Нанотехнологии в быту
план-конспект урока по физике (9 класс) на тему

Предмет, класс

9 класс, физика

Учитель

Иванникова Наталья Станиславовна

Тема урока,

  № урока по теме

Нанотехнологии в быту

Тип урока

 урок «открытия» нового знания

Цель урока

познакомить учащихся с понятиями «нанонаука»,  «нанотехнология» и рассмотреть применение нанотехнологий в быту.

Задачи урока

Образовательные

- познакомить с понятиями «нанонаука», «нанотехнологии», «наночасица»;

- научить принципам действия нанотехнологий;

- рассмотреть некоторые примеры применимости нанотехнологий в быту.

Развивающие

- развивать мыслительные умения и навыки: анализировать и объяснять результаты эксперимента, выделять главное, выявлять причинно – следственные связи, приводить примеры из жизненного опыта, делать выводы.

Воспитательные

- поддерживать интерес к предмету;

- формировать коммуникативные умения работы  в команде;

- формировать уважение к одноклассникам, умение слушать и слышать.

Требования  ФГОС ООО

(предполагаемые результаты обучения)

Личностные

- убежденность в возможности познания природы, в необходимости разумного использования достижений науки и технологий для дальнейшего развития человеческого общества;

- уважение к творцам науки и техники;

- отношение к физике и нанофизике как элементу общественной культуры.

Метапредметные

ПОЗНАВАТЕЛЬНЫЕ:

 - анализ проблемной ситуации;

- выполнение действий по алгоритму;

- формирование мыслительных операций познания: сопоставления, сравнения, обобщения, моделирования, абстрагирования, анализа.

РЕГУЛЯТИВНЫЕ:

- принятие учебной  цели;

- составление последовательности действий по открытию нового знания;

- следование правилам работы в классном коллективе;

 - ориентировка в ситуации принятия решения.

КОММУНИКАТИВНЫЕ:

- умение рассуждать, вести диалог, слушать учителя;

- умение работать в парах, слышать и слушать друг друга в процессе исследования.

Предметные

- понимание предмета изучения нанонауки;

 - осознание возможности исследования наномира;

- формирование умения объяснять результаты эксперимента, оперируя знаниями по теме;

- умение работать с научно – популярным текстом, выделяя существенное, формулируя вопросы по тексту.

ЭТАПЫ УРОКА

Методы, приемы,

формы

ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ УЧИТЕЛЯ

ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ  ОБУЧАЮЩИХСЯ

ФОРМИРУЕМЫЕ УУД

Оргмомент

Цель: положительный эмоциональный фон,

обеспечивание комфортности  

Этап мотивации

Цель: побуждение

интереса к предмету

Словесный объяснительный

  Здравствуйте ребята. Сегодня мы с вами проведем необычный урок физики,   урок посвященный одной из самых переспективных на данный момент наук – «нанонаука».

- С каждым днем нам все чаще и чаще попадаются слова: «нанонаука», «нанотехнологии», «наноструктурированные материалы», мы находим их в прессе, слышим по радио и на телевидении, замечаем в речах не только ученых, но и политиков. Мы также знаем, что нанотехнологиям оказывают предпочтение при финансировании научных и инновационных программ не только в нашей стране, но и во всех развитых странах мира. Ожидается, что в недалеком будущем нанотехнологии проникнут не только во все области общественной жизни, но и войдут в обиход каждого человека. Они приведут к грандиозной научно-технической революции, которая кардинально изменит жизнь человека на нашей планете.

Проверяют готовность к занятию.

Слушают объяснения учителя,

Приводят примеры .

 Регулятивные: организация рабочего места, настрой на предстоящую работу

Коммуникативные: формирование навыков общения, сотрудничества

Личностные: личностное самоопределение

ЭТАПЫ УРОКА

Методы, приемы,

формы

ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ УЧИТЕЛЯ

ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ  ОБУЧАЮЩИХСЯ

ФОРМИРУЕМЫЕ УУД

Этап актуализации знаний.

Словесный

Объяснительный

Иллюстративный

- Так, что же изучает данная наука?  (наночастицы и наноструктуры).

-  Из курса физики вы знаете, что собой представляет приставка «нано», (приставка «нано» означает одну миллиардную долю какой-либо единицы, например, 1 нм = 10-9 м,  т.е. размеры наночастиц очень малы.)

- Совокупность средств и методов работы с объектами называется технологией. Какие же технологии позволяют изучать  и работать с нанообъектами? (нанотехнологии)

- Как вы думаете, почему именно сейчас такая наука, как нанонаука стала стремительно развиваться?

(Отсутствие приборов исследования наноструктур «тормозило» развитие нанотехнологий. Оптический и электронный микроскоп не позволяют исследовать нанообъекты. Для изучения данных объектов требуется новый способ исследования - ионный микроскоп.)

Отвечают на вопросы.

Рассуждают.

.

  Познавательные: уметь выделять существенное,

Отвечать на вопросы продуктивного характера

Регулятивные: уметь слушать в соответствии с целевой установкой, ориентировка в ситуации принятия решения.

