Виртуальная экскурсия в литейный цех металлургического завода
методическая разработка по физике (7 класс) по теме

Виртуальная экскурсия

в литейный цех металлургического завода

Урок физики по теме: « Плотность вещества» в 7 классе

  Самоанализ данного урока

• Основное содержание изучаемого материала задают Государственный стандарт основного общего образования по физике (базовый уровень) 2004г. (Сборник нормативных документов. Физика - М.: «Дрофа», 2007 г.) и образовательной программой учителя физики высшей квалификационной категории  Щетининой В.Н. за 2009г.
• Глубина изложения материала определяется учебником «Физика: Учеб. Для 7 кл. общеобразоват. учреждений/С.В.Громов, Н.А.Родина; под. ред. Шароновой. М.: Просвещение, 2008.».
• Тема «Плотность вещества» рассматривается в главе «Движение и взаимодействие тел». Этот урок относится к  одному из первых при изучении в 7 классе предмета «Физика». Поэтому важно заинтересовать обучающихся новым предметом,  продолжая работу по формированию экспериментального метода исследований и показать применение изучаемых вопросов в жизни.

• Форма экскурсии позволяет включить в урок межпредметные пропедевтические знания по химии, географии, истории. А сопровождение  урока презентацией делает его красочным, развивает воображение, создает атмосферу реальности происходящего.
• Урок построен в рамках системы развивающего обучения, позволяющего обучающимся самим «добывать» знания, рассуждать и делать прогнозы, а лишь потом получать необходимые знания.
• В данный урок включена парная и групповая работа с классом.
• Перспективы развития данного урока предусматривают  использование Интернета при проведении экскурсии и составления обучающимися отчета в виде презентации.

Цель урока:

Создать условия для успешного знакомства обучающихся с новой физической величиной – плотностью вещества.

Задачи урока:

• раскрыть понятие физической величины- плотности;  

• развивать мыслительные операции: синтез, индукцию; воображение обучающихся;
• познакомить детей с профессией литейщика - для освоения, которой необходимы знания по предмету «Физика».

Оборудование урока:

весы с гирями, бруски алюминиевые размером 40×25×8 мм, линейки

Мультимедийное сопровождение урока:

презентация к уроку « Плотность вещества»

Ход урока:

1. Организационный момент.

Слайд № 1 – титульный.

2. Актуализация знаний.

Слайд № 2 - 3 – тема урока, цель и задачи урока.

Сегодня мы посетим с вами металлургическое производство, а именно литейный цех, в котором непосредственно происходит литье металла, производство заготовок для будущих деталей. Целью нашей экскурсии будет не только знакомство с этим производством, но и знакомство с новой физической величиной - плотностью, о которой многое можно узнать, изучая продукцию литейщиков. Наши задачи сегодня –  

1. в ходе экскурсии познакомиться с профессией   литейщика и с продукцией литейного производства;
2. выполняя производственное задание узнать о новой физической величине- плотности, научиться  ее рассчитывать;

     3.  пройти производственный контроль.

Слайд № 4 – карта «Черная и цветная металлургия»

• Вступительное слово учителя:

В нашей стране существуют крупные металлургические базы Сибирская, Уральская и Центральная, формируется Дальневосточная. Это крупные территории, в которых происходит добыча и переработка руд цветных и черных металлов. Но есть и небольшие производства, например, недалеко от поселка Пено, в городе Андриаполе, где изготовляют  крышки  люков, так необходимых при прокладке подземных коммуникаций: линий связи, водопровода, канализации.

   3. Изучение нового материала

Слайд № 5 - виртуальный  литейный цех металлургического производства.

Экскурсию по литейному цеху проводит для вас ученик вашего класса (Ф.И.) Экскурсовод   сообщит  о зарождении и развитии металлургии в мире и в нашей стране.

Слайд № 6 – 8 – развитие металлургического производства.

Слайд № 9 -  10 – изделия литейщиков.

Слайд № 11 – портреты М.В. Ломоносова и Д. И. Менделеева.

• Рассказ экскурсовода:

          История развития литейного производства неразрывно связана с этапами развития материальной культуры человеческого общества. Изменение в видах используемых человеком материалов отражалось на технических решениях, принимаемых при изготовлении из этих материалов литых изделий.

Когда древнему человеку удалось получить жидкий металл и осознать, что путем заливки в специально приготовленную форму ему можно придать любую конфигурацию - это и было зарождение литейного производства.

В Южной Туркмении литье знали за 5000 лет до н.э. После каменного века наступила эра металлов, знакомство с которыми произошло в период энеолита (5-7 тысяч лет до н.э.). Первым видом обработки металлов была ковка. Литье как процесс получения изделий получило мощный толчок к развитию, когда стали применять сплавы, которые по сравнению с чистыми металлами (золото, медь, серебро) обладали лучшими литейными свойствами. Первый такой сплав меди и серебра (биллон) использовался в основном как деформируемый материал, однако он уже позволял изготавливать достаточно широкую номенклатуру литых изделий.

