Интегрированный урок "Роль топлива в различных аспектах человеческой деятельности"
методическая разработка (география, 9 класс) по теме

(Методическая  разработка интегрированного урока по курсу физики

 и экономической  географии России)

 9 класс

Авторы: Усик Инна Владимировна /учитель географии МОУ СОШ № 6/

Коннова Ольга Васильевна  /учитель физики  МОУ СОШ № 6./

Тема урока: «Роль топлива в различных аспектах человеческой деятельности»

Урок-семинар

Продолжительность: 2 часа

Цель урока: Оценка роли топлива в различных аспектах человеческой деятельности  (на основе систематизации знаний по курсу физики и экономической  географии)

Образовательные задачи: способствовать формированию у учащихся целостного представления о роли топлива  как основы  материального производства, организовать деятельность учащихся по восприятию и осмыслению понятий «топливо», системы фактов, отображающих развитие топливной промышленности России.

Развивающие задачи: содействовать формированию общеучебных умений и навыков: работе с учебником, работе с картой, классификации и систематизации информации; обеспечить развитие коммуникативной и информационной культуры учащихся, помочь учащимся осознать социальную, практическую и личностную значимость нового материала.

Воспитательные задачи: формирование сплоченности при коллективной работе и культуры общения при работе в интерактивных группах;  развитие экологического мышления; создание условий для социального самоопределения уч-ся.

Планируемые результаты.

1.Усвоение материала учебного материала по физике: энергия топлива, удельная теплота сгорания топлива, расчет количества теплоты при сгорании различных видов топлива.

по географии: топливные ресурсы, топливная промышленность, топливно-энергетический баланс.

2. Осознание учащимися  социальной значимости изучаемого материала.

3. Развитие способности учеников работать самостоятельно, в интерактивных группах, с использованием компьютерных технологий.

 4. Использование приобретенных знаний для решения практических задач. 

Опорные знания:

виды топлива, энергия  топлива (физика 8 класс);

тепловые двигатели (физика 8 класс);

топливные ресурсы, топливно-энергетический баланс (география 9 класс);

определение удельной теплоты сгорания топлива, перевод в единицы условного топлива (физика 8 класс);

закон сохранения механической энергии (физика 8 класс).

Примерная программа основного общего образования примерная программа основного (общего) образования по географии. География Земли (6-7 классы), авторская программа по географии под редакцией Домогацких Е. М. ( Программа курсов «География» для 6-9 классов, М.: Русское слово, 2008)

Примерная программа основного общего образования по физике 8 класс под ред. А.В. Перышкина, Е.М. Гутника (М., Дрофа, 2007).

Учебник по географии: Домогацкий Е. М., Алексеевский Н. И.«География России» 9 кл.- М. «Русское слово» 2012 Географический атлас -9 кл.- М. Дрофа, 2012.

Учебник по физике: А.В. Перышкин «Физика» 8 кл., М., Дрофа, 2007.

Методическая литература:

Антушева О.В.  Поурочные планы. 9 класс, Волгоград, 2007.

Баринова И. И. Современный урок географии. М.: Школьная пресса, 2004.

Гутник Е.М., Рыбакова Е.В. «Тематическое и поурочное планирование к учебнику А.В. Перышкина. М., Дрофа, 2005.

Грозный В.Н. «Физика в опорных конспектах». Волжский, 2006.

Оборудование:      1. Компьютер, интерактивная доска, мультимедийный проектор.

                              2. Файлы с информационным материалом.

                        3. Карточки - задания.

                        4. Учебники физики и географии 8 класс, атласы  8 класса.

                        5. Коллекции горных пород и минералов.

                        6.  Макет двигателя внутреннего сгорания.

                              7.  Мультимедийная лекция.

                               8. Презентации учащихся: «Альтернативные виды топлива».

Тип урока: обобщение учебного материала с использованием дифференцированных заданий.

Форма учебной деятельности: интерактивное обучение.

Интерактивные методы обучения.

 Логика урока: мотивация – актуализация полученных ранее знаний и умений учащихся – организация восприятия – организация осмысления – проверка понимания вопроса ––заполнение обобщающей таблицы - анализ  обобщения – рефлексия.

