Энергия во благо общества
методическая разработка по физике (8 класс) на тему

Название (тема) занятия

«Энергия во благо общества»

Класс

8 класс

Предметные области

Физика, математика, биология

Разработчик(и) занятия

Стелянидий Наталья Владимировна – учитель физики

Цель занятия

Создание условий для развития у обучающихся компетенций учебно-исследовательской деятельности при изучении темы: «Энергия топлива. Закон сохранения энергии»

Задачи занятия

1. Помочь обучающимся вспомнить следующие физические термины: тепловое движение, температура, теплопроводность, конвекция, излучение, внутренняя энергия, количество теплоты.
2. Помочь обучающимся изучить следующие физические термины: топливо, энергия топлива, удельная теплота сгорания, закон сохранения энергии.
3. Предоставить обучающимся возможность экспериментальным путем рассчитать удельную теплоемкость вещества.
4. Способствовать формированию у обучающихся умений формулировать цель работы, прогнозировать результат, планировать свои действия для достижения цели.
5. Развивать навыки рефлексии в отношении собственной деятельности, способности к самооценке личностных результатов.
6. Развивать умение применять полученные знания в повседневной жизни, прогнозировать последствия принимаемых решений

Краткое описание занятия (аннотация)

В ходе занятия обучающиеся превращаются в учёных, выполняющих важные эксперименты и расчеты по определению удельной теплоёмкости вещества. 

На протяжении всего экспериментариума обучающиеся повторяют и вспоминают тепловое движение и способы изменения внутренней энергии. Знакомятся с процессом горения, удельной теплотой сгорания, законом сохранения энергии.

 В начале занятия обучающимся будет предложено рассмотреть задачу с географическим содержанием: «Японская автомобильная фирма «Мазда» в первой половине 1992-х гг. сконструировала и испытала первый в мире автомобиль с водородным двигателем. Он может преодолевать без дозаправки 230 км и развивать скорость до 170 км/ч. Автомобиль снабжен не обычным, а роторным двигателем мощностью в 130 л.с. В 1996 г. германский автомобильный концерн «Даймлер-Бенц» выпустил автомобиль на водородных топливных элементах.

В чём преимущество водорода как топлива?».

Ответ на поставленный вопрос обучающиеся найдут на нашем занятии. Всё просто: удельная теплота сгорания водорода в несколько раз больше, чем у других видов топлива. При сгорании водорода не выделяются ядовитые вещества.

В ходе занятия обучающиеся также:

• узнают:

• Что такое топливо?
• Что такое удельная теплота сгорания?
• В чём выражается закон сохранения энергии?

• научатся определять удельную теплоемкость вещества;
• познакомятся с устройством калориметра (прибора для изучения тепловых явлений).

Таким образом, обучающиеся в течение всего занятия находят нужный материал для ответов на поставленные вопросы. Выполняют исследовательскую работу, которая состоит из трёх частей. Первая часть теоретическая, в которой происходит знакомство с такими понятиями, как топливо, удельная теплота сгорания, законом сохранения энергии. Во второй части выполняется практическая работа по определению удельной теплоёмкости вещества. В третьей – закрепление материала в виде дополнительных вопросов и задач. Все полученные результаты юные волшебники оформляют в индивидуальных рабочих листах, которые сдаются учителю

Дидактические единицы (единицы содержания)

• Физика: топливо, энергия топлива, удельная теплота сгорания, закон сохранения энергии.
• Биология: процесс горения, энергия вокруг нас.
• Математика: выводы расчетных формул

Реализатор(ы)

Стелянидий Наталья Владимировна – учитель физики

Тема занятия в рамках экспериментариума

«Энергия во благо общества»

Кол-во часов данного блока в рамках экспериментариума

2

Предметное содержание общего образования в соответствии с КТП

Темы занятий (по КТП)

Кол-во часов (по КТП)

Лабораторная работа № 2 «Измерение удельной теплоемкости твердого тела»

1

Энергия топлива. Удельная теплота сгорания. Теплота сгорания топлива.  Закон сохранения и превращения энергии в механических и тепловых процессах. Агрегатные состояния вещества. Плавление и отвердевание кристаллических тел

1

Педагогические и образовательные технологии

• Экспериментариум.
• Творческая лаборатория.
• Разноуровневое обучение

Используемые площадки проведения

Школа (кабинет физики или лаборатория)

Тематические партнёры

-

Общие ожидаемые результаты занятия (продукты и эффекты)
и формы контроля результатов

1.

