Министерство образования Тверской области

государственное бюджетное профессиональное

образовательное учреждение

«Вышневолоцкий колледж»

Методическая разработка занятия

по дисциплине «Физика»

для студентов 1 курса очной формы обучения специальности 23.02.01 «Организация перевозок и управление на транспорте»

Тема занятия «Основные положения молекулярно-кинетической теории»

г. Вышний Волочек

2016

Содержание

Пояснительная записка 3

Структура занятия 6

Конспект занятия 8

Пояснительная записка

Одной из основных задач изучения дисциплины «Физика» является освоение знаний о фундаментальных физических законах и принципах, лежащих в основе современной физической картины мира; одной из основных тем в разделе «Молекулярная физика» является тема «Основные положения молекулярно-кинетической теории, в рамках которой изучаются основы строения вещества, которые служат стержнем для изучения тепловых явлений, агрегатных состояний вещества.

Занятие по теме: «Основные положения молекулярно-кинетической теории» является первым занятием по данному разделу, цель данного занятия изучить основные положения МКТ и аргументировать их истинность примерами. Занятие проходит в форме эвристической беседы.

Для успешного обучения огромное значение имеют умения самостоятельно приобретать знания, поэтому в рамках урока студентам предлагается систематизировать знания, сделать выводы на основании демонстрационного эксперимента.

На подготовительном этапе занятия группа разбивается на четыре подгруппы, каждая подгруппа участвует в обсуждении проблемы, оценивается работа группы в целом. Данный подход позволяет освоить умение работать в команде.

В рамках занятия происходит формирование общих компетенций:

ОК 2. Организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество.

ОК 4. Осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития.

ОК 5. Использовать информационно-коммуникационные технологии в профессиональной деятельности.

ОК 6. Работать в коллективе и команде, эффективно общаться с коллегами, руководством, потребителями.

ОК 7. Брать на себя ответственность за работу членов команды результат выполнения заданий,

предусмотренных ФГОС для специальности 23.02.01 «Организация перевозок и управление на транспорте».

Дисциплина: «Физика»

Тема занятия: «Основные положения молекулярно-кинетической теории»

Тип занятия: изучение нового материала

Форма проведения занятия: эвристическая беседа

Продолжительность занятия: 45 мин.

Цели занятия:

Дидактические цели:

1. Показать структуру и содержание новой физической теории.

2. Изучить основные положения МКТ и аргументировать их истинность примерами.

3. Ввести понятие микроскопических характеристик.

Развивающие цели:

1. Формировать мотивацию постановкой познавательных задач, раскрытием связи опыта и теории;

2.Учить анализировать факты при наблюдении явлений, выделять главное при работе с научно-популярной литературой; умению обобщать и структурировать материал;

3. Развивать умение публичного выступления.

Воспитательные цели:

1. Продолжить формирование основ научного мировоззрения учащихся; продолжить формирование представлений о единстве и взаимосвязи явлений природы.

2. Развивать умение работать в команде

Методы обучения: словесные, наглядные, частично-поисковые.

Форма обучения: фронтальная, групповая

Средства обучения:

- компьютерная презентация;

- фрагмент видеофильма

- демонстрационный эксперимент

Технические средства обучения:

-компьютер;

-проектор;

-экран.
Междисциплинарные связи:

Обеспечивающие: история, математика

Обеспечиваемые: химия, автомобильные эксплуатационные материалы, материаловедение

Критерии и методы диагностики эффективности занятия: метод устного опроса, коммуникативный метод, тестирование

Используемая литература:

1. Громов С.В., Шаронова Н.В. Физика 10-11 кл.: книга для учителя. - М., 2004.

2. Самойленко И. П. «Методические рекомендации по физике» М: Высшая школа 1996

3. Гальперин П. Я. «Формирование умственных действий и понятий» М: Педагогика. 2001

4. Голин Г.М. «Использование элементов научной биографии при изучении физики» М: Просвещение 1999

5. Мощацкий В. Н. Савелова Е.В. «История физики в средней школе» М: Просвещение 2000

6. Физика, приложение к газете «Первое сентября» №8, 2005г, №3, 2004г.

7. Ехнович А. С., Кабардин П.А. «Хрестоматия по физике» М: Просвещение 2005г.

Структура занятия

1. Организационная часть - 1 мин

2. Актуализация и мотивация - 1 мин

3. Постановка целей занятия - 2 мин.

4. Объяснение нового материала -20 мин

5. Закрепление материала работа в группах - 10 мин.

7. Повторение - 6 мин.

6 . Оценка результатов занятия и работы групп - 3 мин.