ПЛАН УРОКА

1.Организация позитивной мотивации деятельности учащихся на уроке.

2.Актуализация полученных ранее знаний для обеспечения продуктивной деятельности учащихся при изучении нового материала.

        3.Изучение нового материала. Организация восприятия и усвоения учащимися материала мультимедийной лекции «Топливо» ( с применением приема «своя опора»- опорный конспект)

4.Организация осмысления учащимися нового материала. Самостоятельная работа в группах (кейс-метод).

       5. Заполнение таблиц в группах для анализа учебного материала (Организация деятельности учащихся с использованием частично-поискового метода, «Мозговой штурм»).

      6. Заполнение учащимися обобщающей таблицы (работа в интерактивных группах)

      7. Организация деятельности учащихся по  закреплению темы. ( Анализ обобщения).

      8. Итог урока (диагностичность цели урока,  оценивание  работы групп и отдельных  учащихся).

      9.Домашнее задание (дифференцированная творческая работа учащихся)

      10. Рефлексия  (использование техники «Светофор»).

ХОД УРОКА

Организационный момент. Создание позитивной мотивации.

Учащиеся при входе в класс, распределяются в 4 группы. Каждая группа занимает место за своим компьютером. На столе лежат комплекты заданий: шаблоны  таблиц, символы групп: указатели с надписями эксперты-физики, географы, экологи, социологи. (элементы ролевой игры)

 Учитель физики:  Добрый день, мы  рады вас видеть. Волею жребия вы оказались собраны в группы. Надеюсь, все необходимое для урока у вас есть: атласы, учебники. Девиз урока: «Один за всех и все за одного».

2.    Актуализация полученных ранее знаний и умений.

- Какие виды топлива вам известны?

- Какие науки могут дать более полную информацию о топливе?

(Физика - о свойствах,  виды топлива, удельная теплота сгорания, география - топливные ресурсы, топливная промышленность, экология и др.)

 - Итак, Сегодня мы проводим не совсем обычный урок: «Роль топлива в различных аспектах человеческой деятельности».

Цель урока: Оценка роли топлива в различных аспектах человеческой деятельности  (на основе систематизации знаний по курсу физики и физической географии.

3.Изучение нового материала. Организация восприятия и усвоения учащимися материала мультимедийной лекции «Топливо» ( с применением приема «своя опора»- опорный конспект)

 На доске записан план лекции:

Значение топлива в хозяйственной деятельности человека.

Физические характеристики топлива.

Условное топливо. Удельная теплота сгорания топлива. Теплотворная способность  топлива.

Решение расчетных задач.

Топливно – энергетический баланс.

Топливно-энергетический комплекс России.

Топливные ресурсы.

                МУЛЬТИМЕДИЙНАЯ ЛЕКЦИЯ

1. Презентация «Роль топлива в различных аспектах человеческой деятельности».

2. Известно, что источником энергии, которая используется в промышленности, в сельском хозяйстве, в быту является топливо. Это уголь, нефть, торф, дрова, природный газ и др. При сгорании топлива выделяется энергия. Вспомним, за счет чего при этом энергия выделяется. Из курса химии вы знаете, что атомы углерода, которые содержатся в любом топливе, при сгорании соединяются с двумя атомами кислорода, образуя при этом молекулу оксида углерода- углекислого газа- и выделяется энергия, т.к. при соединении атомов в молекулу химическая реакция всегда сопровождается выделением энергии. Т.к. сгорание большого количества топлива сопровождается большим количеством выделяемой энергии, то это выгодно применять в различных областях промышленности и сельском хозяйстве.

3. При расчете энергии, с использованием различных видов топлива необходимо знать, какое количество теплоты может выделить то или иное сжигаемое топливо. Для этого опытным путем надо определить, какое количество теплоты выделяется при полном сгорании одной и той же массы топлива разных видов. Вспомним, физическая величина, показывающая какое количество теплоты выделяется при полном сгорании топлива массой 1 кг- удельная теплота сгорания топлива.

