Мастер-класс. Формирование УУД на уроке физики при изучении темы " Плавание тел. Условия плавания тел."
методическая разработка (7 класс)

Тема урока:  «Плавание тел. Условия плавания тел»

Класс: 7

Форма проведения:  «открытие» нового знания

Тип учебного занятия:  изучение и первичное закрепление новых знаний и способов деятельности

Продолжительность урока: 45 мин.

Цели:

Обучающая: выяснить условия плавания тел в зависимости от силы тяжести и архимедовой силы, действующей на    тела в жидкости, а также в зависимости от плотности жидкости и тела. Усвоить их на уровне понимания и применения с использованием логики научного познания.

Развивающая: развивать у учащихся творческую активность, творческие способности, умение самостоятельно выполнять эксперимент и научно объяснять его результаты; умение планировать свою деятельность, наблюдать, анализировать, сопоставлять, обобщать; формирование навыков организации самостоятельной деятельности учащихся с использованием ЭОР. создать условия для активизации мышления школьников.

Воспитательная: воспитывать интерес к предмету, потребность в познании нового, внимание, самостоятельность, коммуникативные качества,  компьютерную грамотность, аккуратность, культуру в организации учебного труда.

 Технические и дидактические средства:

1. компьютер, проектор, экран;
2. презентация к уроку;
3. компьютеры с тестами  по количеству учеников;
4. аквариум с водой;
5. сосуды с водой (3 шт.), поваренная соль, яйцо;
6. ареометр.

Опережающее задание: исследовательский мини - проект по теме «Условия плавания тел»; сообщение «Плавание животных и человека»

Структура урока:

1. Этап организационный                                                                           1 мин
2. Этап мотивации к учебной деятельности                                           2 мин
3. Этап актуализации опорных знаний учащихся                                       4 мин
4. Этап усвоения новых знаний и способов действий                              10 мин
5. Этап закрепления полученных знаний и способов действий           10 мин
6. Этап обобщения и систематизации знаний                                        5 мин

7) Этап первичной проверки понимания изученного                            9 мин

     8) Этап информации о домашнем задании                                               1 мин

     9) Этап подведения итогов занятия                                                         1 мин

   10)  Этап рефлексии                                                                                 2 мин

1. Этап организационный

Организация начала урока. Приветствие, выявление отсутствующих, проверка готовности учащихся к уроку, готовность наглядных пособий.

2. Этап мотивации к учебной деятельности                         

Учитель: Здравствуйте!

Дорогие семиклассники!

Я очень рада

Войти в приветливый ваш класс

И для меня уже награда

Вниманье ваших умных глаз.

Я знаю: каждый в классе гений,

Но без труда талант не впрок

Из ваших знаний и умений

Мы вместе сочиним урок.

Друзья, как много людей собралось сегодня в нашем классе. Как вы думаете, что сближает  в обществе человека с человеком?

- Улыбка

- Улыбнитесь друг другу и пожелайте успеха на уроке. Присаживайтесь. Вижу у всех хорошее настроение, на улице прекрасная погода. Всем нам известно, что за весной наступит лето. Лето – одно из прекрасных времен года. С чем оно у вас ассоциируется?

Ответы учащихся (предполагаемые): солнце, тепло, вода, купание… .

Народная мудрость гласит: солнце – мать, воздух – отец, вода – жизнь.  Ребята, а кто умеет плавать?(Ответы учащихся).

 Вода – удивительное вещество.  В отличие от других жидкостей вода в твердом состоянии(лед) имеет плотность (900кг/м3) меньше, чем в жидком (1000кг/м3), что свойственно только для воды. Но сейчас мы познакомимся с волшебными свойствами воды.

3. Этап актуализации опорных знаний учащихся

  Демонстрация опыта: «Волшебное яйцо»

 - Учитель показывает три стакана с водой: 

В первом стакане обычная пресная вода, во втором – солёная, в третьем – очень солёная

- Вопрос: почему тела(яйца) так расположились?

- Ответ: чем больше соли растворено в воде, тем больше выталкивающая сила, действующая на погруженное в неё тело

(зависит от плотности воды!)

