажности воздуха и температурного режима в школе

Учитель физики  Рожнева Людмила Валентиновна

Тип урока: Урок-проект.

Цели урока:

• Развивающая – формировать умение анализировать, устанавливать связь между элементами содержания ранее изученного материала на уроках физики и новой информацией полученной из нормативных документов; побудить интерес к профессии врача, инженера, и т.д.; развитие способности анализировать, делать выводы, логично рассуждать; развитие воображения; продолжить формирование умений выделять цели и способы деятельности, т.е. развитие творческого мышления.

• Образовательная – формировать понятия о влажности воздуха на основе непосредственного эксперимента; рассмотреть различные виды измерений искомой величины; выбирать оптимальные пути достижения цели.

• Воспитательная – создание позитивного отношения учащихся к изучаемому материалу; вызвать желание связать знания и умения, получаемые на уроках физики с практическим применением; способствовать дальнейшему формированию нравственных норм поведения в коллективе; вырабатывать наблюдательность, навыки и культуру проведения физического эксперимента, учить делать выводы по результатам; способствовать развитию самостоятельности, самоуправлению, умению работать в группе.

2. Оборудование:

штативы, термометры, психрометр, емкости с водой и снегом, кусочки марли и ваты, сосуд с полированной поверхностью, таблицы “Психрометрическая” и “Плотность насыщенного водяного пара”, нормативные документы СанПиНа, брошюру “Влияние температуры и влажности воздуха на организм человека”, листы ватмана, фломастеры.

УУД необходимые для создания проекта: учащиеся должны знать понятие относительной влажности воздуха и ее физические аспекты; уметь пользоваться измерительным прибором(термометром), таблицами; иметь коммуникативные навыки, уметь оформлять проект.

Развитие навыков: самостоятельная работа с источниками, инструментами, технологиями, самостоятельное применение решений коммуникативных умений и навыков, умение самостоятельной мыслительной деятельности, умение самоанализа и рефлексии. Воспитание толерантности. Расширение кругозора.

План урока

Деятельность учителя и ученика в процессе урока

ХОД УРОКА

1. Организационный этап. 

Заранее класс разбит на 4 группы.

Предварительное домашнее  задание: подобрать поговорки, народные приметы, загадки о влажности и оформить их в виде буклетов, газет.

2. Мотивация к учебно-познавательной деятельности:

а) Вступление.

Учитель: Почему в сводках погоды, помимо давления и температуры, нам еще часто сообщают о влажности воздуха? Многие люди порой даже переезжают из одного района в другой, жалуясь на очень сырой, либо, наоборот, очень сухой климат. И вы, наверное, замечали, как меняется ваше самочувствие, если воздух сух или влажен. Пребывание людей длительное время в теплых или холодных закрытых помещениях (классах) при уменьшенной или увеличенной влажности приводит к уменьшению работоспособности и разным формам заболеваний. Тема урока “Соответствие влажности воздуха и температурного режима в нашей школе нормам СанПиНа.”

Давайте представим, что ваш класс – комиссия по приему школы к новому учебному году. В каждой комиссии находятся люди разных профессий: инженеры, пожарные, врачи Роспотребнадзора, администрация школы и другие. Вам сейчас предстоит сделать измерение температуры и влажности воздуха разными методами, используя знания, полученные на предыдущем уроке и сравнить их с нормами СанПиНа, изучив эти материалы (Приложение 1 – Памятка “Влажность и её значение”, Приложение 2 – “Гигиена воздуха”)

Полученные результаты каждая группа выносит на заседание, подводит итог своей работы. Нужно ответить на вопрос: какое измерение наиболее точно?

б) Практическая работа по группам:

На демонстрационном столе лежат приборы для измерений: штативы, термометры, психрометр емкости с водой и снегом, кусочки марли и ваты, сосуд с полированной поверхностью, таблицы “психрометрическая” и “Плотность насыщенного водяного пара”.  Учащиеся выбирают  карточки с планом выполнения измерительных работ:

1. Первая комиссия делает измерение относительной влажности воздуха и температурного режима с помощью термометра.
2. Вторая комиссия по точке росы.
3. Третья комиссия с помощью самодельного психрометра.
4. Четвертая комиссия с помощью лабораторного психрометра.

План работы комиссий:

1. Изучив карточки, учащиеся выбирают на  демонстрационном столе необходимое оборудование для проведения  эксперимента.
2. Аналитики в комиссии изучают нормативные документы, для того чтобы сравнить полученные результаты с нормой.

Комиссия 1. Измерение относительной влажности воздуха и температурного режима с помощью термометра.

