Тема «Исследование процесса плавления и кристаллизации вещества»

Урок с использованием проектно-исследовательской деятельности.

Пчелинцева Татьяна Ефимовна учитель физики МАОУ СОШ № 38 г.Сыктывкара

Тема «Исследование процесса плавления и кристаллизации вещества»

Методика проведения проектно-исследовательского урока физики в 8 классе

Проектно-исследовательским уроком является урок, на котором осуществляется цикл естественнонаучного исследования (учебного) от высказывания гипотезы (в моем случае мы вырабатываем гипотезу на первом уроке, посвященном агрегатным состояниям и агрегатным превращениям в 8 классе), до ее доказательства или опровержения экспериментальным путем (это мы и делаем с детьми на втором уроке темы). Очень важно, что дети еще ничего не читали про температуру плавления, они высказывают собственное мнение о том, каким образом должен протекать процесс агрегатного превращения. Банальный житейский опыт говорит им о том, что если веществу передается тепловая энергия, то оно должно нагреваться. Учительский опыт показывает, что дети с громадным трудом верят в то, что во время плавления (кристаллизации) температура вещества не изменяется. Итогом урока служит, как и полагается в проектном уроке, продукт - температура плавления (кристаллизации) парафина.

Цели и задачи урока:

1. образовательная задача

экспериментально подтвердить гипотезу и получить знания о процессе кристаллизации вещества и неизменности температуры в ходе его;

2. мировоззренческая задача

кристаллизация вещества - процесс изотермический, следовательно, наш жизненный опыт не всегда можно переносить в формат научных истин;

3. общеучебные навыки и умения

умения: наблюдать и фиксировать наблюдаемое в логической последовательности, проводить измерения, построение графиков, понимания научного текста; навыки: последовательной записи результатов измерений;

4. мотивационная задача

возбудить интерес к научному осмыслению наблюдения, доказать справедливость своих знаний на практике.

План урока

1. Организационный момент. Раздача листов с текстом лабораторной работы и объявление темы урока - исследование процесса плавления и кристаллизации вещества.

1. Напоминание позиций охраны труда: при выполнении лабораторных работ нельзя пользоваться разбитой посудой, нельзя собирать осколки стекла руками, при измерении температуры нельзя вынимать термометр из пробирки - подпись «С правилами по ОТ ознакомлен …».

2. Задание 1. Проведение демонстрационного эксперимента: учитель опускает пробирки с веществом с банку с кипятком. Ученики наблюдают процесс плавления - постепенного изменения состояния вещества. Мутное твердое вещество становится прозрачной жидкостью. Процесс занимает некоторое время. Ученики описывают процесс плавления. Учитель наливает теплую воду в стаканы на столах.

3. Учитель опускает в стаканы на столах учащихся пробирки с жидким веществом и термометрами. С момента получения пробирки ученики с интервалом приблизительно в 1 минуту заполняют таблицу в задании 2 измерениями температуры. Заканчивается измерение при достижении температуры около 50°С.

4. По данным таблицы ученики строят график зависимости температуры от времени. Учитель собирает в это время стаканы с пробирками на поднос.

5. Задание 3. Заполнение таблицы сводных результатов на доске. Учащиеся называют ту температуру, на которой процесс охлаждения «задержался» на 2 - 3 минуты. Учитель записывает эти величины в общую таблицу. После анализа общей таблицы учащиеся формулируют вывод и завершают лабораторную работу.

6. Задание 4 на понимание научного текста. Вставить пропущенные слова. После выполнения задания сдаются тетради, а затем обсуждает правильный вариант понимания текста.

7. Организационный момент. Мы исследовали процесс твердения, убедились, что в процессе кристаллизации температура вещества действительно не меняется, хотя «по жизни» нам казалось, что это не так, и, наконец, определили температуру плавления (кристаллизации) вещества. Не всегда наш жизненный опыт можно перенести в научную сферу. Девизом физика я бы сделала слова Архимеда: «Имея дело с веществом (он говорил о воде), прибегни к опыту». Благодарю за работу.

Оборудование к уроку:

Для проведения эксперимента необходимы стаканы и банка для горячей воды, чайник, пробирки с зеленым парафином из набора «Плавление и кристаллизация», лабораторные термометры (до 100°С) и часы (наручные или настенные, можно использовать часы мобильных телефонов).

Илл. 1. Твердое вещество до погружения в большую емкость с горячей водой

Илл. 2. Вещество постепенно плавится, переходит в жидкое агрегатное состояние. На снимке видно, что температура воды более 70°С. Процесс происходит на столе учителя.