Коммуникативные : принимать решение в ситуации выбора

ЭТАПЫ УРОКА

Методы, приемы,

формы

ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ УЧИТЕЛЯ

ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ  ОБУЧАЮЩИХСЯ

ФОРМИРУЕМЫЕ УУД

Создание

проблемной ситуации

Цель: выдвижение гипотез путем сравнения

(выделения общего).

Постановка

темы и целей урока.

Цель :

Формулирование темы и целеполагание учащихся.

Иллюстративный

Метод: от общего к частному

 - А сможете ли вы привести примеры применения нанотехнологий в быту?

- Посмотрите на слайд, все эти объекты нам хорошо знакомы и мы практически каждый день пользуемся ими. Сможите объснить так где же здесь используются нанотехнологии? Нет.

-Так чем же мы займемся на этом уроке? Вы теперь можете сформулировать тему урока ?

- Запишите тему занятия

«Нанотехнологии в быту».

- Какие цели поставим перед собой?

(Выяснить какие сложные технологические решения были применены для изготовления привычных для нас предметов обихода.)

Рассуждают.

Отвечают на вопросы.

Предлагают варианты ответов.

Выдвигают версии.

Формулируют тему и цели занятия.

Записывают в тетрадь.

 Познавательные: умение прогнозировать, обобщать, сравнивать и анализировать.

Регулятивные: принятие учебной задачи.

Коммуникативные: усвоение информации с помощью видеотехники, умение вести диалог , выразить свою точку зрения.

Личностные: личностное самоопределение.

ЭТАПЫ УРОКА

Методы, приемы,

формы

ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ УЧИТЕЛЯ

ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ  ОБУЧАЮЩИХСЯ

ФОРМИРУЕМЫЕ УУД

Первичное усвоение

новых знаний

 Метод: от общего к частному.

Ученик – ученик.

- Давайте поиграем в игру «Верю-неверю». Я буду показывать вам предмет из нашего обихода, а вы скажете имеет ли он какое-то отношение к нанотехнологиям или нет.

- Фильтры для воды. Привычный для многих людей прибор. Высокая степень очистки воды от химических примесей и бактерий обеспечивает мембрана, поры которой имеют размер равный одному нанометру. Пример: один нанометра меньше метра, как одна горошина меньше нашей планеты. Только одно это говорит о качестве очистки воды. Пить можно смело. Только польза для организма.

- Надоедливая пыль. Любая хорошая хозяйка знает, как неприятно постоянно вытирать пыль с мебели. Нанотехнологии позволяют наносить тонкое покрытие на мебель, отталкивающее пыль. Обычный баллон с распылением. Обработал один раз, и долгое время мебель будет чиста. Идеальное решение для любителей порядка.
- Микрофибра. Знакомое слово для многих. Под этим привычным названием таится высокотехнологичное изготовление материала из сверхтонких волокон, переплетение которых образуют тысячи мельчайших пор. Эти микропоры позволяют впитывать влагу гораздо больше, чем сам объем салфетки. Например, салфетка весом 30 грамм способна впитать 400 грамм воды.

- Холодильники с антибактериальным эффектом. Благодаря нанотехнологиям, внутреннее покрытие холодильника тончайшей пленкой из микрочастиц серебра позволяет дезинфицировать воздух, что дает возможность хранить продукты дольше и мыть холодильник намного реже. Очень удобно и практично.

-Кондиционер. Уже привычный многим пользователям бытовой прибор. Он прекрасно справляется с задачей охлаждения воздуха. Но кроме этого нужна еще и очистка воздуха от бактерий и пыли. Это вопрос, важный для здоровья человека. В условиях природы воздух очищается естественной влагой воздуха и ультрафиолетовыми лучами солнца. В помещении это обеспечить сложно. Нанотехнологии пришли на помощь. Специальное покрытие на теплообменнике и электростатическом фильтре обеспечивают задержку вредных частиц и автоматическую очистку элементов кондиционера.
- Лейкопластырь. Кусочек лейкопластыря, которым вы заклеиваете порез, имеет нанослой серебра, помогающий быстрее залечивать рану. Это потому, что серебро имеет антибактериальные свойства, которые действуют лучше с повышением площади поверхности, что обеспечивается наночастицами.

- Зубная паста. Почистьте свои белоснежные зубы определенной пастой, и наночастицы минералов на основе гидроксиапатитов кальция заполнят микротрещины в эмали и сохранят зубы от кариозных полостей.

- Смартфон. В смартфонах используются самые разные нанотехнологии, и одной из самых гениальных является нанодатчик вибраций, фиксирующий движения телефона в игровых целях и для безопасности. Да, ваш iPhone знает, когда вы его уронили, и закрывает части своей системы для защиты. Даже если лопнет стекло с повышенной сопротивляемостью к ударам и царапинам, наночипы внутри продолжат работать. Один аппарат в 2011 году даже пережил падение в кармане скайдайвера.

