Методическая разработка интегративного занятия по дисциплинам «Термодинамика, теплопередача и гидравлика» и «Теория горения и взрыва» для специальности 280703 «Пожарная безопасность»
методическая разработка по теме

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.»

Профессионально-педагогический колледж

Методическая разработка

интегративного занятия

по

дисциплинам

«Термодинамика, теплопередача и гидравлика»

и

«Теория горения и взрыва»

для специальности

280703        «Пожарная безопасность»

2011

Содержание

Интегративное занятие по дисциплинам «Термодинамика , теплопередача и гидравлика» и  «Теория горения и взрыва»        

План урока        

Ход урока        

План игры        

Ход игры        

Тур I – «Разминка»        

Тур II – «Знатоки кроссвордов»        

Тур III – «Объясни …»        

Тур IV – «Найди ошибки»        

Тур V – «Срази соперника»        

Тур VI – «Домашнее задание»        

Интегративное
занятие по дисциплинам «Термодинамика, теплопередача и гидравлика»

и

«Теория горения и взрыва»

Тема: Горение смесей пыли с воздухом и твердых веществ. Тепловые явления.

Тип урока: совершенствование и контроль знаний, умений и навыков

Вид урока: интегративный

Форма урока: игра (групповая форма организации)

Цели урока:

Дидактическая:
Обобщить и систематизировать знания по темам  «Горение смесей пыли с воздухом и твердых веществ» и «Тепловые явления»;

Развивающая:
а) развивать творческие способности, способности обобщать, осмысливать,      
    устанавливать взаимосвязи между элементами знаний и применять
    полученные знания при решении конкретных практических задач;
б) повышать уровень общеобразовательной подготовки;
в) развивать логическое мышление, память, речь и эмоции;

Воспитывающая:
а) воспитать ответственность, аккуратность и усидчивость при решении задач;
б) воспитать личность, умеющую осуществлять индивидуальную и
    совместную деятельность в коллективе;
в) воспитать трудолюбие, самостоятельность, активность, наблюдательность;

Методическая:
а) реализация межпредметных связей;
б) применение современных информационных и интегративных
    технологий обучения;
в) применение различных форм (беседа, объяснение, рассказ, сочинение и т.д.)
   и методов (устно, письменно, творческие работы, наблюдение, проблемные
   ситуации) контроля знаний;

Оборудование:

доска;

мультимедийный проектор;

дидактический раздаточный материал;

ПК – Pentium III.

Учебная литература:

Демидов Д.И. «Горение веществ и их свойства», М.:1984.

Бащкирцев М.П. «Основы пожарной теплофизики», М.:1984.

Лукашник В.И., Иванова Е.В. «Сборник задач по физике», М.:2000.

«Педагогика» под ред. П.И.Пидкасистого, М.:1996.

 Алимова И.В., Гудков В.И., «Физика», Минск, 2004.

Брюханов О.Н., Коробко В.И. и др., «Основы гидравлики и теплотехники», М.:2004.

«Пожарно-профилактическая подготовка», под ред. Жидкова Б.С., М.:1984.

План урока

Организационный момент (3 мин.)

Представление команд (7 мин.)

Игра (70 мин.)

Подведение итогов (10 мин.)

Ход урока

Организационный момент
Вступительное слово учителя: приветствие, озвучиваются цели и план урока.
Представление жюри

Представление команд (максимальный балл 3)
Группа  заранее была разделена на четыре команды (по 7 человек), в каждой выбраны капитаны. Участники  команд должны были придумать:
- название,
-  девиз,
-  и эмблему своей команды.
Представление каждой команды оценивается членами жюри. Оценки заносятся в специальную ведомость и озвучиваются.

Игра
Озвучивается план игры. Игра состоит из шести туров. Каждый тур оценивается по своей бальной системе. После каждого тура объявляются и заносятся в ведомости баллы.

Подведение итогов
1. Жюри подводит итоги и объявляет команду победителя (см. ведомость №1)
2. Капитаны команд подводят итоги работы своей команды (см. ведомость №2)
3. Подводятся итоги урока

Ведомость №1

Ведомость №2

План игры

Тур I – «Разминка» (5 мин.)
Тур II – «Знатоки кроссвордов» (15мин.) 
Тур III – «Объясни …» (15 мин)
Тур IV – «Найди ошибки» (10 мин.)
Тур V – «Срази соперника» (10 мин.)
Тур VI – «Домашнее задание» (15 мин.)

Ход игры

Тур I – «Разминка»

(максимальный балл за каждый правильный ответ 2)

Командам задаются вопросы и ребусы. Максимальное время на обсуждение заданий 30 секунд.
Вопросы и ребусы:

Назовите способы изменения внутренней энергии.