Первые литейные формы изготавливали из камня мягких пород, из глинистой пасты (сушили и обжигали). В качестве моделей применялись ранее изготовленные из камня изделия, о чем свидетельствует, например, идентичность формы каменных и литых топоров, или специальные деревянные модели. Сначала формы были открытыми, затем их стали накрывать сверху камнем - односторонние закрытые формы, одноместные и многоместные. В 3 тысячелетии до н.э. появились стержни (из глины), двухсторонние формы, состоящие из двух или больше частей. Для отвода газов из форм стали применять глину с навозом, соломой, шерстью и другими выгораемыми добавками для обеспечения газопроницаемости. В это время профессии горняка и металлурга разделились.

С течением времени технология литья все более совершенствовалась, количество литых изделий увеличивалось. В первую очередь это были изделия художественного литья (серпы, оружие, предметы роскоши и украшения, предметы религиозного назначения, с IX века до н.э. начинается литьё колоколов). Нередко изготавливались биметаллические отливки, появились литые монеты.

В 3 тысячелетии до н.э. на Кавказе возникло литье по выплавляемым моделям, давшее мощный толчок развитию художественного литья. Для отливки украшений литейщики Киевской Руси применяли бронзы, биллон, сплавы серебра с оловом, олово. В XIV веке в Московском государстве начинает развиваться литье бронзовых пушек и ядер. В 1478 году в Москве была основана “Пушечная изба”, в 1648 году - первый русский оружейный завод “Ствольная мельница”. В 1554 году в Москве была отлита первая пушка из чугуна, в 1585 году Андрей Чохов отлил “Царь-пушку” массой 39т, длиной 5,34м. В 1733-1735 годах Иваном Моториным и его сыном Михаилом был отлит “Царь-колокол”, предназначавшийся для Успенского собора Московского кремля, массой 202 тонн, высотой 6.14м, диаметром 6.6м. Находившуюся в яме во время пожара отливку поливали водой, в результате возникших напряжений от нее откололся кусок массой 11,5.

В 1764 году в Санкт-Петербурге при Академии художеств был создан “Литейный Дом”, где были отлиты, в частности, памятники А.В. Суворову, М.И.Кутузову, Барклаю де Толли, скульптуры коней на Аничковом мосту (П.К.Клодт, 1830г.), памятник К.Минину и Д.Пожарскому (скульптор И.П.Мартос, литейщик В.П.Екимов, 1816г.) в Москве, памятник “Тысячелетие России” в Новгороде (скульптор М.О.Микешин, 1862г.). Выдающимся произведением искусства стал “Медный всадник” (Э.М. Фальконе, 1782г.). В настоящее время достойным наследником и продолжателем традиций “Литейного дома” является Петербургский завод “Монументскульптура”. Чугун широко используется и как наиболее распространенный конструкционный материал в машиностроении и в качестве материала для художественного литья. В 1800 году Россия заняла первое место в мире по выплавке чугуна. Самая крупная чугунная отливка массой 650 тонн (шабот) была изготовлена в Перми (1873г.), для чего построили специальный литейный цех с 14 вагранками, отливка остывала в форме около 5 месяцев.        На Каслинском заводе, который и сейчас отливает уникальные произведения искусства, в 1900 году был изготовлен чугунный павильон для Всемирной выставки в Париже. Многочисленные узорные ограды в Санкт-Петербурге - в большинстве своем литые чугунные.

    Современный высокий уровень металлургического производства основан  на глубоких теоретических исследованиях, крупных открытиях ученых разных стран. Немалая роль в таком прогрессе  принадлежит русским ученым М.В. Ломоносову и Д. И. Менделееву.

Слайд № 12 - фото рабочих литейного цеха.

•   Слово мастеру литейного цеха ( учителю):

       Вы находитесь в небольшом  литейном цехе. Профессия  рабочих - литейщик цветных металлов. Они  изготовляют  очень сложные детали, поэтому  имеют высокую квалификацию.

Действительно, им надо уметь:

♦ из цветных металлов и их сплавов отливать детали и изделия различными способами: в землю, методом точного и коркового литья;

♦ подготавливать литьевой материал по заданной рецептуре;

♦ настраивать механизмы машины на заданный режим литья;

♦ изготавливать пробные образцы, контролировать режим и процесс литья по измерительным приборам;

♦ определять качество литья;

♦ устранять неполадки в работе литьевой машины.

     Поэтому, есть требования к индивидуальным особенностям  таких специалистов. Они должны быть физически выносливыми, иметь действительно умелые руки, точный глазомер, уметь читать чертежи, обладать пространственным воображением и осторожностью.

Давайте проверим вашу готовность работать на таком производстве.

На нашей проходной вам вручили весы и линейки. Ваша задача четко и правильно выполнить следующее задание.   Мастер литейного цеха, даёт производственное задание при посещении цеха и осуществляет контроль качества его выполнения, т. е. контроль ваших знаний.