- Но, вода не единственная жидкость, их много и сегодня на уроке мы выясним, почему одни тела плавают, другие тонут в одной и той жидкости. Давайте вместе сформулируем тему нашего урока: «Плавание тел. Условия плавания тел.»

Слайд №1  (Учащиеся записывают в тетради)

Учитель:  

Слайд №2

Две тысячи двести лет тому назад великий физик и математик Архимед в трактате « О плавающих  телах » объяснил причины, по которым одни тела плавают в жидкости, а другие тонут. Одним из таких трудов Архимеда является сочинение «О плавающих телах». Рукопись этого перевода была обнаружена в 1884 г. в Ватиканской библиотеке в латинском переводе. Греческий же текст был найден только в 1905 г. При этом сохранилось около трех четвертей текста рукописи Архимеда

С данным явлением вы часто встречались в жизни, наблюдали за ним и поэтому эпиграфом  к нашему уроку  возьмем слова:

Слайд №3

 «Незнающие пусть научатся, а знающие вспомнят ещё раз.»                                                                                                           (Античный афоризм)

    4.  Этап усвоения новых знаний и способов действий

 Учитель: «Знание — столь драгоценная вещь, что его не зазорно добывать из любого источника». Последуем совету великого мыслителя Абу-ль-Фараджа,  посмотрим с вами видеоурок  и выясним условия плавания тел.

                                                    (просмотр видеоурока)

Учитель обобщает видеоурок, учащиеся делают опорные конспекты в тетрадях

Слайды №4,5. (На доске заранее записаны условия плавания тел)

Учитель: «Сперва собирать факты и только после этого связывать их мыслью»  советовал  нам Аристотель. Законы физики основаны на фактах, установленных опытным путем. Причем нередко истолкование одних и тех же фактов меняется в ходе исторического развития физики. Факты накапливаются в результате наблюдений. Но при этом только ими ограничиваться нельзя. Это только первый шаг к познанию. Обратимся к собственному опыту. Мы с вами знаем, что несмотря на то, что на любое тело погруженное в жидкость действует выталкивающая сила, но тем не менее одни тела плавают внутри жидкости, другие тонут, а третьи  плавают на поверхности. Сегодня мы  с вами выясним почему плавают тела, попробуем все сведения об условиях плавания тел получить из опыта. Группа экспериментаторов, получившая опережающее задание, готова поделиться результатами своей работы: беседу проводят ученики, учитель корректирует возможные неточности формулировок.

                                     (отчет учащихся с использованием доски!)

Слайд №6

Ученик 1: О, сколько нам открытий чудных
Готовит просвещенья дух!
И опыт, сын ошибок трудных
И гений, парадоксов друг.

                                         (А. С. Пушкин)

Удивительно точно подметил поэт характер научной деятельности. И мы, сегодня на уроке, также попытаемся совершить небольшие, но самостоятельные открытия.

           Задание №1

1. Определить плотность деревянных брусков (2шт. – сосна, дуб)(массу бруска  определить с помощью весов, объем определить с помощью линейки по формуле V= abc    ; по формуле               определить плотность вещества)

2. Проверить на опыте: будут ли бруски плавать в воде? (опустить бруски в воду –сделать вывод о плавании тел)

 Ученик 2: «Всякое знание, по Канту, начинается с опыта, но не ограничивается им.»                                                                 

 Задание №2

1. Определить плотность 2-х брусков (2шт. – сталь,  алюминий) )(массу брусков определить с помощью весов;  объем определить с помощью линейки по формуле  V= abc  ; по формуле               определить плотность вещества)
2. Проверить на опыте: будут ли бруски плавать в воде? (опустить бруски в воду –сделать вывод о плавании тел)

           Ученик 3: «Опыт – вот учитель жизни вечной», - говорил М.В. Ломоносов,            сделавший перевод на русский  язык первого учебника по физике.
          «Опыт - отец всякой достоверности.

           Мудрость - дочь опыта» - сказал  Леонардо да Винчи.