Продукты, созданные обучающимися

• Заполненные обучающимися оценочные листы учебно-исследовательской деятельности.
• Сообщения, творческие проекты, в которых будет рассказываться видах топлива.

2.

Эффекты занятия

• Предметные: знание и понимание смысла понятий и процессов (топливо, энергия топлива, удельная теплота сгорания, закон сохранения энергии);

• Метапредметные: овладение навыками самостоятельной работы, умением ставить цель, искать пути её достижения, отбирать нужную информацию и анализировать её; формирование интеллектуальных и творческих способностей обучающихся; самостоятельности в приобретении новых знаний и практических умений;
• Личностные: повышение мотивации к обучению и целенаправленной познавательной деятельности, к нахождению взаимосвязи изученного материала с жизнью и дальнейшему использованию и применению полученных знаний

Формы контроля результатов

Критерии оценки результатов

1. устные ответы обучающихся на уроке по теме: «Энергия топлива»

• правильность устных ответов;
• умение аргументировать ответ или мнение;
• грамотность устной речи

2. проверка индивидуальных рабочих (оценочных) листов обучающихся

• правильно выполненная теоретическая часть;
• правильно выполненный эксперимент;
• грамотно сделанный вывод по исследовательской работе;
• решение задач и правильное оформление

3. проверка творческих работ обучающихся, в которых будет рассказываться о видах топлива и его влиянии на окружающую среду

• соответствие творческой работы тематике и поставленным требованиями;
• грамотность устной и письменной речи;
• заимствованность на более 30% работы

Этапы занятия

Примерное время

Форма реализации

Место проведения

1. Оргмомент

4 минуты

Знакомство с классом. Проведение инструктажа по ТБ в кабинете физики:

№ 4 – во время работы в кабинете (лаборатории) физики;

№ 5 – при проведении лабораторных и практических работ по физике.

Кабинет физики

2. Мотивация обучающихся и актуализация имеющихся у них знаний

5 минут

Рассуждения обучающихся над названием смены «Аrtek Dissendio» и выявление взаимосвязи между сменой и темой экспериментариума «Энергия во благо общества».

В начале занятия обучающимся будет предложено рассмотреть задачу с географическим содержанием: «Японская автомобильная фирма «Мазда» в первой половине 1992-х гг. сконструировала и испытала первый в мире автомобиль с водородным двигателем. Он может преодолевать без дозаправки 230 км и развивать скорость до 170 км/ч. Автомобиль снабжен не обычным, а роторным двигателем мощностью в 130 л.с. В 1996 г. германский автомобильный концерн «Даймлер-Бенц» выпустил автомобиль на водородных топливных элементах. В чём преимущество водорода как топлива?»

Ответ на поставленный вопрос обучающиеся найдут на нашем занятии.

Проблемные вопросы, которые ставит учитель:

• Что такое топливо?
• Что такое удельная теплота сгорания?
• В чем выражается закон сохранения энергии?
• Как определить количество теплоты, выделяемое и поглощаемое при смешивании воды разной температуры и при сгорании топлива?
• Как устроен калориметр (прибор для изучения тепловых явлений)?

Кабинет физики

3. Целеполагание: постановка цели и определение задач, необходимых для достижения цели

5 минут

Отталкиваясь от поставленных вопросов, вместе с обучающими формируются цели и задачи занятия:

• изучить понятия «топливо», «энергия топлива», «удельная теплота сгорания», «закон сохранения энергии»;
•  научиться экспериментально определять удельную теплоемкость вещества;
• познакомиться с устройством калориметра.

Планирование действий для достижения цели и выполнения задач:

• найти необходимый теоретический материал в разных источниках (учебник, Интернет, библиотека);
• провести экспериментальную часть;
• научиться решать задачи по определению количества теплоты.

Фронтально ученики с учителем составляют список тех понятий, которыми они будут пользоваться на протяжении всего занятия

Кабинет физики

4. Изучение нового материала

48 минут

После повторения основных понятий и изучения нового материала учитель раздает индивидуальные рабочие листы, в которых продолжается экспериментальная работа. Выполняется первая часть работы – теоретическая. Даются основные понятия и записываются основные расчетные формулы.