- Теннисный мяч.  Теннисные мячи теряют упругость, так как их резиновая основа пористая и пропускает газ, вследствие чего они со временем выпускают воздух (кстати, именно потому сдуваются шарики). Чтобы решить эту проблему, ученые покрывают резиновую основу нанослоем глиняного композита, что делает мячики герметичнее и позволяет им дольше оставаться на корте.

- Автомобильная краска. Владельцам автомобилей больше не нужно бояться царапин  кузове автомобиля, так как наночастицы краски действуют, как слой микроскопических шариков, заполняя любые полости на поверхности.

- Одежда. Даже самые неаккуратные люди могут легко решить проблему пятен на одежде при помощи специального нанопокрытия. Оно представляет собой совершенно невидимое грязе- и водоотталкивающее средство для одежды из шерсти, шелка или синтетики. При этом воздухопроницаемость ткани остается прежней, на вид и на ощупь она остается совершенно без изменений.

- Солнцезащитный крем. Оксид алюминия – активный ингредиент в солнцезащитных средствах, поглощающих ультрафиолетовые лучи – распадается при смешивании с другими молекулами, такими как пот на коже. Поместите эти активные ингредиенты в наноэмульсию, и они останутся отделенными от окружающей среды и смогут выполнять свою поглощающую функцию.

Выдвигают гипотезы

Познавательные : формирование навыка выделения главного, анализа.

Регулятивные : принятие учебной  цели.

Коммуникативные : умение рассуждать, вести диалог, слушать учителя.

ЭТАПЫ УРОКА

Методы, приемы,

формы

ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ УЧИТЕЛЯ

ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ  ОБУЧАЮЩИХСЯ

ФОРМИРУЕМЫЕ УУД

Первичное закрепление

Цель: применение полученных знаний для решения практических задач

Метод

сравнения и противопоставления, схематизации, матрицирования.

Метод работы

В парах;

Взаимопроверка

«ученик – ученик»

Познавательные методы – частично – поисковый,

репродуктивный

Эксперимент 1. Гидрофобизация поверхности дерева

баллончик с аэрозолем «Покрытие для дерева/камня»

• образец  МДФ-панели 

Результаты эксперимента:

Мы увидили проявление водоотталкивающего эффекта с четко выраженным образованием капель. Под действием сил поверхностного натяжения вода стремится принять шарообразную форму, поскольку такая форма наиболее выгодна энергетически – при минимальной площади поверхности шар имеет максимальный объем.

Эксперимент 2. Гидрофобизация поверхности ткани

Для проведения эксперимента мы использовали:

• баллончик с аэрозолем «Покрытие для ткани»

• галстук, шапка.

Результаты эксперимента:

Обработанная ткань не впитывает большинство жидкостей, которые после гиброфобизации собираются в капли и скатываются с нее. Поскольку гидрофобизирующий состав образует тонкую пленку только на нитях,

то ткань после обработки может «дышать».

Эксперимент 3. Покрытие, предохраняющее древесину от царапин.

Для проведения эксперимента мы использовали :

• образец  МДФ-панели

• металлическая мочалка для чистки кастрюль

Результаты эксперимента:

На необработанной поверхности появились хорошо заметные царапины, а обработанная поверхность осталась неповрежденной.

След от маркера на обработанной поверхности легко удаляется металлической мочалкой, а на необработанной поверхности он остается.

Заполняют сравнительную таблицу.

Анализируют полученную информацию.

Записывают в тетрадь.

Рассуждают. Выдвигают гипотезы.

Записывают в тетрадь.

Выдвигают предположения.

Формулируют вывод.

познавательные: формирование мыслительных операций познания: сравнение, обобщение, моделирование, абстрагирование, анализ;

регулятивные: следование правилам работы  в  микрогруппах.

коммуникативные: умение работать в микрогруппе, слышать и слушать друг друга в процессе сотрудничества.

личностные: личностное самоопределение

ЭТАПЫ УРОКА

Методы, приемы,

формы

ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ УЧИТЕЛЯ

ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ  ОБУЧАЮЩИХСЯ

ФОРМИРУЕМЫЕ УУД

Подведение итогов урока. Рефлексия.

Цель: подведение итогов занятия,

анализ и содержание итогов работы,

формирование выводов по изученному материалу

 Метод самоосмысления и самоопределения

Какую цель вы ставили перед собой на сегодняшнем уроке?

Вы достигли этой цели?

Что нового вы узнали на уроке?

Какие методы мы использовали, что бы достичь своих целей? (работа с текстом, эксперимент, работа с иллюстрациями).

Какие источники вы использовали для получения информации?

- С какими трудностями вы столкнулись как исследователи?

- Что полезного вы извлекли из данного занятия?

- Чем вам интересен урок ?

Спасибо за занятие. До следующей встречи! До следующего этапа познания мира нанотехнологий!

Формулируют основные выводы деятельности на уроке

Анализируют и подводят итоги своей деятельности

Познавательные: умение обобщать, сравнивать, выделять.

Регулятивные: ориентировка в ситуации принятия решения.

Коммуникативные: умение работать в класее, слышать и слушать друг друга в процессе исследования.

Личностные: самоконтроль выполнения задания, личностное самопределение