               Задание №3

1. Определить плотность фруктов и овощей (яблоко, груша, помидор, огурец…)

(массу определить с помощью весов;  объем определить с помощью отливного сосуда т.к. тела неправильной формы; по формуле                определить плотность вещества)

2. Проверить на опыте: будут ли фрукты и овощи плавать в воде? ? (опустить фрукты и овощи в воду –сделать вывод о плавании тел)

Ученик 4:  «В любой науке, в любом искусстве

лучший учитель – опыт»       Мигель де Сервантес 

Задание №4  

1. Определить плотность своего тела.( массу определить с помощью весов; объем тела определить по методу «Архимеда» - налить в ванну воды, отметить ее уровень и, погрузившись в воду, отметить новый уровень. Затем, выйдя из воды, доливая в ванну воду  емкостью известного объема до второй отметки, подсчитать объем тела.; по формуле      определить плотность своего тела).
2. Проверить на опыте: будет ли человек  плавать в воде?

 (Сообщение учащегося «Плавание животных и человека»)

Слайд №7

Средняя плотность живых организмов, населяющих водную среду, близка к плотности окружающей их воды. Это и делает возможным их плавание под водой. Плаванию животных в толще воды способствует также дополнительная подъемная сила, которая возникает при их перемещении в водной среде.

Различают активное и пассивное плавание. При активном плавании животные передвигаются либо с помощью имеющихся у них гребных органов, либо посредством волнообразных изгибаний тела и использования непарных плавников, либо в результате периодических выталкиваний воды. При пассивном плавании животные просто увлекаются   движущейся водой.

Слайд №8

Большую роль в передвижении рыб внутри воды играет плавательный пузырь. Меняя объем этого пузыря (а также количество газа в нем), рыба способна как увеличивать, так и уменьшать действующую на нее выталкивающую силу. Благодаря этому рыба может в определенных пределах регулировать глубину своего погружения.

Киты регулируют глубину своего погружения за счет уменьшения и увеличения объема легких.

Слайд №9,10

Строение человека таково, что его плотность оказывается близкой к плотности воды. У многих людей она чуть меньше, особенно когда желудок пустой, а вода соленая. В таких случаях человек способен свободно находиться на поверхности воды, не боясь утонуть. Вот что написал об этом в одном из своих рассказов американский писатель Эдгар По (1809—1849): «В среднем  человеческое тело немногим тяжелее или легче воды... Тела тучных, дородных людей с тонкими костями и тела подавляющего большинства  женщин  легче,  чем тела  худощавых  крупнокостных мужчин... Упавший в реку человек почти никогда не пойдет ко дну, если он позволит весу своего тела прийти в соответствие с весом вытесненной им воды — другими словами, если он погрузится в воду почти целиком. Для людей, не умеющих плавать, наиболее правильной будет вертикальная позиция идущего человека, причем голову следует откинуть и погрузить в воду так, чтобы над ней оставались только рот и нос. Приняв подобную позу, вы обнаружите, что без всяких усилий и труда держитесь у самой поверхности. Однако совершенно очевидно, что вес человеческого  тела   и   вес  воды,   которую   оно   вытесняет,   находятся лишь в весьма хрупком равновесии, так что достаточно ничтожного  пустяка,  чтобы оно  нарушилось  в ту  или  иную сторону. Например, рука, поднятая над водой и тем самым лишенная ее поддержки, представляет собой добавочный вес, которого достаточно,  чтобы  голова  ушла  под  воду  целиком,  тогда  как  случайно схваченный даже небольшой кусок дерева  позволит вам приподнять голову и оглядеться. Человек, не умеющий плавать, обычно начинает биться в воде, вскидывает руки и старается держать голову, как всегда, прямо. В результате рот и ноздри оказываются под водой, которая при попытке вздохнуть проникает в легкие. Кроме того, большое ее количество попадает в желудок, и все тело становится тяжелее настолько, насколько вода тяжелее воздуха, наполнявшего эти полости прежде.  Как правило, этой разницы  достаточно  для  того,  чтобы  человек  пошел   ко  дну».

Слайд №11

На   Земле   есть   и   такое   море,   в   котором   вообще   невозможно    утонуть.    Это    соленое    озеро,    называемое    Мертвым морем.   Оно   настолько   соленое,   что   в   нем   отсутствует   всякая жизнь  (за исключением некоторых видов бактерий).  Если вода большинства морей и океанов содержит 2—3% соли, то в Мертвом море ее содержится более 27%! Из-за большого содержания соли плотность воды здесь оказывается больше плотности человеческого тела, и потому человек в Мертвом  море может спокойно лежать на его поверхности и читать книгу. Если же в эту воду войдет лошадь, то, как пишет Марк Твен, она оказывается в столь неустойчивом состоянии, что «не может ни плавать, ни стоять в Мертвом  море,— она тотчас же ложится на бок».    