Оборудование: термометр, низкий стакан с водой комнатной температуры, психрометрическая таблица, кусочек марли или ваты.

Действие: 

1. Снять показание сухого термометра.
2. Резервуар термометра обернуть кусочком влажной марли и держать некоторое время влажный термометр на воздухе. Как только понижение температуры прекратится, снова снять показания.
3. Найти разность показаний сухого и влажного термометров и с помощью психрометрической таблицы определить относительную влажность воздуха в классе.
4. Полученный результат сравнить с нормами СанПиНа и сделать вывод. Подготовить отчет для заседания объединенных комиссий.

Комиссия 2. Измерение температурного режима и с относительной влажности воздуха по точке росы.

Оборудование: термометр, стакан с полированной поверхностью вода комнатной температуры, снег, таблица “Плотность насыщенного водяного пара”.

Действие: 

1. Снять показание сухого термометра.
2. Налить в сосуд (наполовину) воду и опустить в нее термометр. Добавляя в сосуд снег, и помешивая воду, следить за понижением температуры. В момент появления на стенках сосуда росы снять показание термометра.
3. Осторожно добавляя в сосуд теплую воду, снять показание термометра, при котором роса полностью исчезнет.
4. Найти среднее числовое значение и принять его за точку росы.
5. По таблице определить плотность насыщенного пара для температуры воздуха в классе(показание сухого термометра) и для точки росы.
6. Вычислить по формуле =  ·100%  относительную влажность воздуха в классе.
7. Полученный результат сравнить с нормами СанПиНа и сделать вывод. Подготовить отчет для заседания объединенных комиссий.

Комиссия 3. Измерение относительной влажности воздуха и температурного режима с помощью самодельного психрометра.

Оборудование: самодельный психрометр, сосуд с водой, психрометрическая таблица.

Действие: 

1. Снять показание сухого термометра.
2. Налить немного воды в емкость находящуюся под одним из термометров. Как только понижение температуры этого термометра прекратится, снять показания. Найти разность показаний сухого и влажного термометров и с помощью психрометрической таблицы определить относительную влажность воздуха в классе.
3. Полученный результат сравнить с нормами СанПиНа и сделать вывод. Подготовить отчет для заседания объединенных комиссий.

Комиссия 4. Измерение относительной влажности воздуха и температурного режима с помощью лабораторного психрометра.

Оборудование: лабораторный психрометр, сосуд с водой, психрометрическая таблица.

Действие:

1. Снять показание сухого термометра.
2. Налить немного воды в резервуар находящийся под одним из термометров. Как только понижение температуры этого термометра прекратится, снять показания. Найти разность показаний сухого и влажного термометров и с помощью психрометрической таблицы определить относительную влажность воздуха в классе.
3. Полученный результат сравнить с нормами СанПиНа и сделать вывод. Подготовить отчет для заседания объединенных комиссий.

Результаты работы.

Учитель: Все комиссии закончили свои измерения и изучения нормативных документов, подвели итоги. Сейчас у нас заседание объединенных комиссий. И каждая комиссия по очереди догладывает о своих результатах, с комментариями как она этот результат получала. Остальные комиссии внимательно слушают и задают дополнительные вопросы.

По одному человеку от комиссии выступают, рассказывая о своих опытах, анализируют, сравнивая свои результаты с нормой. Учащиеся из других комиссий задают вопросы.

Учитель: Сравните, какой из опытов самый точный и какова погрешность в этом измерении?

Учащийся: Более точное измерение дала комиссия 3 и 4. Так как у них термометры находятся в изолированных помещениях, что не дает приток тепла от внешних источников. По сравнению с опытами проведенными комиссией 1 и 2, так как термометры находились в руках, т.е. происходил тепловой обмен.

3. Планирование.

Учитель: Продолжим урок. А теперь каждой из комиссий было дано задание,  измерить температурный режим и влажность воздуха в разных помещениях школы. По итогам измерений получились такие результаты:

Вы должны в течение 7 минут, как комиссия принять решения по приемке школы к новому учебному году. И создать проект “Поддержка влажности воздуха и температурного режима в кабинете нормам СанПиНа”. (Температура 18–21°С и влажность воздуха 40–60%.) По итогам своей работы вы делаете письменный отчет, который содержит (запись на доске.)

1) Актуальность: полученные результаты измерения и сравнение с нормой, проблема.

2) Цель проекта.

3) Решение.

4) Вывод.

5) Кто выполнил: ( Ф.И.О. и подписи).

Проект оформляете на листе формата А3.

4.Принятие решений. Выполнение исследований. Проверка и оценка результатов. 