Назовите физические величины, которые измеряются в следующих единицах:
;               ;              

«Обменяйте» 9 букв в слове «парообразование» на 3 такие буквы, чтобы с их помощью получить из оставшихся в этом слове 6 букв физический термин, означающий один из видов парообразования.  

Какое название физического явления вы написали бы здесь вместо знака вопроса?

Из букв, входящих в слова:
ров+день + потоп + стол,
составьте название процесса переноса энергии вследствие теплового движения и взаимодействия частиц тела.

 Из букв, входящих в слова:
бур+тина,
составьте название теплового двигателя.

Из букв, входящих в слова:
луч + чтение + Зита,
отняв буквы «т» и «а» составьте название процесса переноса энергии.

Из букв, входящих в слова:
акция+ЛЭП+тире,
поменяв букву «п» на «з» составьте название одного из свойств аэровзвеси.

Из букв, входящих в слова:
вакцина + Корея,
отняв буквы «р» и «а» составьте название процесса переноса энергии.

Из стихотворения «Зима»:
«Вот морозы затрещали
И сковали все пруды.
И мальчишки закричали
Ей «Спасибо» за труды»
Кто написал цитируемое стихотворение?
Какое физическое явление связано с событием «сковали все пруды»?

Тур II – «Знатоки кроссвордов»

(максимальный балл за каждый правильный ответ 7 )

        Задания, содержащие кроссворды раздаются командам.
На выполнение кроссворда №1 отводится 1 минута;

на кроссворд №2 – 2 минуты;

на кроссворд №3 – 2 минуты;

на кроссворд №4 – 6 минут.

Кроссворд №1

Осевшая пыль.

Явление поглощения.

Метод получения полимеров.

Продукт сгорания.

Степень измельченности.

Кроссворд №2

Хаотическое движение молекул в теле.

Вид теплопередачи.

Тепловой двигатель, в котором пар или газ вращает вал.

Сосуд, хранящий пищу горячей.

Вид теплопередачи, в котором энергия переносится струями газа или жидкости.

Метод получения полимеров.

Структурный элемент древесины.

Разновидность металла.

Целлюлозный материал.  

Кроссворд №3

Важная для тепловых явлений физическая величина.

Понижение температуры.

Процесс превращения твердого тела в жидкость.

 Агрегатное состояние вещества.

Источник энергии.

Наглядное изображение зависимостей между величинами.

Жидкие атмосферные осадки.

Неполный продукт сгорания.

Газообразное состояние вещества.

По горизонтали:

Образование пузырьков.

Превращение льда в воду.

Неорганическое вещество.

Сера, фосфор, кремний.

В составе органических веществ.

Пыль «внизу».

При нормальных условиях у воды она равна 100°С.

Единица энергии.

Разновидность металлов.

Аэровзвесь.

По вертикали:

7. Над рекой.

8. У нелетучих металлов его нет.

Физико-химическая реакция.

«Отец» теории горения.

Много частиц.

Есть в сосне.

Необходимо для разложения древесины.

В составе древесины.

Дым летучих металлов.

Изменяют реакцию.

Древесный.

20. Продукт сгорания.

Тур III – «Объясни …»

 (максимальный балл за каждый правильный ответ 4)

        Командам задаются вопросы, в ответе на которые они должны объяснить явление с точки зрения физики, химии или математики. На размышление отводится

не больше 1 минуты.

Задания:

«В окно увидела Татьяна
Поутру побелевший двор,
Куртину кровли и забор,
На стеклах легкие узоры,
Деревья в зимнем серебре…»
Кто автор этих строк?
Как называется произведение, откуда они взяты?
Что представляют, с точки зрения физики, «на стеклах легкие узоры»?

Если деревянный цилиндр, инкрустированный металлом, обернуть листом бумаги и подержать над пламенем спиртовки (см.рис), то бумага обугливается сначала в местах, не соприкасающихся с металлом. Почему?

Из стихотворения «Мороз» А.Вознесенского:
«Помнишь время молодое?
Мы врывались на пари,
Оставляя пол-ладони
Примороженной к двери.»
Почему «пол-ладони» оказалось «примороженной к двери»?
Объясните это с точки зрения физики.

Почему все пористые строительные материалы (пористый кирпич, пеностекло, пенистый бетон и т.д.) обладают лучшими теплоизоляционными свойствами, чем плотные стройматериалы?

Из стихотворения «Ночь на Новый год» А.А.Блока:
«Скрипнет снег – сердца займутся-
Снова тихая луна.
За воротами смеются,
Дальше улица темна.»
Почему скрипит снег?

Почему форточки для проветривания комнат помещают в верхней части окна, а радиаторы под окном?

