Муниципальное общеобразовательное учреждение
« Средняя общеобразовательная школа №3 р.п. Линево»
Искитимского района Новосибирской области
Номинация: Методическая разработка уроков по физике 7 класса, по теме: «Плотность».
Автор: Чечеткина Татьяна Геннадьевна, учитель физики высшей квалификационной категории, педагогический стаж – 17 лет.
Адрес: 633216, Новосибирская область, Искитимский район,
р.п. Линево, ул. Листвянская 31а
Телефон 8(38343)3-12-55, 3-02-65
e-mail:shkola-3@yandex.ru
Пояснительная записка
В современной образовательной структуре сущность образовательного процесса состоит в развитии обучающихся, в формировании их способностей осмысливать, действительность. Это возможно в рамках личностно-ориентированного образования, которое, на мой взгляд, можно реализовать, используя методологический подход к формированию физических понятий или через исследовательский характер, которые позволяют:
учитывать личностные особенности учащихся;
развивать логическое и творческое мышление учащихся;
активизировать самостоятельную познавательную деятельность учащихся;
вырабатывать у учащихся умения и навыки выполнения таких операций, как анализ, синтез, сравнение, сопоставление, классификация, абстрагирование и обобщение;
учитывать возрастные особенности учащихся.
Разнообразие различных видов деятельности является одним из способов формирования универсальных учебных действий. Развитие исследовательских умений средствами учебного предмета “физика” происходит при изучении метода научного познания, а также при проведении фронтального эксперимента и физического практикума. При этом важно, чтобы задания носили исследовательский характер и позволяли бы учащимся не просто получить знания в готовом виде, а самим их добыть в процессе проведения эксперимента. Одновременно формируется умение планировать свою деятельность, действовать в незнакомой ситуации. Такие работы могут выполняться в качестве закрепления изучаемого материала. Но особый интерес представляют собой уроки, на которых происходит изучение явлений и физических понятий на основе учебного эксперимента.
В данной работе я представляю разработки двух уроков для разноуровневого восприятия понятия «Плотность», различными группами учащихся и фильм с фрагментами одного из уроков. Традиционно понятие плотности вещества вводится через отношение массы тела к его объему, а затем только выполняется лабораторная работа по определению плотности вещества. При этом учащиеся действуют по готовой инструкции. Однако, само понятие плотности можно ввести через фронтальный эксперимент, создав проблемную ситуацию, исследуя зависимость массы тела от его объема (для тел, сделанных из одного вещества). При этом естественным образом обосновывается название изучаемой величины (плотности) и формула для расчета величины, а также формируется алгоритм её измерения.
В своей работе я использую различные методики формирования понятий:
1. методика пошагового формирования понятий;
2. через фронтальный эксперимент;
3. через проблемную ситуацию.
Деятельность школьников на данных уроках направлена на то, чтобы сформировать следующие компетенции:
учебно-познавательная;
коммуникативная;
информационная;
толерантная.
Урок №1 по теме «Плотность» (7 класс – 90 минут, группа с повышенными способностями). Прилагается фильм с фрагментами урока
Тип урока: комбинированный
Главная дидактическая цель урока: изучить понятие “плотность”.
Цель урока для учителя:
образовательная – знакомство с техническим применением понятия плотность, установление причинно-следственных связей в окружающем мире.
воспитательная – воспитание любви к природе, чувства товарищеской взаимовыручки, этики групповой работы.
развивающая – развитие самостоятельности мышления, грамотной устной речи, навыков практической работы.
Задачи урока (для учителя).
1. Организовать работу в группах и индивидуально.
2. Поставить перед учащимися проблему и совместно с учениками сформулировать цель исследования.
3. Выстроив цепочку познавательных задач, подвести учащихся к выводу о том, что масса вещества прямо пропорциональна объему тела, состоящего из этого вещества; отношение массы к объему при этом не зависит ни от массы, ни от объема, а только от типа вещества и поэтому может являться величиной, характеризующей вещество.
4. Сформулировать определение плотности и обосновать формулу для вычисления плотности р = m /V.
5. Ввести единицы плотности и научить переводить их в систему единиц СИ. 6. Выяснить физический смысл плотности, научить пользоваться таблицами плотностей.
8. Подготовить учащихся к выполнению домашнего задания
9. Выявить и сопоставить результаты деятельности учителя и ученика на уроке.
Оборудование : два цилиндра одинакового объема, но разной массы; весы ; кубики равной массы, но разного объема; компьютер, проектор, мультимедийный планшет, источники информации (энциклопедии по физике, справочники).
Планируемый результат:
усвоить понятие плотности теоретически и экспериментально;
получить дополнительную информацию о данном понятии;
подготовить детей к проведению домашнего эксперимента.
Ход урока:
Шаг 1. При изучении понятия плотности веществ можно начать со следующей вступительной беседы.
Учитель: Одинаково ли погружается тело в воду во время купания в море и в озере?
Ученик: Нет, тело сильнее погружается в озере.
Учитель: Как вы думаете, почему?