Учащиеся совместно анализируют результаты измерений в карточках, сравнивают их с результатами нормативных документов. Выявляют проблему, анализируют её. Дают идеи решения проблемы (мозговой штурм). Выбирают и обсуждают альтернативные решения. Консультируются с учителем. Примеры решения проблем.

Вывод 1 группы: (по карточке № 1) Так как нормальная температура в помещении должна иметь значение 18–21°С (по СанПиНу), а результат нашего измерения дал значение в коридоре 16°С, то нам необходимо дополнительно включать тепловую завесу во время урока. Что касается влажности воздуха, то здесь мы видим пониженное значение всего 37% при норме от 40 до 60% (по СанПиНу). Для решения этой проблемы необходимо проветривание зала, так как на улице влажность значительно выше, чем в отапливаемых помещениях или влажная уборка после каждого урока. Первое решение не подходит в связи с тем, что окна не открываются. Поэтому решение этой проблемы – влажная уборка. Возникает еще одна проблема: при повышении температуры уменьшается влажность воздуха. Поэтому необходимо найти оптимальное решение с учетом этих проблем. Т.е необходим постоянный контроль температурного режима и влажности воздуха.

Вывод 2 группы: (по карточке № 2) Так как нормальная температура в помещении должна иметь значение 18–21°С (по СанПиНу), а результат нашего измерения дал значение в столовой 23°С, то необходимо включать принудительную вентиляцию (вытяжку). Что касается влажности воздуха, то здесь мы видим пониженное значение всего 65% при норме от 40 до 60% (по СанПиНу). Для решения этой проблемы необходимо проветривание , но так как в зале столовой окна не открываются, то изменить влажность можно через вытяжку Т.е необходим постоянный контроль температурного режима и влажности воздуха.

Вывод 3 группы: (по карточке № 3) Кабинет № 10 – повышенная температура и нормальная влажность. Пути решения – проветривание кабинета во внеурочное время и на переменах, контроль параметров при помощи психрометра, и т.д.

Вывод 4 группы: (по карточке № 4) кабинет №9 - повышенная температура и нормальная влажность. Пути решения – проветривание кабинета во внеурочное время и на переменах, контроль параметров при помощи психрометра, и т.д.

Выступление учащихся, защита проектов оформленных на формате А3, выводы по результатам исследования. Проекты по окончанию зашиты, вывешиваются на доске.

Учитель: Мы заслушали проекты каждой комиссии, давайте кратко подведем итог этих выступлений.

5. Итог урока.

Учитель: наш город расположен на берегу реки Кама, на территории города расположены два пруда. Скажите, какое влияние оказывают эти водоёмы на климат в нашей местности?

Учащиеся: Крупные водоемы вследствие испарения повышают влажность воздуха.

Учитель: Атмосфера влияет на нашу жизнь, пока мы не умеем управлять окружающей средой, но в помещениях, где мы находимся, температурный режим и влажность воздуха мы можем с вами контролировать. В этом вы убедились на сегодняшнем уроке. (Объявление оценок.)

6.Домашнее задание. 

А). Определите влажность воздуха и температуру в своей квартире, сравните результаты с нормами СанПиНа. Желательно сконструировать свой прибор для измерения влажности воздуха.

Б). Какое значение имеет влажность в промышленности, искусстве и жизни животных и человека.

Список используемой литературы:

1. Физика. 8-й кл., А.В. Перышкин, 2005 г.

2. Физика юным, М.Н. Алексеева. Издательство “Просвещение”, 1980 г.

3. Я познаю мир. О.Г. Хинина, “Издательство АСТ-ЛТД”, 1997 г.

4. Газеты “Физика” за 2002–2003 гг. Издательство “Первое сентября”.

5. Книга для чтения по физике 6–7-е кл., И.Г. Кириллова, Издательство “Просвещение”, 1986 г.

6. Перекрестки физики, химии и биологии. В.Р.Ильченко, Москва, “Просвещение”, 1986 г.

7. Научно-популярный журнал “Наука и жизнь”.№ 2, 2005 г.

ПРИЛОЖЕНИЕ №1

Влажность и ее значение

Окружающий нас атмосферный воздух вследствие непрерывного испарения воды с поверхности водоемов и растительных покровов всегда содержит в себе водяные пары. В зависимости от количества паров, находящихся при данной температуре в атмосфере, воздух бывает различной степени влажности. Для этого вводят понятие относительной влажности. "(Это отношение плотности водяного пара р; находящегося в воздухе при данной температуре, к давлению рнп насыщенного пара при той же температуре, выражается в процентах)

От влажности зависит интенсивность испарения влаги с поверхности кожи человека. А это имеет большое значение для поддержания температуры тела постоянной. В космических кораблях поддерживается наиболее благоприятная для человека относительная влажность воздуха (40-60%). Максимально допустимое значение относительной влажности ср, при котором человек чувствует себя еще нормально, уменьшается с ростом температуры.