7 . Подведение итогов занятия - 2 мин.

Ход занятия

Действия преподавателя

Действия студента

Слайды презентации

1. Организационная часть

Приветствует студентов. Предлагает приготовиться к занятию, заняв свои рабочие места. Проверяет явку группы. Эмоционально настраивает на работу на занятии.

Разбиваются на группы Приветствуют преподавателя. Готовятся к занятию, заняв рабочие места.

2. Актуализация и мотивация

Преподаватель акцентирует внимание на актуальности темы, формулирует тему занятия.

Записывают тему занятия

№1

3. Постановка целей занятия

Определяет цель урока и указывает задачи, которые необходимо решить для достижения цели урока.

Знакомятся с целями занятия

№2,

4. Объяснение нового материала

Преподаватель, используя метод эвристической беседы, исторический материал, демонстрационный эксперимент вместе со студентами формулирует основные положения МКТ и их доказательства, лекционно дает микроскопические характеристики тел

Студенты заслушивают исторический материал, делают выводы по результатам эксперимента, систематизируют знания, заполняя таблицу, записывают основные формулы

№3-№19

5. Закрепление материала работа в группах

Заслушивает ответы групп, при необходимости корректирует ответы

Студенты в группах решают качественные задачи, повторяют микроскопические характеристики, озвучивают результаты

5. Повторение

Преподаватель задает вопросы по пройденному материалу

Отвечают, заслушивают ответы товарищей, при необходимости корректируют ответы

№20

6 . Оценка результатов занятия и работы групп

Предлагает оценить работу каждой группы, высказаться что понравилось в докладах, над чем необходимо работать, оценить проведение занятия

Выслушивает мнение студентов, высказывает свою точку зрения, выставляет оценки в группах

-

9. Итог урока

Подводит итоги проведенного урока.

.

Подводят итог своей работы.

№21

Конспект занятия

1. Организационная часть

Здравствуйте. Проверьте готовность к занятию. Дежурный называет отсутствующих. Сегодня - удивительный урок!

Нам предстоит сделать огромный шаг из макромира, в котором мы изучали движение физических тел, в микромир, где постараемся понять почему вообще существуют эти тела. На уроках физики в 7,8 и 9 классах, уроках химии вы уже начали познавать необычный внутренний мир тел, но мне хотелось бы, чтобы сегодня, став более взрослыми, вы действительно осознали значимость этой темы. Вы разбились на группы, в конце занятия будет оцениваться работа каждой группы, за каждый верный ответ вы получаете жетоны и мы их посчитаем по окончании занятия.

2. Актуализация и мотивация

Тема занятия «Основные положения молекулярно-кинетической теории»(слайд1.)

За 45 минут мы узнаем и постараемся освоить то, что ученые по крупицам накапливали тысячелетия, попробуем собрать доказательства и обоснованно построить первую простейшую картину строения вещества. Известный поэт писал: «О, как мне хочется дойти до самой сути…». А вам в детстве разве не хотелось проникнуть внутрь заводной машинки и узнать почему крутятся эти колёсики или почему у куклы закрываются глаза? Попробуйте вспомнить это состояние и попытайтесь разобраться с внутренним миром физических тел.

3. Постановка целей занятия

Цель занятия :

- познакомиться с основными положениями МКТ

- рассмотреть доказательства этих положений

- рассмотреть микроскопические характеристики вещества

4. Объяснение нового материала

Встречали ли вы в своей жизни тела, которые нельзя разделить на части?

Может быть такой же вопрос задавал себе др. греч. ученый Демокрит (VI в до н.э.).(сайд 3)

Он первый высказал гениальную гипотезу о том, что тела состоят из мельчайших, далее неделимых частиц - атомов («атом» в пер. с др. греч. «неделимый»): «Всё состоит из атомов… вещи отличаются друг от друга атомами, из которых состоят, их порядком и положением…»

Что такое молекулярно-кинетичексая теория?

Теория о строении вещества и свойствах частиц из которых состоит тело.(слайд 4)

Самое интересное, что формулировка этой теории была представлена еще в древнем Риме и смысл ее сохранился до наших дней. Откроем сочинение Римского ученого Лукреция Кара «О природе вещей» и познакомимся с его теорией о строении вещества (слайд 5)

«Ибо о сущности высшей небес и богов собираюсь

Я рассуждать для тебя и вещей объясняю начала»

Попытаемся понять то, что хотел донести до нас философ. Мы будем формулировать положения, приводить доказательства, и параллельно вы заполните схему (пустая таблица на доске):(слайд 6)

Основные положения МКТ

Все тела состоят из частиц , между которыми есть промежутки

Все частицы беспорядочно движутся

Все частицы взаимодействуют друг с другом

дробление веществ

туннельный микроскоп растворение веществ в воде.