[q]= 1Дж/кг

Удельную теплоту сгорания определяют на опыте с помощью довольно сложных приборов. Некоторые результаты опытных данных показаны в таблице № 1  «Удельная теплота сгорания некоторых видов топлива».

Общее количество теплоты Q, выделяемое при сгорании m кг топлива, вычисляется по формуле:

Q = q m         [Q] = 1 Дж

Проводя анализ таблицы № 1, можно сделать вывод о том, какое топливо наиболее экономично при его использовании. Самым дешевым, экономичным, а также экологически чистым являются газ и водород.

Для того чтобы рассчитать топливно – энергетический баланс, необходимо апеллировать огромными числами, ведь речь идет не о кг, не о сотнях кг и даже не об одной – двух тоннах топлива. Поэтому вводится  так называемое условное топливо, теплота сгорания 1 кг которого равна 7000 ккал или 29 МДж/кг.

Таблица № 2 «Переводные ( тепловые) коэффициенты некоторых видов топлива»

Ценность топлива определяется стоимостью производимой из него энергии, а это зависит от теплотворной способности, условий добычи и дальности перевозок топлива.

Q =  Т m          [Т]= 1 кал/кг

Таблица № 3 «Теплотворная способность различных видов топлива»

При сгорании топлива внутренняя энергия топлива превращается в другой вид энергии. Например, в двигателе машины внутренняя энергия топлива превращается в механическую энергию движения (демонстрация макета двигателя внутреннего сгорания).

При переходе энергии от одного тела к другому или при превращении одного вида энергии в другой – энергия сохраняется. Закон сохранения и превращения энергии – один из основных законов природы.

Закон сохранения энергии представляет научную основу для разнообразных расчетов во всех областях науки и техники, которые успешно используются в промышленности и сельском хозяйстве нашего государства.

4.Решение расчетных задач:

А) Определить удельную теплоту сгорания нефти, если при полном сгорании 4 т этого топлива выделилось 17,6 х 1010 Дж. Сравнить найденное значение с табличным.

Дано:

qнефти = ?                                                         Ответ: q нефти = 4,4 х 107 Дж/кг

Б) Что выгоднее закупить для сети электростанций и заводов по калорийности (цена равна):

- 540 т каменного угля;

- 853,5 т бурого угля;

- 100, 8 т нефти.

В) Перевести в условное топлива 15 т торфа.

 m торфа  в т у. т. = ?                Ответ: 15 т торфа в пересчете в у. т. составляет 6 т у. т.

5. Различные виды топлива переводят в условное топливо для составления топливно-энергетического баланса – соотношения добычи разных видов топлива и выработанной энергии и их использования в хозяйстве.

Топливно-энергетический баланс

Топливный баланс составляется для учета общего количества добытого топлива и произведенной энергии, пропорций между их различными видами, а также распределения энергии между потребителями.

6. Топливно-энергетический комплекс – совокупность отраслей, связанных с производством и распределением энергии в ее различных видах и формах. В состав комплекса входят три крупных взаимосвязанных звена:

Ни один вид человеческой деятельности невозможен без затрат энергии и топлива, поэтому от развития топливно-энергетического комплекса зависит всё хозяйство страны. Однако его роль в экономике России определяется не только этим. Россия – самая холодная страна мира. На большей части ее территории зима продолжительная и холодная. В связи с этим затраты энергии в России выше, чем в большинстве других стран. Кроме того ТЭК – основной поставщик валюты. Доля топлива и энергии в экспорте России составляет чуть менее  40%.  ТЭК развивается, целиком опираясь на собственные ресурсы.

7.Ресурсная база (анализ карты).  На территории Российской Федерации находятся три крупные нефтяные базы: Западно-Сибирская, Волго-Уральская и Тимано-Печорская. Основная из них Западно-Сибирская. Это крупнейший нефтегазоносный бассейн мира, расположенный в пределах Западно-Сибирской равнины на территории Тюменской, Омской, Курганской, Томской и частично Свердловской, Челябинской, Новосибирской областей, Красноярского и Алтайского краев, площадью около 3,5 млн. кв. км. Сейчас на территории Западной Сибири находится несколько десятков крупных месторождений и добывается 70 % российской нефти.
Вторая по значению нефтяная база Волго-Уральская. Она расположена в восточной части Европейской территории Российской Федерации, в пределах республик Татарстан, Башкортостан, Удмуртяя, а также Пермской, Оренбургской, Самарской, Саратовской, Волгоградской, Кировской и Ульяновской областей. Третья нефтяная база — Тимано-Печорская. Она расположена в пределах Коми, Ненецкого автономного округа Архангельской области и частично на прилегающих территориях.

