Материал, представленного урока рассматривается в курсе физики 10 класса в ходе темы «Основы термодинамики» без акцента на профильное обучение. Урок разработан в виде комбинирования исследования с использованием проблемно-поискового и объяснительно-иллюстративного методов обучения. Данная технология позволяет вовлечь учащихся в различные виды деятельности от постановки проблемы до иллюстрации и объяснения полученных результатов своей работы. Благодаря комбинированию технологий в течение урока происходит смена видов деятельности учащихся, что повышает мотивацию учащихся к изучению физики. Важное условие работы – вовлечение в процесс познания всех учащихся посредством точно подобранных коммуникаций (пар, групп учащихся), в результате деятельности которых может быть сделан важный вывод. Комбинирование предложенных технологий приносит положительные результаты. А именно обеспечивает наиболее прочное усвоение ранее полученных знаний, развивает мышление, побуждает учащихся к творческой деятельности, формирует умение: анализировать, сопоставлять, обобщать, а также проявлять инициативу и коммуникабельность. Учитель Кириллов Сергей Александрович. г.Кострома. Предмет: "Физика". Курс: "Основы термодинамики". Класс : 10. Тема урока: "Применение первого закона термодинамики к различным процессам". Технология урока: исследование с использованием проблемно-поискового и объяснительно-иллюстративного методов обучения. 1 © ©М МО ОУ У ггииммннааззиияя № № 1155.. ККииррииллллоовв ССееррггеейй А Аллееккссааннддррооввиичч Цели урока: сформировать знания о применении первого закона термодинамики к изопроцессам; повторить теоретическую часть по газовым законам и основам термодинамики; продолжить формировать умения устанавливать закономерности, анализировать изучаемый материал и делать выводы, работать с первоисточником; развивать познавательную деятельность учащихся через систему учебных заданий. Задачи урока: активизировать познавательный интерес учащихся к предмету; дифференцировать деятельность учащихся по содержанию темы и видам; направить поисковую деятельность учащихся на решение комплекса внутрипредметных учебных проблем используя проблемно-интегративный подход к обучению. Учебники: Г.Я.Мякишев "Физика 10", М."Просвещение", 2006 г. В.А.Касьянов "Физика 10", М."Дрофа", 2003 г. Оборудование: плакаты "Дизельный двигатель" и "Образование облаков"; компакт-диск "Физика в картинках"; компьютерная демонстрация «Дизельный двигатель»; компьютер с подключенным проецирующим устройством; кодоскоп. Этапы урока. I этап: Мотивация учащихся учителем. (3мин.) II этап: Повторение изученного материала через фронтальную беседу с сопровождением записями на доске. (5 мин.) III этап: Предоставление учителем учащимся устной информации по теме. (3 мин.) IV этап: Проблематизация учащихся на основе полученной информации. (5 мин.) V этап: Работа учащихся в группах по предложенным заданиям с последующей проверкой. (5 мин.) VI этап: Объяснение нового материала учителем (адиабатный процесс) (6 мин.) VII этап: Информация учащего учащегося по заранее заданной проблеме. (5 мин.) VIII этап: Закрепление изученного на уроке материала через решение задач. (5 мин.) IX этап: Итог урока (3 мин.) 2 © ©М МО ОУ У ггииммннааззиияя № № 1155.. ККииррииллллоовв ССееррггеейй А Аллееккссааннддррооввиичч I этап: М Мооттиивваацциияя ууччаащ щииххссяя ууччииттееллеемм.. С помощью первого закона термодинамики можно делать важные заключения о характере протекающих процессов. Прежде чем мы приступим к получению этих заключений давайте вспомним, что называется изопроцессом и какие изопроцессы вам известны. Вопросы классу: - Дать определение изопроцесса. - Какие изопроцессы вы знаете? Трое учащихся вызываются к доске (дать описание процесса): -изотермический процесс; -изохорный процесс; -изобарный процесс. II этап: П Пооввттооррееннииее