 Из стихотворения «Холм» А.И.Недогонова:
«Мороз, туман речной сгущая,
Гудит в просторе ледяном,
Криницы в стекла превращая,
Над Доном ходит ходуном»
Почему в мороз над еще не замершим Доном был виден густой туман?

Подсчитано, что теплопроводность сосновых досок в 3,7 раза больше, чем сосновых опилок, теплопроводность льда в 21,5 раза больше, чем свежевыпавшего снега. Чем объяснить такую разницу?

Из стихотворения «Метель» А.А.Фета:
«Всё молчит,– лучина с треском
Лишь горит багровым блеском,
Да по кровле ветр шумит»
Как звали этого выдающегося поэта?
Почему лучина «горит с треском»?

На рисунке изображены графики нагревания и кипения, одинаковых масс воды и ртути. Какой из графиков построен для воды?

В одной колбе выпаривают 300г. воды, а в другой – 1,2 кг. ее нагревают от 0 до 100°С. Какой процесс закончится раньше (нагреватели колб одинаковы): испарение воды из первой колбы или ее нагревание во второй колбе? (, )  

Тур IV – «Найди ошибки»

(максимальный балл каждый правильный ответ 4)

Игрокам раздаются карточки с небольшими рассказами, содержащие  физико-химические ошибки. Побеждает та команда, которая их раньше и больше найдет. На выполнение каждого задания отводится не больше двух минут.

Задания:

Внутренняя энергия любого тела равна сумме энергии всех его молекул. А поскольку молекулы очень малы, то и потенциальная и кинетическая энергии каждой из них тоже очень малы. Следовательно, внутренняя энергия тела – величина ничтожно малая;

Алеша и Ваня вычисляли количество теплоты, необходимое для получения воды из 5 кг. льда, находящегося при 0°С.
Алеша записал: 

«Нет, - сказал Ваня, - в  измеряется удельная теплота сгорания топлива, а здесь нужна удельная теплота плавления льда. Она равна . Так как растаять должно 5 кг. льда, то это число надо разделить на 5». Он записал: ;

С уменьшением дисперсности увеличивается химическая активность пыли, так как химическая реакция между твердым веществом (пылинками) и газообразным окислителем протекает внутри твердого вещества. Следовательно, скорость реакции не зависит от размера поверхности соприкосновения реагирующих веществ;

Воспламенение аэрогеля при постоянном объеме приводит к повышению давления, причем увеличение давления зависит от вида источника воспламенении и не зависит от свойств пыли. Повышение давление объясняется следующими факторами:
1. образуются жидкие продукты сгорания, объем которых значительно меньше объема сгоревших твердых частиц;
2. газообразные продукты сгорания нельзя нагреть до высокой температуры

 Химический состав твердых горючих веществ очень разнообразен. Большинство из них относятся к классу неорганических веществ, состоящих в основном из углерода, водорода, кислорода и азота. Значительно меньше количество  твердых горючих веществ относится к классу органических веществ. Среди них  - металлы, полимеры и целлюлозные материалы;

Древесина является самым редким горючим материалом в условиях пожара. По структуре она представляет собой плотный материал. В её состав входят полимеры, металлойды, лигнин и каучук. Характер строения древесины определяет весьма высокую её теплопроводность и связанную с нею медленную воспламеняемость и медленный прогрев внутренних слоев.

Тур V – «Срази соперника»

 (максимальный балл за каждый правильный ответ 3)

Задания для  V тура игры команды должны придумать сами. На данном этапе игроки сражаются с соперником, задавая друг другу вопросы. Командам было предложено придумать по два вопроса по темам:

горение смесей пыли с воздухом;

горение твердых веществ;

тепловые явления;

изменение агрегатного состояния вещества.

Каждый правильный ответ на вопрос оценивается 3 баллами. Если игроки не дали правильный ответ, то баллы получает команда, которая их задавала.

Тур VI – «Домашнее задание»

(максимальный балл за каждое задание 10)

Задания для  VI тура игры были предложены командам заранее.

Придумать рассказ на любую тему, в тексте которого они должны использовать следующие термины:

молекула, тепловое движение, внутренняя энергия, температура, конвекция, теплопроводность, излучение;

парообразование, облака, роса, испарение, кипение, конденсация, вода;

аэровзвесь, дисперсность, пыль, азрогель, адсорбция, частица, дым;

твердое вещество, древесина, воздух, лигнин, целлюлоза, горение, уголь.

Придумать проекты теплоизоляции двух зданий, одно из которых должно быть построено в тундре, а другое – в пустыне.

парообразование

испарение

?

Кроссворд №4

t, мин

t, ºС

400

200

№1

№2