Вторая часть работы, посвящена расчеты удельной теплоемкости вещества. Данный вид работы выполняется в парах.

Третья часть работы происходит индивидуально. Закрепление в виде решения задач, занимательных вопросов и заданий. Заполнение итогов своей работы в оценочном листе. Формулировка вывода о проделанной работе

Кабинет физики

5. Закрепление

17 минут

На закрепление отводится решение задач.  

Если остаётся время, то обучающимся предлагается выполнить индивидуальную работу в виде дополнительного задания: сообщение или творческий проект, в которых будет рассказываться о температурных шкалах, способах изменения внутренней энергии

Кабинет физики

6. Подведение итогов

4 минут

Фронтально. Подведение итогов – обобщение результатов проведенного эксперимента и работы на занятии

Кабинет физики

7. Рефлексия

5 минут

Индивидуально. Заполнение листа рефлексии в индивидуальном рабочем листе

Кабинет физики

8. Оценивание

2 минут

Самооценка индивидуальной работы: выставление отметок по пятибалльной шкале в своём индивидуальном листе

Кабинет физики

3. Задачи

Задача 1.

Воде массой 0,5 кг сообщили 20,95 кДж теплоты. Какой стала температура воды, если первоначальная температура воды была 20 0С?

Задача 2.

В медную кастрюлю массой 2,5 кг налито 8 кг воды при 100С. Какое количество теплоты необходимо, чтобы воду в кастрюле нагреть до кипения?

Задача 3.

Заряд пороха в патроне пулемета имеет массу 3,2 г. Теплота сгорания пороха 3,8 МДж/кг. Сколько выделяется тепла при каждом выстреле?

Задача 4.

Какая масса древесного угля может заменить 60 т нефти?

Итоги занятия

«Лаборатория волшебников»

«Измерение удельной теплоемкости твердого тела»

Цель работы: Определить удельную теплоемкость металлического цилиндра.

Приборы и материалы: стакан с водой, калориметр, термометр, весы, гири, металлический цилиндр на нити, сосуд с горячей водой.

Ход работы

1. Теоретическая часть

1. Количество теплоты – энергия, которую получает или теряет тело при теплопередаче.
2. Удельная теплоемкость вещества – физическая величина, численно равная количеству теплоты, которое необходимо передать телу массой 1 кг для того, чтобы его температура изменилась на 1 0С.
3. Удельная теплота сгорания – физическая величина, показывающая, какое количество теплоты выделяется при полном сгорании топлива массой 1 кг.
4. Закон сохранения и превращения энергии – во всех явлениях, происходящих в природе, энергия не возникает и не исчезает. Она только превращается из одного вида в другой, при этом ее значение сохраняется.

Таблица. Удельная теплоёмкость некоторых веществ

  Участник(ца) экспериментариума по физике

Фамилия, имя, регион ________________________________________________

Класс, лагерь, отряд____________________________________________________

Поток: I или II, смена: 1 или 2

2. Практическая часть

1. Налейте в калориметр холодную воду массой 100 ~ 150г (m1). Измерьте температуру воды t1  
2. Нагрейте цилиндр в сосуде с горячей водой (от 5 до 10 мин). Измерьте её температуру t2. Затем опустите его в калориметр с водой.
3. Измерьте температуру воды в калориметре после опускания цилиндра t. (При установлении теплового равновесия)
4. С помощью весов определите массу m2 цилиндра, предварительно обсушив его.
5. Рассчитайте: количество теплоты Q1, которое получила вода при нагревании (Q1 = c1m1(t-t1), где с1 - удельная теплоёмкость воды); количество теплоты Q2, отданное металлическим цилиндром при охлаждении (Q2 = c2m2(t2-t), где с2 - удельная теплоёмкость вещества цилиндра, значение которой надо определить).
6. Из равенства Q1=Q2 или c1m1∆t1=c2m2∆t2 выразите и вычислите

с2 расч – удельную теплоёмкость вещества, из которого изготовлен цилиндр.

7. Сделайте вывод, сравнив значение с2 с табличным

Вывод______________________________________________________                    

              _______________________________________________________

              _______________________________________________________

ВНИМАНИЕ!!!

В конце занятия пройдите опрос по ссылке https://clck.ru/ER7Wr, размещённой также в одной из заметок нашей vk-группы ФизArt, или перейдите по QR-коду