Ученик: Потому что в море вода соленая.
Учитель: Да, действительно в соленой воде плавать легче. Как вы думаете, почему?
Ученик: Наверное, какие-то характеристики этих жидкостей различны.
Учитель: Все вещества характеризуются плотностью. Далее учащимися выполняется фронтальный лабораторный опыт: учащимся раздаются по два цилиндра одинакового объема, но разной массы. Взвесив цилиндры, учащиеся приходят к выводу, что эти два цилиндра изготовлены из разных веществ, следовательно, имеют различную плотность. Затем проводится демонстрация: демонстрируются два кубика равной массы, но разного объема. Если взять кубики из железа и пробки массой по 1 кг, то объем железного куба равен 0,0013 м3, а пробкового – 0,0042 м3. Следовательно, можно сделать вывод, что плотности этих веществ разные.
Шаг 2. Дается определение плотности: плотность – это физическая величина, численно равная отношению массы тела к его объему.
Физический смысл этого понятия заключается в том, что плотность вещества показывает массу одного м3 данного вещества.
Шаг 3. Математической конструкцией данного понятия является формула для вычисления плотности вещества.
Формула для расчета и единица измерения плотности
кг/м3 - единица измерения плотности
Шаг 4. Учащимся предлагается подготовить рефераты или доклады о техническом применении данного понятия. Например, учащиеся могут раскрыть устройство и принцип действия приборов предназначенных для измерения плотности веществ.
Плотномер - это прибор для непрерывного (или периодического) измерения плотности веществ в процессе их производства или переработки, устанавливается непосредственно в производственных агрегатах или технологических линиях. По принципу действия плотномеры делятся на следующие основные группы: поплавковые, весовые, гидростатические, радиоизотопные, вибрационные, ультразвуковые. Поплавковые плотномеры бывают с плавающим поплавком (представляют собой ареометр постоянной массы) или с погруженным поплавком (ареометр постоянного объёма).
Ареометр - прибор, в виде стеклянного поплавка с делениями и грузом внизу, предназначенный для измерения плотности жидкостей и твердых тел. Принцип действия ареометра основан на законе Архимеда.
Различают:
ареометры постоянного веса, в которых глубина погружения ареометра обратно плотности жидкости;
ареометры постоянного объема, в которых плотность определяется по массе гирь, снятых или добавленных для погружения ареометра до метки, указывающей объем вытесненной жидкости.
Шаг 5. Внутрипредметные связи данного понятия:
понятие плотности связано с понятием массы тела и понятием объема тела;
понятие плотность используется при изучении тепловых явлений в 8-ом классе, в разделе “Механика” в 7-ом, 9-ом классах, в разделе “Молекулярная физика и термодинамика” в 10-ом классе;
в 10-ом классе в курсе электродинамики используется понятие плотность тока, плотность заряда.
При изучении этого понятия необходимо реализовать и межпредметные связи. Это связь с естествознанием и природоведением, здесь рассматриваются плотности жидкостей и твердых тел. В химии рассматривается плотность веществ, а в географии – плотность населения.
Шаг 6. Учащиеся решают задачу №.1.
Задача №1: Чтобы получить латунь, сплавили куски меди массой 178 кг и цинка массой 355 кг. Какой плотности была получена латунь?
Решение задачи № 1 представлено на рисунке 1 .
Рисунок 1 . Решение задачи №3.
Домашний физический эксперимент: каждому ученику предлагается определить среднюю плотность человеческого тела. Свою массу можно определить на весах. Воспользовавшись легендой об Архимеде можно достаточно просто определить объем своего тела (погрузившись полностью в ванну, человек вытеснит по объему воды ровно столько, каков объем его тела). Объем своего тела можно определить следующим образом: надо отметить уровень воды в ванне до и после погружения. Определить объем воды между этими двумя уровнями можно, посчитав, сколько литровых банок воды необходимо вылить в ванну, чтобы вода поднялась от первого уровня до второго. Затем, воспользовавшись формулой для расчета плотности, каждый ученик высчитывает плотность своего тела.
В классе необходимо обсудить результаты домашнего эксперимента и учащиеся должны сделать вывод: средние плотности всех человеческих тел приблизительно одинаковы и немного больше плотности воды.
Шаг 7. Понятие “Плотность” используется для макромира и мегамира.
Шаг 8. Содержание понятия “Плотность” представлено в таблице 1.
Таблица 1.
Содержание понятия “Плотность”
| Общенаучное | Конкретно-научное |
| Показывает количество чего–либо в единице чего–либо.
| Величина, определяемая для однородного вещества массой единицы его объема |
Шаг 9. Учащиеся работают с таблицами плотностей в учебнике Перышкина А. В. “Физика -7”, стр. 50-51 и им предлагается ответить на следующие вопросы:
Что такое плотность?
В каких единицах измеряется плотность?
Какова плотность меди?
Что это означает?
Назовите вещество с наименьшей плотностью.
Чему она равна?
Что это означает?
Назовите вещество с наибольшей плотностью.
Чему она равна?
Что это означает?