Илл. 3. Пробирки с жидким веществом и термометрами переносятся учителем на ученические столы и ставятся в стаканы с жидкостью. Температура жидкости около 60°С.

Илл. 4. Жидкость затвердела, эксперимент закончен. Учитель собирает стаканы с водой и пробирками. Термометры нельзя вынимать ни в коем случае.

Ход урока

деятельность учителя

деятельность учеников

1. объявляет тему урока, форму его проведения, напоминает правила по ТБ «при выполнении лабораторных работ нельзя пользоваться разбитой посудой, нельзя собирать осколки стекла руками, при измерении температуры нельзя вынимать термометр из пробирки»;

2. напоминает учащимся последнюю гипотезу предыдущего урока «В процессе плавления (кристаллизации) температура вещества меняется (или не меняется, если так предположили дети накануне, хотя опыт учит, что это маловероятно; на экране появляется (или пишется на доске): название лабораторной работы, гипотезу, цель работы «подтвердить или опровергнуть гипотезу» и оборудование

3. ставит пробирки с твердым веществом в большую емкость с горячей водой, предлагает ученикам записать наблюдение в тетрадь;

4. рисует схему опыта: пробирка с термометром в стакане с водой;
   готовится система координат для записи данных измерений

5. раздает стаканы с водой по столам;

6. учитель раздает пробирки с термометрами, одновременно с детьми заносит измеряемые значения в таблицу)
   
   
   
   
   

7. строит точки на графике на доске;
   
   
   
   

8. обсуждает с детьми полученные результаты, есть ли на графике горизонтальная площадка, записывает на доске величину температуры этой площадки, ставит вопрос для обсуждения «о чем говорит остановка или замедление изменения температуры на графике»?
   
   
   
   
   

9. чему равна температура кристаллизации вещества?
   
   

10. выводы;

11. предлагает учащимся выполнить работу с текстом (вставить пропущенные слова);

12. собирает тетради

13. повторяет текст уже без пропусков, обсуждая ошибки;
    
    

14. обсуждают домашнее задание: параграф и задачи, посвященные процессу плавления и его графикам

15. прощается с детьми, обобщив итоги урока.

1. запись в тетради для лабораторных работ «с правилами по ТБ ознакомлен, дата и подпись» (название работы, цель работы, оборудование и материалы);
   
   

2. запись в тетради для лабораторных работ «название, цель и оборудование» (если есть экран - то с него; если экрана нет - с доски)

3. наблюдают за поведением вещества в пробирках на столе учителя и записывают результат наблюдения в тетради;

4. рисуют схему опыта: пробирка с термометром в стакане с водой;
   готовится система координат для записи данных измерений
   
   

1. готовятся к началу измерений;

2. наблюдают за твердением вещества; начинают заносить измерения в таблицу (температуру измеряют с интервалом в 1 минуту в течение 10 минут)

3. отмечают точки в системе координат и строят график зависимости температуры от времени

4. называют температуру «площадки»; горизонтальная площадка на уровне 65°С, в это время частицы жидкости, замедлив свою скорость теплового движения, попадают под действие сил притяжения и занимают устойчивое положение равновесия; кристаллизация начинается с зародышей (малых областей, точек) и заканчивается в тот момент, когда все вещество затвердеет, после этого температура вещества опять начинает снижаться;

5. температура кристаллизации равна измеренной величине с точностью термометра.

6. записывают в тетрадях выводы;

7. работают с текстом, вставляя пропущенные слова;
   
   

8. сдают тетради

9. помогают учителю вставлять пропущенные слова, обсуждая свои ошибки

10. записывают домашнее задание, задают вопросы (если возникнут);
    
    

11. убирают вещи

Исследовательская лабораторная работа является одной из главных форм деятельностного урока физики. Выполняет она важнейшую задачу «добывания» знаний самими детьми с помощью правильных, научных методов. В методике проведения лабораторной работы, по сравнению с традиционной, меняется принцип: мы не проверяем то, что написано в учебнике и выучено, или не выучено детьми к концу «прохождения» материала, а формулируем научную истину на основе своих усилий как умственных, так и физических в начале изучения темы. В курсе физики 7 и 8 класса таких работ можно провести большое количество, что неизбежно делает предмет интереснее и доступнее для учащихся.

В дальнейшем дети, научившиеся экспериментально добывать свои знания, подтверждать свои умозаключения практикой, выходят на окружные, городские и Всероссийские конкурсы проектных работ и становятся их лауреатами и победителями.

3