Диффузия

Броуновское движение

Прочность тел,

Жидкости и газы трудно сжимаются, спаивание тел

Читаем первый абзац:(слайд 7)

Выслушай то, что скажу, и ты сам, несомненно, признаешь,
Что существуют тела, которых мы видеть не можем.
Но не заполнено все веществом и не держится тесно
В веществах пустота существует.

Делаем вывод: все вещества состоят из молекул, между которыми есть промежутки

Какие же опытные факты говорят о том, что тела состоят из отдельных частиц?

(Выслушивает ответы учащихся и обобщает их):

Во-первых - деление, дробление веществ (мельчайшие частица вещества несет полную информацию о свойствах данного вещества, например: частичка камня, частица воды).

Во-вторых - «Окрашивание жидкости»: добавьте в стаканчики с водой крупинки перманганата калия (фронтальный эксперимент).

Почему небольшие по объему кристаллики могут окрасить большой объём воды?

- крупинки проникают между молекулами воды.

О чём говорит проникновение одного вещества в другое?

О том, что между молекулами есть промежутки, что вещества состоят из отдельных частиц.

О дискретном, прерывистом состоянии вещества.

Однако, бесспорные доказательства существования молекул и атомов удалось получить только в начале XX века с помощью ионного микроскопа (слайд8 ). Современные приборы позволяют рассматривать отдельные атомы на поверхности тел и измерять их размеры. Самый совершенный из них, называемый туннельным микроскопом, был создан в середине 80-х годов сотрудниками знаменитой компьютерной фирмы IBM (Нобелевскими лауреатами Рорером и Биннингом). (слайд 9-10) Этот микроскоп даёт увеличение в 100 млн раз, что позволяет измерять размеры атомов с большой точностью d~ 10^-10 м. Посмотрите на фотографию атомов олова (слайд)

Читаем второй абзац поэмы: (слайд 11)

Множество маленьких тел в пустоте, ты увидишь, мелькая,

Мечутся взад и вперед в лучистом сиянии света

Будто бы в вечной борьбе они бьются в сраженьях и битвах

Можешь из этого ты уяснить себе неустанно

Первоначала вещей в пустоте необъятной мятуться

Кроме того, потому обратить тебе надо вниманье

На суматоху в телах, мелькающих в солнечном свете

Что из нее познаешь ты материи так же движенье

Происходящее в ней потаенно и скрыто от взора

(Делаем вывод: молекулы находятся в непрерывном тепловом хаотическом движении)

На столе у вас находится тёмный пузырёк с неизвестной жидкостью. Откроем пузырек, что вы почувствовали?

- распространяется запах, диффузия

Что происходит при диффузии? Почему распространение запаха служит аргументом в пользу гипотезы о тепловом движении молекул?

Молекулы духов проникают между молекулами воздуха, а скорость движения молекул зависит от температуры.

Диффузия может происходить и в жидкостях и в твердых телах

Два стаканчика с красителем один в холодной воде, второй в горячей

Пока происходит смешивание - смотрим фрагмент диффузия в твердых телах

Возвращаемся к пробиркам

Ученики сравнивают процессы протекающие в нагреваемой колбе и в колбе, стоящей на столе и делают вывод: скорость движения молекул зависит от температуры.

Второе доказательство - Броуновское движение

Однажды, ботаник Роберт Броун ( слайд 12) изучал в микроскоп споры плауна и заметил, что частички под стеклом микроскопа беспорядочно движутся. Он заметил, что скорость движения растет с увеличением температуры, но объяснить это явление не смог.

Тогда Броун не понял, почему движутся споры или частички краски? А вы поняли?

Объяснение дал французский физик Перрен (слайд 13) попробуем объяснить:

(Учитель демонстрирует модель «Броуновское движение» Какие частицы участвуют в броуновском движении? Почему частица непрерывно движется? Почему не останавливается?(слайд 14)

Читаем третий абзац: (слайд 15)

Увидишь ты там, как много пылинок меняют

Путь свой от скрытых толчков и опять отлетают обратно,
Всюду туда и сюда разбегаясь во всех направленьях.

(Делаем вывод: молекулы взаимодействуют между собой: одновременно действуют силы взаимного притяжения и отталкивания)

У вас на столах лежат нити. Попробуйте разорвать простую белую нить. Почему сложно? А ведь она состоит из молекул, между которыми есть промежутки?

Молекулы стали притягиваться друг к другу.

