Методическая статья
статья по физике (7, 8, 9, 10, 11 класс)
Методическая статья по теме
Скачать:
Вложение | Размер |
---|---|
![]() | 327.61 КБ |
Предварительный просмотр:
«Решение исследовательских задач по физике, как инструмент развития личности ребёнка»
Е.А.Пушкарева, ГБОУ СОШ №257
Физика как учебный предмет обладает объективными возможностями для развития общих исследовательских умений и для становления и развития личности ученика при его включении в различные виды познавательной деятельности в учебном процессе.
Исследовательская деятельность учащихся многогранна, потому её можно организовать на любом этапе изучения физики. При изучении теории; решении задач; проведении демонстрационного эксперимента; выполнении лабораторных работ.
Темы исследовательских работ, как и ход их выполнения могут быть различными. Главное – не исследование приборов или придумывание сложных вычислений, а умение пользоваться этими приборами для доказательства и проверки достоверности законов. Ученики должны уметь правильно формулировать вывод своей работы, предоставить достоверные результаты экспериментов.
При организации исследовательской деятельности необходимо правильно подобрать методы, средства и приемы обучения. Основной метод – продуктивный (проблемно – поисковый, эвристический), который предполагает самостоятельное усвоение знаний и способов действий, развитие творческого мышления, перенос знаний в незнакомую ситуацию, видение новой проблемы в традиционной ситуации, преобразование известных способов деятельности и самостоятельное создание новых.
Физика –это наука, позволяющая решать огромное количество исследовательских задач. Хочу привести пример одной из них.
Теоретический минимум для исследовательской задачи
Первоначальные сведения о строении вещества
Молекулы.
Все вещества в разных условиях могут быть подразделены на три состояния: твердое, жидкое и газообразное. Чтобы убедиться в этом, приведите пример различных состояний тел и выполните задание, представленное на рисунке 1.
Рис. 1. Из каких веществ могут состоять твердые вещества.
Всякое вещество состоит из молекул или атомов в различных энергетических состояниях.
Молекула какого-либо вещества — это самая мелкая частица вещества, существующая в обычных условиях и при этом сохраняющая все признаки этого вещества. На рисунке 2 можно увидеть молекулу вещества.
Рис. 2. Молекула вещества
Средняя цифра для размера t молекулы— порядка 1х10-9 м. Весьма трудно наблюдать размеры настолько малые, как 10-9 м. Это означает, что одна тысяча миллионов молекул, помещенных рядом, растянется вдоль однометровой линейки. Тысячу миллионов также почти невозможно пред¬ставить.
Молекула может состоять из группы еще более малых частиц, назы-ваемых атомами. Например, молекула водорода (газа) состоит из двух ато¬мов водорода, соединенных между собой (рисунок 3).
Рис. 3. Молекулы водорода, кислорода, воды, азота, озона и углекислого газа.
На видео представлена динамика молекул воды, аммиака, метана и т.д.:
Молекулы могут состоять из одного атома, как в инертном газе аргоне, из двух одинаковых атомов, соединенных вместе, как в случае с газом кислородом, или же из малой группы атомов, соединенных между собой, как в случае с водой, молекула которой состоит из одного атома кислорода и двух атомов водорода. Очень большие группы атомов тоже могут соединяться друг с другом, образуя полимеры, и т. д.
Кроме того, молекулы любого вещества постоянно двигаются, причем делают это по-разному. Пример движения молекул можно увидеть на рисунке 4.
Рис. 4. Движение молекул.
Молекулы невозможно увидеть невооруженным глазом. Они настолько малы, что их нельзя разглядеть даже с помощью микроскопа, дающего 1000-кратное увеличение.
Биологам известны микроорганизмы (например, бактерии) размером 0,001 мм. Молекулы же в сотни и тысячи раз меньше.
Для определения размеров молекул были проведены разные опыты. Опишем один из них:
В чисто вымытый большой сосуд налили воду и на ее поверхность поместили каплю масла. Масло начало растекаться по поверхности воды, образуя пленку. По мере растекания масла толщина пленки становилась все меньше и меньше. Через некоторое время растекание прекратилось. Если предположить, что это произошло из-за того, что все молекулы масла оказались на поверхности воды, то для определения диаметра молекулы достаточно найти толщину образовавшейся пленки.