Помимо Мертвого моря, огромной соленостью обладают также воды залива Кара-Богаз-Гол и озера Эльтон в Волгоградской области.

5.  Этап закрепления полученных знаний и способов действий

 Учитель:

 Слайд №12,13  «Ареометр»

Учёные придумали интересный прибор – ареометр. Посмотрите. Он представляет собой стеклянную трубку, запаянную с двух концов, на донышке трубки обычно насыпают песок. Прибор плавает на поверхности жидкости. Как вы думаете, для чего нужен этот прибор?

Слайд №14 «Плавание судов»

Из стали делают лишь тонкий корпус судна, а большая часть его объема занята воздухом. Среднее значение плотности судна оказывается значительно меньше плотности воды. Поэтому оно не только не тонет, но и может принимать для перевозки большое количество грузов.

Слайд №15  «Подводная лодка»

Подводная лодка имеет внутри специальные, так называемые, балластные цистерны. Расположены они в нижней части лодки. Когда балластные цистерны пусты, лодка держится на воде. Для погружения в цистерны забирают  морскую воду, лодка устремляется вниз. Регулируя количество забираемой воды, добиваются различной глубины погружения лодки. Если требуется всплыть на поверхность, воду из цистерн выгоняют сжатым воздухом заранее запасенным в специальных баллонах.

Слайд №16  «Сплав  леса» 

Лесоспла́в — вид транспортирования леса по воде, при котором используется плавучесть древесины. Лесосплав как технологический процесс входит в состав лесозаготовительных работ  и является их заключительной стадией, имеющей целью доставку заготовленных лесоматериалов в пункты потребления или перевалки их на другие виды транспорта.

Лесосплав — массовый, наиболее дешёвый, а в некоторых районах и единственный виды транспорта древесины. Различают молевой (россыпью), плотовой, кошельный лесосплав и в сплоточных единицах.  Молевой, кошельный и в сплоточных единицах — это первоначальный лесосплав. Плотовой делится на первоначальный и магистральный.

6. Этап обобщения и систематизации знаний

 Учитель:

 «Физика и лирика»

Мертва наука
без искусства,
оно ей прибавляет
чувства.

В загоне - лирики,
в почете - физики,
мне кажется, что это - ерунда,
придумали, наверно, это циники...

Мы в жизни друг без друга -
никуда...

                                А.П.Чехов «Степь»

«Егорушка… разбежался и полетел с полуторасаженной вышины. Описав в воздухе дугу, он упал в воду, глубоко погрузился, но дна не достал; какая-то сила, холодная и приятная на ощупь, подхватила его и понесла обратно наверх. Он вынырнул и … опять нырнул… Опять та же сила, не давая ему коснуться дна и побыть в прохладе, понесла его наверх».

Вопрос: о какой силе идет речь в этом отрывке?

Ответ: выталкивающая сила

Слайд №17   К.Г.Паустовский «Кара - Бугаз»

«… Придурковатый наш кок отпросился искупаться, но залив его не принял. Он высоко выкидывал его ноги, и при всем тщании кок погрузиться в воду не смог. Это повеселило команду и улучшило несколько ее дурное расположение. Кок к вечеру покрылся язвами и утверждал, что вода залива являет собой разбавленную царскую водку, иначе - серную кислоту.»

Вопрос: почему кок не смог погрузиться в воду залива Кара-Богаз-Гол?

Ответ: из сего обстоятельства вы можете судить, какова соленость этого залива, подобного Мертвому морю в Палестине.

  Слайд №18   Н.А.Некрасов  «Дедушка Мазай и зайцы»

Мимо бревно суковатое плыло,

Сидя,  и стоя, и лежа пластом,
Зайцев с десяток спасалось на нем.
"Взял бы я вас - да потопите лодку!"
Жаль их, однако, да жаль и находку -
Я зацепился багром за сучок
И за собою бревно поволок

Вопрос: почему Дедушка Мазай не взял зайцев в лодку?