Возьмем две бумажных листочка и прижмем их друг к другу. Попробую их разделить. Объясните результат. А затем капаю на один листок воду, соединяю их и попытайтесь отделить. С трудом? Почему?

Молекулы воды притягиваются к молекулам стекла.

Сожмите в руках ластик. Почему он легко принимает прежнюю форму?

Между частицами вещества действуют силы отталкивания.

Следовательно, мы можем сделать третий вывод - между частицами действуют силы притяжения и отталкивания. В обычном состоянии эти силы уравновешивают друг друга. Если тело сжать, то силы отталкивания возрастают и становятся больше сил притяжения, а если тело растягивать, то возрастают силы притяжения. (слайд 16)

(заполняем таблицу)

Итак, подведем предварительные итоги: проверяем заполнение таблицы «Положения МКТ, доказательства» (слайд 17)

Физика точная наука, поэтому, когда мы изучаем какой-либо объект мы его описываем математически при помощи формул. Микроскопические характеристики -характеристики, которые описывают частицы из которых состоит вещество (часть их знакома вам из химии)

Оценим размеры молекулы: решаем в группах

В результате проведенных опытов было установлено, что капля нефти, растекаясь по поверхности воды, образует пятно площадью 3 м²;(слайд 18)

- капля оливкового масла объёмом 1 мм² на поверхности воды образует плёнку площадью 3 м² и больше растянуть эти плёнки не получалось.

Как вы думаете, можно ли оценить размеры молекул с помощью этого опыта?

Может быть толщина плёнки стала равной размеру молекулы?

Демонстрируются рисунки этого опыта и предлагает оценить размер молекулы

V=1 мм³=10^-9м³ V=S· d ---- d=V / S

S= 3 м² d=10^-9м³ /3м² =3·10 ^-10м

d= ? d ~ 10^-9 м

т.е. размеры молекул порядка 10^-10 м.

Как представить себе такой размер?

Например: в 1 чайной ложке воды содержится примерно столько же молекул воды, сколько чайных ложек воды в мировом океане. Чтобы пересчитать молекулы воды в чайной ложке, понадобилось бы столько же времени, сколько нужно, чтобы вычерпать этой чайной ложкой океан. (слайд 19)

Какие еще характеристики бывают

1. Относительная атомная масса-отношение массы атома к 1/12 массе атома углерода.

Mr= m₀/(¹/₁₂m_0c) [Mr]=1a.е.м находим по таблице Менделеева

2. Молярная масса-масса вещества, взятого в количестве одного моля М= Mr10^-3кг/моль

Пользуясь таблицей Менделеева найти молекулярные и молярные массы С-углерода, Н₂О,

Н₂ SО₄

3. Количество вещества [۷] = 1 моль, γ= m/M γ= N/Nа

4. Число частиц в 1моль вещества -число Авогадро N_a=6 ^.10²³ кг/моль

5. Число частиц N= γ N_a, N= (m/M) N_a

6. Масса молекулы m₀= M/ N_a

5. Закрепление материала работа в группах

Игра «Ромашка» раздаю модели молекул воды, что за вещество? На каждом атоме располагается вопрос, вы обсуждаете в группах и даете ответ на вопрос, и выбираете к какому положению МКТ относится этот пример:

1 . Группа

-Можно ли сказать, что объем газа равен сумме объемов его молекул?

-Почему огурцы быстрее просаливаются в горячей воде, чем в холодной?

- Почему два кусочка пластилина соединяются если их сжать, а два кусочка сахара нет?

2. Группа

- Под действием груза резиновый шнур растянулся, изменилась ли форма молекул?

- Расположите вещества в порядке возрастания скорости диффузии (жидкие, газообразные, твердые)?

- Почему после дождя пыль на дороге не поднимается?

3 группа.

- Зачем при постройке зданий делают температурно-усадочные швы -вертикальные промежутки в стенах, заполненные пластическим материалом?

- Почему не рекомендуется мокрую ткань, окрашенную в темные цвета оставлять на длительное время со светлой?

- Чтобы разломить кусочек мела необходимо приложить усилие - почему?

На доске записаны обозначения микроскопических величин, что это за величина, как ее найти, в каких единицах измеряется

М, Мr, γ, m₀ , N_{a ,} N, m

Оценка и самооценка ответов

5. Повторение

- С чем мы сегодня знакомились на занятии?

- Что такое МКТ?

- Сформулируйте основные положения МКТ.

- Перечислите микроскопические характеристики

- Какое практическое применение имеют полученные вами знания?

Проверка усвоения: Тестовая работа (если успеваю)

Запись домашнего задания

Домашнее задание: знать основные положения МКТ, доказательства применения положений, основные микроскопические характеристики.