Видно, что высокую температуру легче переносить при сухом воздухе. Поэтому 40°С в пустыне могут не так сильно изнурять, как 30°С в городе после ливня, когда влажность доходит до 70%. Это и понятно. Чтобы не перегреться, организм в жару должен интенсивно потеть, но при высокой влажности пот не будет испаряться, что не даст спасительного охлаждения тела. Низкая влажность воздуха в жарких странах используется в медицинских целях. В частности, для лечения почек, когда требуется ослабить нагрузку на них. При высокой температуре воздуха и низкой влажности человек, сильно потея, выводит влагу из организма большей частью не через почки, а через кожу. Так что после такой процедуры остается только принять душ.

Большое значение имеет знание влажности в метеорологии для предсказания погоды. Хотя количество водяного пара в атмосфере сравнительно невелико (около 1%), роль его в атмосферных явлениях значительна. Конденсация водяного пара приводит к образованию облаков и последующему выпадению осадков. При этом выделяется большое количество теплоты. И наоборот, испарение воды сопровождается поглощением теплоты.

В ткацком, кондитерском и других производствах для нормального хода технологических процессов необходима определенная влажность. Хранение произведений и искусств и книг также требует поддержания определенной влажности воздуха. Поэтому в музеях висят психрометры.

Важно знать не абсолютное количество водяного пар в атмосфере, а относительное. Относительную влажность измеряют психрометром. Психрос - холодный.

ПРИЛОЖЕНИЕ №2

ГИГИЕНА  ВОЗДУХА.

Гигиеническая   характеристика воздушной среды жилых помещений. Пребывание людей в закрытых помещениях неизбежно приводит к изменению химического состава и физических свойств воздуха, В выдыхаемом человеком воздухе всего 16,4% кислорода, до 4% углекислого   газа   и   много   водяных   паров. Взрослый человек в зависимости от интенсивности работы выделяет при дыхании 40—80 г воды в 1 ч и много тепла, В плохо проветриваемом помещении накапливаются летучие продукты жизнедеятельности. Пребывание в таком помещении снижает работоспособность человека, вызывает головную боль и другие нарушения. Воздушная среда жилых помещений загрязняется и другими веществами. В первую очередь следует назвать табачный дым. В других случаях при неполном   сгорании  или утечке горючего газа, используемого для бытовых нужд, он примешивается  к   воздуху  жилых  помещений. Работа газовых приборов сопровождается  выделением большого количества тепла и значительным увеличением влажности. При неправильной организации печного отопления возможно образование угарного газа, приготовление пищи и стирка белья приводят к загрязнению воздушной среды и повышают влажность. Больные люди становятся источником появления в воздухе болезнетворных микроорганизмов, которые попадают воздух с капельками слюны, разбрызгиваемой при разговоре, чихали и кашле. Через воздух происходит распространение гриппа, туберкулеза, скарлатины, кори, коклюша, дифтерии, ветряной оспы и других инфекционных болезней.

Вентиляция. Для восстановления состава воздушной среды в помещениях необходимо постоянное замещение загрязненного воздуха наружным, более чистым, имеющим нормальный химический состав. Этот процесс называется воздухообменом., Интенсивность воздухообмена в жилых помещениях при закрытых окнах должна достигать величин, обеспечивающих полную смену всего объема воздуха 1—1,5 раза в 1ч. Воздухообмен осуществляется через поры строительных материалов  и микрощели стен. В общественных зданиях, где бывает много людей, воздухообмен должен достигать 1,5—3, а для кухонь — 3—5 объемов воздуха в 1 ч. Он обеспечивается за счет устройства в стенах вентиляционных каналов. Естественный воздухообмен жилых комнат, кухонь и учебных классов современных школ обычно, бывает недостаточен, и его необходимо регулярно дополнять проветриванием. Общественные здания оборудуются   системами   искусственной вентиляции. Наиболее совершенна приточно-вытяжная вентиляция, совмещающая активное нагнетание и удаление излишков воздуха. В ряде случаев   осуществляется   предварительная подготовка нагнетаемого воз духа, его кондиционирование. Она включает   очистку воздуха от пыли, его подогрев или охлаждение, увлажнение или удаление излишков влаги. Кондиционеры особенно важны для больниц, концертных залов, зимних стадионов.