ииззууччееннннооггоо ммааттееррииааллаа ччеерреезз ф фррооннттааллььннуую ю ббеессееддуу сс ссооппррооввоож жддееннииеемм ззааппииссяяммии ннаа ддооссккее.. Пока учащиеся у доски оформляют свой ответ, учитель работает с классом в форме фронтальной беседы. Приложение 1. Вернемся к материалу прошлого урока и вспомним первый закон термодинамики. - Дать формулировку первого закона термодинамики. - Что выражает данный закон? - Какие величины связывает этот закон? - Как записывается данный закон? - Что означает каждая физическая величина в первом законе термодинамики? - Как найти изменение внутренней энергии? - Как рассчитать работу газа? - Мы говорим, что система обладает внутренней энергией, но почему нельзя сказать, что она обладает запасом определенного количества теплоты или работы? - В каком случае изменение внутренней энергии отрицательно? 3 © ©М МО ОУ У ггииммннааззиияя № № 1155.. ККииррииллллоовв ССееррггеейй А Аллееккссааннддррооввиичч Заслушиваются ответы учащихся по изопроцессам. Переходим к изучению нового материала. Тема урока записывается в тетрадях. Изучение нового материала. III этап: П Пррееддооссттааввллееннииее ууччииттееллеемм ууччаащ щииммссяя ууссттнноойй ииннф фооррммааццииии ппоо ттееммее.. В ходе урока на доске выстраивается схема. Приложение 2. При составлении схемы рассматривается первый закон термодинамики применительно к каждому изопроцессу. (изотермический процесс комментирует учитель) - Изотермический процесс характеризуется постоянной температурой. Следовательно изменение температуры будет равно нулю. Значит нет изменения внутренней энергии. Тогда все переданное газу количество теплоты идет на совершение работы. (Рассматриваем когда газ совершает положительную работу, а когда отрицательную). IV этап: П Пррооббллееммааттииззаацциияя ууччаащ щииххссяя ннаа ооссннооввее ппооллууччеенннноойй ииннф фооррммааццииии.. 4 © ©М МО ОУ У ггииммннааззиияя № № 1155.. ККииррииллллоовв ССееррггеейй А Аллееккссааннддррооввиичч - Аналогично учащиеся в группах рассматривают изохорный и изобарный процессы. Затем представители групп вносят данные в схему и поясняют свои рассуждения. V этап: РРааббооттаа ууччаащ щииххссяя вв ггррууппппаахх ппоо ппррееддллоож жеенннны ымм ззааддаанниияямм сс ппооссллееддуую ющ щеейй ппррооввееррккоойй.. Используя полученную схему, работая в группах учащиеся отвечают на вопросы (выдаются карточки-задания для групп). Приложение 3. (Проверка ответов через кодоскоп или телевизор, присоединенный к компьютеру) - На графике изображен процесс, в ходе которого газ совершил работу 20 Дж. Какое количество теплоты было передано газу? р V 0 - Как изменилась внутренняя энергия газа в процессе изображенном на рисунке, если ему было передано 600 Дж теплоты? р 0 T - Какое количество теплоты получил газ, внутренняя энергия которого изменилась на 100 Дж и газ при этом совершил работу на 50 Дж? 5 © ©М МО ОУ У ггииммннааззиияя № № 1155.. ККииррииллллоовв ССееррггеейй А Аллееккссааннддррооввиичч VI этап: О Оббъъяяссннееннииее ннооввооггоо ммааттееррииааллаа ууччииттееллеемм ((ааддииааббааттнны ыйй ппррооццеесссс)) Обратим внимание на процесс, протекающий в системе, которая не обменивается теплотой с окружающими телами. Это адиабатный процесс. Откройте учебник на странице 74, пункт "Адиабатный процесс" и прочитайте об этом процессе. Пока учащиеся читают, учитель готовит на доску плакат "Устройство дизеля". Приложение 4. Учитель предлагает учащимся ответить на вопросы-задания: - Сформулируйте определение адиабатного процесса. - Какова форма записи первого закона термодинамики применительно к адиабатному процессу. - Какой процесс можно считать адиабатным? Полученными учащимися данными учитель дополняет схему. Использование ТСО (компакт-диск "Физика в картинках"; компьютер с подключенным проецирующим устройством) Проблема: Посмотрите на компьютерную