Основные районы залегания природного газа по России: Западно-Сибирская, Волго-Уральская, Тимано-Печорская нефтегазоносные провинции, Северный Кавказ.

В России известно более 200 угольных бассейнов и месторождений. Основная добыча угля в России сосредоточена в Сибири (75%). На европейскую часть приходится всего лишь 14 %. Важнейшие угольные бассейны России – Кузнецкий, Канско-Ачинский и Печорский.

4. Организация осмысления учащимися нового материала. Самостоятельная работа в группах (кейс-метод).

- Ребята, у вас есть 10 мин для обсуждения полученной информации, поиска информации в компьютере и заполнения блок-схемы «Виды топлива».

 Задачи каждой группы: собрать необходимую информацию, затем обсудить, заполнить таблицу, которую надо защитить перед всем классом. 3. Организация работы в интерактивных группах.

Инструктаж.

На персональном компьютере открыть папку «Роль топлива в различных аспектах человеческой деятельности».

Ознакомиться с предложенной информацией.

Провести анализ учебного материала.

Создать файл (Выбрать информацию в соответствии с  заданием группы; формат файла – 1страница документа  в w),  выполнить задания.

Карточки-задания группам

Задания группам

№ 1 Задания экспертам- физикам:

Изучить  свойства (рассмотреть экспонаты коллекции горных пород), практическое использование нефти, природного газа, угля.

Решение расчетных задач:

1.Определить удельную теплоту сгорания природного газа, если при полном сгорании топлива массой  тонны выделилось 8,8 х 1010 Дж. Сравнить найденное значение с табличным.

2. Что выгоднее закупить компании ЗАО « Лукойл»: 200 т нефти по цене 145,7 $ или 253 природного газа по цене 100 $ за 1 м3?

3. Определить удельную теплоту сгорания каменного угля, если 8,1 х 1010 Дж выделилось при сгорании З тонн этого топлива. Сравнить найденное значение с табличным.

4. Перевести в условное топливо количество добываемого природного газа, если добыча составляет 98 млн. тонн, а переводной коэффициент его 1,2 т у.т.

5.Какое топливо при полном сгорании выделяет большее количество теплоты при одинаковой массе: каменный уголь, природный газ или нефть?

№ 2 Задания экспертам – географам.

Географический прогноз — это разработка научно обоснованных суждений о состоянии и тенденциях развития топливной промышленности.

-.общая оценка развития топливной промышленности в России, перспективы развития;
- хозяйственная оценка запасов;

-основные районы добычи топливных ресурсов по России;

- сделать вывод об экономичности и целесообразности  развития топливной  промышленности в России;

- Построить диаграмму «Соотношение запасов топливных ресурсов».

 № 3 Задания экспертам - экологам: Мониторинг — система наблюдений, оценки прогноза состояния окружающей среды под влиянием антропогенного воздействия.

1. Одним из основных источников загрязнения атмосферного воздуха в Волгоградской области является РАО «Газпром». Каковы на ваш взгляд последствия загрязнения окружающей среды газовой промышленностью? Представьте, что вы становитесь во главе РАО «Газпром». Какие экологические цели вы поставите для развития предприятия? Каким образом вы будете этого добиваться?

2.  ООО СП «Волгодеминойл — одно из крупнейших предприятий г. Волгограда. Совместное российско-германское предприятие. Виды деятельности предприятия: разведка месторождений нефти и газа, добыча и реализация нефти. Каковы на ваш взгляд последствия загрязнения окружающей среды этим предприятием.

3. Представьте, что вы становитесь во главе крупнейшей нефтяной компании «Лукойл». Какие экологические цели вы поставите для развития компании? Каким образом вы будете этого добиваться?