Толщина пленки равна отношению ее объема V к площади S: h=V/S.
Объем пленки - это объем той капли, которую поместили на поверхность воды. Его измеряют заранее; для этого пользуются измерительным цилиндром - мензуркой.
В описываемом опыте капля имела объем V = 0,0009 см3, а площадь образовавшейся из нее пленки была равна S = 5500 см2. Подставив эти значения в формулу, получим h = 0,00000016 см. Этим числом и выражается примерный размер молекулы масла. На рисунке 5 представлен примерный размер молекулы.
Рис. 5. Примерный размер молекулы.
Молекулы одного и того же вещества одинаковы во всех агрегатных состояниях (рисунок 6).
Рис. 6. Молекула воды в различных агрегатных состояниях вещества.
Исследовательская задача «Диффузия»
- Информация по теме (прочитайте внимательно данную информацию, обратите внимание на важные мысли в тексте, дополнительно выделите важную информацию)
Для того чтобы понять, что такое диффузия, достаточно представить, как к столу подается какое-нибудь вкусно пахнущее блюдо, например, горячая курочка гриль, источающая чудный аромат ужина. Представили? Ну что, слюнки потекли? Так вот этот чудесный манящий запах курочки распространяется от тарелки по воздуху к нам именно благодаря явлению диффузии. Оторвемся на минуточку от вкусного образа и вернемся к физике и диффузии, чтобы понять как же все это, собственно, происходит.
Как происходит диффузия? Как мы знаем, молекулы любого вещества находятся на некотором расстоянии друг от друга и беспрерывно хаотично движутся. Именно поэтому отдельные молекулы курочки (как ни странно это звучит) хаотично перемещаясь, проникают в промежутки между молекулами воздуха, сталкиваются с ними и, таким образом, перемещаются все дальше и дальше от источника, т.е. от блюда с вкуснятиной. Это и есть явление диффузии.
Диффузия в газах и жидкостях происходит легче и быстрее, чем диффузия в твердых телах, так как молекулы в газах и жидкостях, соответственно, движутся свободнее, и расстояние между ними больше, чем в твердом теле. Экспериментальным путем были измерены скорости молекул газов- при комнатной температуре она составляет 400-500 м/с.
Где диффузия происходит быстрее? На уроках физики в седьмом классе вы наверняка проделаете несколько интересных и красивых опытов, наглядно показывающих явление диффузии в жидкостях и газах. Но можно проделать элементарные опыты и самостоятельно дома. Для этого берем стакан с водой и несколько крупинок обыкновенной марганцовки, йода или зеленки. Опускаем крупинки в воду и наблюдаем, как марганцовка, растворяясь в воде, постепенно занимает все больший объем стакана, до тех пор, пока не окрасит всю воду в равномерно розовый цвет. Это пример диффузии в жидкостях, который демонстрирует диффузию наглядно и показывает, что в жидкостях диффузия происходит медленнее, чем в газах.
Вспомните пример с курочкой, в котором запах достигает вас буквально через несколько секунд, и сравните с растворением марганцовки в воде, которой требуется несколько минут, чтобы окрасить всю воду. Таким образом , в газах скорость распространения диффузии достигает несколько метров в секунду, а в жидкостях- всего несколько сантиметров. Ну а в твердых телах диффузия происходит еще медленнее. Простой и доступный каждому пример – это взять два куска разноцветного пластилина и разминая их в руках, наблюдать, как смешиваются цвета. А, соответственно, без внешнего воздействия, если просто прижать два куска друг к другу, потребуются месяцы или даже годы, чтобы два цвета хоть немного перемешались, так сказать, проникли один в одного.
Примеры диффузии в природе. Примером диффузии в природе может служить принципиально важный для жизни процесс – дыхание. Именно благодаря диффузии кислород из легких попадает в кровь, а из крови – в органы и ткани организма. Благодаря диффузии выдыхаемый нами углекислый газ не скапливается вокруг нас, а рассеивается в пространстве и смешивается с кислородом, поэтому мы можем длительное время спокойно дышать в закрытой комнате без ветра. Однако, время от времени все равно необходимо проветривать комнату и впускать свежий воздух, насыщенный кислородом, который опять же благодаря диффузии, быстро распространяется по всему объему комнаты.