7. Оценка результатов занятия и работы групп

Оценивается работа групп,

Преподаватель предлагает высказаться: высказаться что понравилось на уроке, над чем необходимо работать, оценить проведение занятия.

8 Подведение итогов занятия?

Наше занятие подходит к концу

Каковы были цели нашего занятия?

Выполнили ли мы цели нашего занятия?

Что вам показалось самым интересным?

Что запомнилось больше всего?

Приложение 1.

Качественные задачи:

1 . Группа

-Можно ли сказать, что объем газа равен сумме объемов его молекул?

-Почему огурцы быстрее просаливаются в горячей воде, чем в холодной?

- Почему два кусочка пластилина соединяются если их сжать, а два кусочка сахара нет?

2. Группа

- Под действием груза резиновый шнур растянулся, изменилась ли форма молекул?

- Расположите вещества в порядке возрастания скорости диффузии (жидкие, газообразные, твердые)?

- Почему после дождя пыль на дороге не поднимается?

3 группа.

- Зачем при постройке зданий делают температурно-усадочные швы -вертикальные промежутки в стенах, заполненные пластическим материалом?

- Почему не рекомендуется мокрую ткань, окрашенную в темные цвета оставлять на длительное время со светлой?

- Чтобы разломить кусочек мела необходимо приложить усилие - почему?

Приложение 2.

Тест «Основные положения молекулярно-кинетической теории»

1. Чем обусловлено броуновское движение? А Столкновение частиц, взвешенных в жидкости (или газе) Б Столкновением молекул жидкости (или газа) друг с другом В Столкновением молекул жидкости (или газа) с частицами, взвешенными в ней (нем) Г Столкновением атомов в молекулах

2. В каком агрегатном состоянии скорость диффузии будет максимальной?
А В твердом теле Б В жидкости В В газе Г Скорость везде одинакова

3. Какие силы действуют между нейтральными атомами? Выберите правильное утверждение.

А Только силы притяжения.

В Только силы отталкивания

Г Силы притяжения и отталкивания. Силы отталкивания большие, чем силы притяжения, на малых расстояниях.

Д Нет верного ответа

4. Выберите правильное утверждение: А При нагревании тела увеличивается масса молекулы Б Молекулы одного и того же вещества одинаковы В При нагревании тела молекулы вещества увеличиваются в размерах Г Молекулы одного и того же вещества различны

5. В каком случае число молекул больше: в одном моле водорода или в одном моле воды?
А Одинаковое

Б В одном моле водорода

В В одном моле воды

Г Ответ неоднозначен

6. Выберите формулу массы молекулы

А В С Д

Рецензия

На методическую разработку занятия по теме : «Основные положения молекулярно-кинетической теории», выполненную, преподавателем физики ГБПОУ «Вышневолоцкий колледж» Прониной С.В.

Методическая разработка предназначена для проведения занятия по физике на 1 курсе по теме: «Основные положения МКТ», занятие является первым в разделе «Молекулярная физика. Термодинамика». Тип занятия - изучение нового материала, урок проходит в форме эвристической беседы.

Основные цели занятия:

Дидактические цели: показать структуру и содержание новой физической теории; изучить основные положения МКТ и аргументировать их истинность примерами; ввести понятие микроскопических характеристик вещества.

Развивающие цели: формировать мотивацию постановкой познавательных задач, раскрытием связи опыта и теории; учить анализировать факты при наблюдении явлений, выделять главное при работе с научно-популярной литературой; умению обобщать и структурировать материал; развивать умение публичного выступления.

Воспитательные цели: продолжить формирование основ научного мировоззрения учащихся; продолжить формирование представлений о единстве и взаимосвязи явлений природы; развивать умение работать в команде.

На уроке используется технология, которая позволяет вовлечь студентов в познавательную деятельность, использование исторического материала способствует развитию интереса к предмету. Использование демонстрационного эксперимента позволяет овладеть умениями проводить наблюдения явлений, делать выводы.

Методическая разработка включает в себя разделы: пояснительная записка, тема занятия, цели, формы, методы проведения занятия; структура занятия, ход занятия ; конспект занятия; приложения, приведен список литературы. В данной методической разработке четко прослеживаются основные этапы занятия. Объяснение материала иллюстрируется компьютерной презентацией.

Считаю, что данная методическая разработка может быть рекомендована для проведения занятий по физике по теме «Основные положения молекулярно-кинетической теории» на первом курсе в колледже.

Преподаватель ГБПОУ «Вышневолоцкий колледж» ____________________________