4. Назовите виды загрязнения окружающей среды при использовании и добыче угля. Предложите пути решения данных экологических проблем.

№ 3 Задания экспертам – социологам:

1.Назовите существующие в Волгоградской области предприятия компаний газовой и нефтяной  промышленности.

2. В каких учебных заведениях г. Волгограда можно получить профессиональную подготовку, необходимую для работы в этой сфере.

3. Социальные проблемы топливной промышленности.

4Оцените влияние на здоровье люде продуктов переработки топлива (профессиональные заболевания шахтеров, нефтяников, газовиков).

5. Заполнение таблиц в группах для анализа учебного материала (Организация деятельности учащихся с использованием частично-поискового метода, «Мозговой штурм»).

Учащиеся в группах заполняют таблицы, обсуждают учебный материал. Доказывают преимущества  использования данного вида топлива с точки зрения «своей специализации».

Учитель: - Что же мы имеем? Мы рассмотрели  разные виды топлива с точки зрения физики, географии, экологии…  

Ваша задача, установить, какие преимущества имеет каждый вид топлива, а какие недостатки.

- Как можно увеличить эффективность использования топлива? Предложите свой вариант. Время для обсуждения в группе - 5 мин.

Учащиеся заполняют таблицу (одну на каждую группу) для анализа учебного материала. Учитель корректирует ход работы в группах.

После окончания обсуждения рассмотренных вопросов учитель вносит  коррекцию в выводы учащихся и  обобщение изученного.

6. Заполнение учащимися обобщающей таблицы (работа в интерактивных группах)

Формируются интерактивные группы,  в  группе эксперты – физики, географы, экологи, социологи. Каждая группа рассматривает один вид топлива нефть, газ, уголь. Время работы в группах 5 мин. Каждый участник группы презентует материал своего профиля.

Какой вид топлива имеет неоспоримые преимущества в использовании, в чем они проявляются?

После обсуждения лидеры групп выступают с коллективным решением поставленной перед ними задачи.

 В итоге работы на доске представлена коллективная работа групп в виде обобщающей таблицы.

- Мы убедились, что у каждого вида топлива есть свои преимущества. Но есть и недостатки, среди которых невысокая теплотворная способность, ограниченность ресурсной базы, сильное негативное влияние на окружающую среду и др.

7.Организация деятельности учащихся по  закреплению темы. ( Анализ обобщения).

Учащиеся совместно с учителем формулируют вывод урока.

Вывод: Наиболее перспективный вид топлива – природный газ:

обладает достаточно высокой теплотворной способностью;

имеет широкое применение в различных аспектах человеческой деятельности;

в России имеются достаточно большие запасы данного вида природного газа;

наиболее безопасен с точки зрения экологии.

Учитель физики: В наше время наиболее острыми являются проблемы исчерпаемости природных ресурсов и чистоты окружающей среды. Они затрагивают интересы каждого человека. В качестве их решения можно назвать создание источников энергии, которые не были бы связаны с загрязнением биосферы опасными и разлагающими веществами, а также негативно влияющими на здоровье людей, в первую очередь тех, кто работает на предприятиях топливной промышленности. Для примера рассмотрим некоторые виды альтернативного топлива 21 века. Эти виды топлива экологически чистые и экономически выгодные.

Выступления учащихся с опережающим заданием: «Альтернативные виды топлива» 5 мин.

8. Итог  урока.

Учитель подводит итоги урока, проверяет диагностичность цели урока,  оценивает работу групп и отдельных  учащихся.

9. Домашнее задание.

Творческая работа учащихся: «Создание проектов по переработке отходов топлива».

Сообщение «Альтервнативные виды топлива».

10. Рефлексия.

 Использование техники «Светофор».

-Зажгите на светофоре нужный свет. На экране светофор. Выберите тот цвет, который соответствует вашим ощущениям, и постарайтесь объяснить, как вам работалось в группе, и как вы усвоили новый материал.

- Урок окончен

Подробный сценарий наглядного представления материала урока

«Роль топлива в различных аспектах человеческой деятельности»