- Анализ информации, выделение противоречий, формулировка проблемного вопроса и гипотезы исследования.
- Какие противоречия вы обнаружили в тексте? Запишите
- Какие факты сравниваются в данном тексте? Запишите
- Какую проблему вы можете сформулировать ? Запишите
- Какие особенности явления диффузии можно было бы проверить на практике?
- Какую гипотезу можно сформулировать для исследования? Запишите
- Какие принадлежности будут необходимы для экспериментальной проверки гипотезы? Сделайте схематический рисунок для проведения эксперимента.
- Помощь для формулировки гипотезы и планирования эксперимента
Медленно быстро жидкости газы температура
400 м/с 3 м/с 2 см/с
- Экспериментальная проверка гипотезы
- Запишите последовательность действий при проведении эксперимента
- Запишите значения измеряемых величин в ходе эксперимента и условия их получения
- Придумайте таблицу для записи данных. Таблица должна дать возможность сравнения величин при разных условиях.
№ опыта | Условие | Величина (измеряемая непосредственно, либо необходимая для расчета) | Величина | Величина |
1 | ||||
2 | ||||
3 |
- Сформулируйте вывод о подтверждении или опровержении гипотезы.
Исследование выполнил____________________________
Дата проведения исследования _________________________
»
Доклад по теме «Исследование скорости диффузии в разных агрегатных состояниях вещества»
- Теоретический обзор (общие сведения о строении вещества и движении молекул)
- Сущность явления диффузии, ее особенности
- Цели и задачи исследования
- Гипотеза исследования
- Описание эксперимента по проверке гипотезы
- Результаты эксперимента (данные, таблицы и расчеты), и выводы о подтверждении или опровержении гипотезы
- Использование результатов исследования на практике
На будущее.
Допустим, вы только что приготовили кофе, но до начала урок осталось 5 минут. Если вы хотите принести кофе в класс как можно более горячим, то когда наливать сливки- сейчас или уже в классе? Когда класть сахар? Когда и как долго его размешивать? Стоит ли класть в чашку ложку или нет? Имеет ли значение какая это ложка- пластмассовая или металлическая? Изменился ли ваш ответ , если сливки были ьы не белыми , а черными? Зависит ли ответ от цвета чашки?
*Для исследования предложенной задачи необходимо ознакомиться с информацией по теме «Теплопроводность, испарение
По теме: методические разработки, презентации и конспекты
Научно-методическая статья
Активизация познавательной деятельности учащихся на уроках химии ...
![](/sites/default/files/pictures/2018/06/25/picture-30502-1529957738.jpg)
методическая статья о духовно - нравственном воспитании учащихся
Роль кружковой работы в воспитании духовно – нравственной личности....
![](/sites/default/files/pictures/2012/01/15/picture-48399.jpg)
методическая статя" Контроль. учет и оценка знаний учащихся по математике
Контроль знаний учащихся является составной частью процесса обучения. По определению контроль это соотношение достигнутых результатов с запланированными целями обучения. Некоторые учителя трад...
Методическая статья. Опыт работы одного инновационного учреждения.
ОПЫТ РАБОТЫ РУССКОЙ КЛАССИЧЕСКОЙ ГИМНАЗИИ ГОРОДА САРАТОВА ПО ТЕМЕ: "ФОРМИРОВАНИЕ АДАПТИВНОЙ ВОСПИТАТЕЛЬНО-ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ СРЕДЫ, СПОСОБСТВУЮЩЕЙ ДУХОВНО-НРАВСТВЕННОМУ РАЗВИТИЮ И СОЦИАЛИЗАЦИ...
Методическая статья. Опыт работы учителя.
Научно-методическая статья "Формирование духовно-нравственной, творческой личности на уроках литературы. Из оыта работы."...
![](/sites/default/files/pictures/2020/11/30/picture-1294387-1606749909.jpg)
Методическая статья по теме: "Методические рекомендации по развитию Soft Skills у учащихся"
Данная статья обобщает существующий опыт по развитию Soft Skill...