Ответ: сила тяжести может быть больше выталкивающей силы и лодка потонет вместе с зайцами.

Слайд №19  В.Д.Иванов «Русь изначальная»

Воин-разведчик по имени Ратибор собирается перейти на другой берег реки. Для этого он взял длинную и толстую тростинку, «чтоб дышать под водой. Ноздри и уши пловец заткнул желтым воском.

… Придерживая тростинку за конец губами, он скрылся под водой и обеими руками поднял камень величиной с коровью голову. Обвязав груз тонкой веревкой, Ратибор устроил петлю для руки».

Вопрос: для чего Ратибор взял тяжелый камень в руки? Может ли человек дышать через тростинку (трубку), находясь на значительной глубине?

Ответ: чтобы увеличить силу тяжести и не всплыть на поверхность воды вдали от берега; нет, избыточное давление, при котором человек может безопасно дышать, обычно не превышает 0,3атм.  или  на глубине 3-х метров.

(Нам известно, что на каждые 10 метров давление увеличивается на 1 атмосферу!!!)

Слайд №20  Ю.П.Кузнецов  «Стальной Егорий»

Сквозь пустые тростинки дыша,

Притаились в реке наши деды,

Хан велел наломать камыша

На неровное ложе победы.

И осталась тростинка одна.

Сквозь одну по цепочке дышали.

Не до всех доходила она

По неполному кругу печали.                    

Слайд №21 К.Г.Паустовский «Мещорская сторона»

На берегах этих рек в глубоких норах живут водяные крысы. Есть крысы, совершенно седые от старости. Если тихо следить за норой, то можно увидеть, как крыса ловит рыбу. Она выползает из норы, ныряет очень глубоко и выплывает со страшным шумом. На широких водяных кругах качаются желтые кувшинки. Во рту крыса держит серебряную рыбу и плывет с ней к берегу. Когда рыба бывает больше крысы, борьба длится долго, и крыса вылезает на берег усталая, с красными от злости глазами.

Чтобы легче было плавать, водяные крысы отгрызают длинный стебель куги и плавают, держа его в зубах... Он прекрасно держит на воде даже не такую тяжесть, как крыса.

Вопрос: почему стебель куги обладает хорошей плавучестью?

Ответ: куга - болотное растение; губчатый тростник; стебель куги полон воздушных ячеек.

Слайды №22-26  «Подумайте»

7. Этап первичной проверки понимания изученного                      

А теперь проверим, как хорошо вы усвоили новый материал. Поможет нам в этом компьютер. (Если нет возможности использовать большое количество компьютеров на уроке, я предлагаю и печатную версию теста.

Напомнить ребятам правила работы с компьютерным тестом.

Слайд №27

Компьютерное тестирование (www.schooltests.ru)

Подведение итогов тестирования, работа над ошибками, которые показал компьютер

8. Этап информации о домашнем задании        

Домашнее задание:  Слайд №28

9. Этап подведения итогов занятия

Подведение итогов урока. Выставление оценок.

10. Этап рефлексии

Оцените степень своего погружения в тему «Плавание тел». Рефлексия (карточка у каждого ученика). Как я себя чувствовал на уроке? Нарисуйте смайлик и прикрепите  на той глубине, которая соответствовала бы глубине вашего погружения в сегодняшний урок

Литература для учителя и учащихся:

1. А. В. Перышкин Физика. 7 кл.: учеб. для общеобразоват. учеб. учреждений. - 14-е изд., стереотип. - М.: Дрофа, 2010. - 192с.
2. Справочник школьника. Физика: М.; Филологическое общество «Слово», Компания «Ключ -С», 1995.- 576 с.
3. С.А.Тихомирова Дидактический материал по физике 7-11 класс. Физика в художественной литературе. Москва «Просвещение» 1996
4. Зубарева В.А. Литературная  «поддержка» уроков физики. Департамент образования и науки Липецкой области, г. Липецк 2005
5.  (www.schooltests.ru)
6. http://class-fizika.narod.ru/
7. http://www.youtube.com/
8. http://vseznaichik.ru/
9. http://festival.1september.ru/

Технологическая карта урока