• Производственное задание:

Слайд № 13- 14 - производственное задание.

    Перед вами разложены алюминиевые бруски. У некоторых на столах стоят весы, у других лежат линейки. Соответственно одни пары должны измерять массу брусков с помощью весов, а другие их объём, используя линейку и математическую формулу объёма. Затем в своих группах (с соседями по партам), обменяйтесь данными, разделите измеренные массы на вычисленные  объёмы. И мы обсудим результаты.

Слайд № 15 – примерная таблица результатов.

• Предполагаемые результаты:  

Масса алюминиевого бруска m= 21,84 ± 0,01 г.

Длина бруса l = 40 ± 1 мм .

Ширина бруска b = 25 ± 1 мм .

Высота бруска  h = 8 ± 1 мм .

Объём бруска V = l· b ·h = 40 мм · 25 мм · 8 мм = 8000 мм3 = 8 см3 .

 m / V = 21,84 г / 8 см3 = 2, 73 г/ см3.

Результаты работы групп заносятся с таблицу в рабочей тетради.

• Анализ результатов:

 Обратите внимание на частное, полученное при делении массы на объём, для каждого из брусков. Проанализируйте ваши результаты.

• Сделайте вывод о числовом значении плотности вещества.
• Предлагаю вам просмотреть таблицу, полученную рабочими  цеха при выполнении своих производственных заданий.

Слайд № 16 – 17 – чугунные и алюминиевые слитки и их характеристика.

• Вывод: Мы видим, что  независимо от конкретных значений   массы и объема их результат деления остается постоянной величиной для данного вещества.

Именно эта удивительная закономерность и послужила поводом для введения в физику  величины, называемой плотностью вещества.

Слайд № 18 – физическая величина – плотность (обозначение).

Слайд № 19 – определение плотности.

• Беседа с классом – производственный контроль выполняемой работы (по группам):

1) Попробуйте дать определение плотности. Проверьте правильность вашего определения по учебнику.

Слайд № 20 - формула для нахождения плотности.

2) Попробуйте сами установить формулу для нахождения плотности. Проверьте правильность формулы по учебнику.

Слайд № 21 - единицы измерения плотности.

3) Предложите единицы измерения плотности на основе формулы данной величины. Проверьте правильность по учебнику.

Слайд № 22 - физический смысл плотности.

4) Попробуйте определить физический смысл плотности. Начните ваши рассуждения словами: «Плотность вещества показывает, какова…»

Подведение итогов выполнения задания.

4. Самопроверка усвоения материала урока.

Слайд № 23 – производственный контроль - тест.

Выполнение теста в тетрадях.

Если утверждение правильное рядом с буквой – ставим 2, нет-1.

А.  Плотность вычисляется делением массы тела на его объем.

Б.  Плотность вещества показывает массу единицы объема этого вещества.

В.  Единица измерения плотности в системе СИ : г/см³.

Г.  Когда мы, собираясь в путешествие, набиваем все новыми и новыми вещами и без того уже пухлый чемодан мы изменяем его ρ, а не m и V?

Д.  Из двух тел равного объема более плотное то, масса которого больше.

Слайд № 24 - ответы: А2 Б2 В1 Г1 Д2.  

        5. Заключительная часть:

Слайд № 25 – оценка  настроения на уроке.

Слайд № 26- домашнее задание.

• Подведение итогов экскурсии, выставление оценок группам.

Домашнее задание:  §9, подготовить рассказ о плотности - для желающих – создать презентацию;  задачи   № 28, 30.  

.

ПРИЛОЖЕНИЯ

 Самоанализ данного урока

• Основное содержание изучаемого материала задают Государственный стандарт основного общего образования по физике (базовый уровень) 2004г. (Сборник нормативных документов. Физика - М.: «Дрофа», 2007 г.) и образовательной программой учителя физики высшей квалификационной категории  Щетининой В.Н. за 2009г.
• Глубина изложения материала определяется учебником «Физика: Учеб. Для 7 кл. общеобразоват. учреждений/С.В.Громов, Н.А.Родина; под. ред. Шароновой. М.: Просвещение, 2008.».
• Тема «Плотность вещества» рассматривается в главе «Движение и взаимодействие тел». Этот урок относится к  одному из первых при изучении в 7 классе предмета «Физика». Поэтому важно заинтересовать обучающихся новым предметом,  продолжая работу по формированию экспериментального метода исследований и показать применение изучаемых вопросов в жизни.

• Форма экскурсии позволяет включить в урок межпредметные пропедевтические знания по химии, географии, истории. А сопровождение  урока презентацией делает его красочным, развивает воображение, создает атмосферу реальности происходящего.
• Урок построен в рамках системы развивающего обучения, позволяющего обучающимся самим «добывать» знания, рассуждать и делать прогнозы, а лишь потом получать необходимые знания.
• В данный урок включена парная и групповая работа с классом.
• Перспективы развития данного урока предусматривают  использование Интернета при проведении экскурсии и составления обучающимися отчета в виде презентации.