демонстрацию адиабатного процесса и ответьте на вопрос: чем отличается адиабата от изотермы? Использование ТСО (компьютерная демонстрация «Дизельный двигатель»; компьютер с подключенным проецирующим устройством) 6 © ©М МО ОУ У ггииммннааззиияя № № 1155.. ККииррииллллоовв ССееррггеейй А Аллееккссааннддррооввиичч Адиабатный процесс нашел свое применение в дизельных двигателях. В таких двигателях отсутствует система зажигания. В цилиндр засасывется атмосферный воздух, а к концу такта сжатия в цилиндр, с помощью форсунки, впрыскивается жидкое топливо. К этому моменту температура воздуха на столько велика, что горючее воспламеняется. Учитель обращает внимание учащихся. Преимущество дизельных двигателей перед карбюраторными: - отсутствует система зажигания; - более высокий КПД; - более дешевое топливо. VII этап: И Иннф фооррммаацциияя ууччаащ щееггоо ууччаащ щееггооссяя ппоо ззааррааннееее ззааддаанннноойй ппррооббллееммее.. Адиабатный процесс в природе - образование облаков. Возможно рассмотрение данного вопроса через заранее подготовленную информацию в форме доклада ученика «Образование облаков» VIII этап: ЗЗааккррееппллееннииее ииззууччееннннооггоо ннаа ууррооккее ммааттееррииааллаа ччеерреезз ррееш шееннииее ззааддаачч.. Приложение 5. 1. Давление газа 8 МПа. При изобарном расширении объем газа увеличился на 0,5 м при сообщении ему 6 МДж тепла. Найти изменение внутренней энергии. 2. Какое количество теплоты необходимо для изохорного нагревания гелия массой 4 кг на 100К? IX этап: И Иттоогг ууррооккаа Подведение итогов урока. На сегодняшнем занятии мы повторили изопроцессы, рассмотрели первый закон термодинамики применительно к различным процессам , познакомились с адиабатным процессом. I. Вопросы для учащихся. 1. В зависимости от чего меняется вид формулы, выражающей первый закон термодинамики? 2. В каком процессе изменение внутренней энергии происходит только за счет совершения работы? 3. Приведите примеры адиабатных процессов. II. Оценивание работы класса в целом и отдельных учащихся. 7 © ©М МО ОУ У ггииммннааззиияя № № 1155.. ККииррииллллоовв ССееррггеейй А Аллееккссааннддррооввиичч Выставление отметок. Домашнее задание. $ 81 (до теплообмена в замкнутой системе), упр.15 (11). Приложения. Приложение 1. Вопросы фронтальной беседы. - Дать формулировку первого закона термодинамики. - Что выражает данный закон? - Какие величины связывает этот закон? - Как записывается данный закон? - Что означает каждая физическая величина в первом законе термодинамики? - Как найти изменение внутренней энергии? - Как рассчитать работу газа? - Мы говорим, что система обладает внутренней энергией, но почему нельзя сказать, что она обладает запасом определенного количества теплоты или работы? - В каком случае изменение внутренней энергии отрицательно? Приложение 2. Схема. 8 © ©М МО ОУ У ггииммннааззиияя № № 1155.. ККииррииллллоовв ССееррггеейй А Аллееккссааннддррооввиичч Приложение 3. Карточки-задания для групп - На графике изображен процесс, в ходе которого газ совершил работу 20 Дж. Какое количество теплоты было передано газу? р V 0 - Как изменилась внутренняя энергия газа в процессе изображенном на рисунке, если ему было передано 600 Дж теплоты? р 0 T - Какое количество теплоты получил газ, внутренняя энергия которого изменилась на 100 Дж и газ при этом совершил работу на 50 Дж? 9 © ©М МО ОУ У ггииммннааззиияя № № 1155.. ККииррииллллоовв ССееррггеейй А Аллееккссааннддррооввиичч Приложение 4. Плакат "Устройство дизеля". Приложение 5. Задачи на закрепление. 1. Давление газа 8 МПа. При изобарном расширении объем газа увеличился на 0,5 м при сообщении ему 6 МДж тепла. Найти изменение внутренней энергии. 2. Какое количество теплоты необходимо для изохорного нагревания гелия массой 4 кг на 100К? 10 © ©М МО ОУ У ггииммннааззиияя № № 1155.. ККииррииллллоовв ССееррггеейй А Аллееккссааннддррооввиичч