Учащимся предлагается заполнить систематизирующую таблицу 2 по теме “Плотность”.
Таблица 2. Систематизирующая таблица по теме “Плотность”
| Физическая величина | Обозначение | Единица измерения | Формула |
| Масса |
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
| м3 |
|
В этой таблице учащиеся должны заполнить пустые графы.
Для систематизации знаний учащихся с ними целесообразно построить схему, изображенную на рисунке 2.
Рисунок 2 Схема систематизации знаний учащихся по теме "Плотность".
Шаг 10. Учащимися выполняется лабораторная работа по теме “Определение плотности вещества, из которого изготовлено твердое тело” (стр.164,165 в учебнике Перышкина А.В. “Физика - 7”).
Задача №2: за каждые 15 вдохов, которые делает человек в 1 мин, в его легкие поступает воздух объемом 600 см3. Вычислить объем и массу воздуха, проходящего через легкие человека за 1 час.
Решение задачи № 2 приведено на рисунке 3.
Шаг 11. Рефлексия осуществляется по вопросам:
Что было выполнено?
Как выполнялось?
Какие трудности возникли при изучении понятия?
Почему?
Что удалось лучше всего?
Почему именно это удалось лучше?
Таким образом, методологический подход к формированию физических понятий способствует:
развитию личностных качеств учащихся;
формированию научного мышления учащихся;
формированию современного научного мировоззрения учащихся;
формированию глубоких и прочных знания учащихся;
совершенствованию педагогического мастерства учителя.
Урок №2 по теме «Плотность» (7 класс – 90 минут, группа со средними способностями, и с пониженной мотивацией к изучению физики)
Тип урока: урок получения новых знаний, по структуре – комбинированный.
Обучающая (образовательная) цель: 1) сформировать у всех учащихся понятие о плотности вещества как о физической величине, являющейся характеристикой вещества; 2) научить рассчитывать плотность по известной массе и объему тела; 3) совместно с учащимися выработать алгоритм определения плотности на опыте.
Развивающая цель: способствовать развитию умения проводить учебное исследование и работать с информацией, представленной в различных знаковых системах: текстом, таблицей, графиком.
Воспитательная цель: воспитывать положительное отношение к процессу учения, формировать самооценку и самостоятельность.
Задачи урока (для учителя).
1. Организовать работу в группах и выполнение учебного эксперимента.
2. Поставить перед учащимися проблему и совместно с учениками сформулировать цель исследования.
3. Выстроив цепочку познавательных задач, подвести учащихся к выводу о том, что масса вещества прямо пропорциональна объему тела, состоящего из этого вещества; отношение массы к объему при этом не зависит ни от массы, ни от объема, а только от типа вещества и поэтому может являться величиной, характеризующей вещество.
4. Сформулировать определение плотности и обосновать формулу для вычисления плотности р = m /V.
5. Ввести единицы плотности и научить переводить их в систему единиц СИ.
6. Выяснить физический смысл плотности, научить пользоваться таблицами плотностей.
7. Совместно с учащимися сформулировать алгоритм определения плотности вещества опыте.
8. Подготовить учащихся к выполнению домашнего задания
9. Выявить и сопоставить результаты деятельности учителя и ученика на уроке.
Задачи урока (для ученика) формулируются совместно с учителем на разных этапах урока.
Выяснить: 1) почему тела одинаковой массы могут иметь разный объем, а тела одинакового объема могут иметь разную массу?
2) что такое плотность вещества, как ее можно измерить и вычислить?
3) что показывает «плотность» и в каких единицах измеряется?
4) для чего нужно знать плотность вещества?
Научиться измерять плотность на опыте.
При подготовке к уроку, выборе формы и методов проведения урока опиралась на следующие обстоятельства:
1) умение учащихся измерять массу с помощью рычажных весов и объем твердого тела с помощью мензурки; опыт их повседневной жизни;
2) необходимость развития исследовательских умений как одного из универсальных учебных действий, а также умения работать с информацией, представленной в различных знаковых системах: графиками, таблицами, текстом;
3) необходимость подготовки учащихся Государственной итоговой аттестации (в новой форме), в контрольно-измерительных материалах которой представлены задания на проверку с помощью натурного эксперимента умения не только выполнять прямые измерения и по ним вычислять требуемую величину, но и умение исследовать зависимость одной величины от другой, строить график или таблицу полученной зависимости, проверять заданное предположение. Таким образом, используемый метод можно определить по уровню познавательной деятельности как поисковый (эвристический), частично исследовательский, а по уровню предполагаемой активности – как интерактивный. На уроке будут использованы фронтальная и групповая формы работы.
Оборудование и материалы, используемые на уроке.
Учитель. Весы с разновесами, тела равного объема, разной массы, тела одинаковой массы, но разного объема. Компьютер, проектор, экран. В электронной презентации показан только вспомогательный материал: задачи урока для учащихся, таблицы, заготовка для графика, ответы на вопросы диагностической работы, домашнее задание.
Ученик. Весы с разновесами, мензурка с водой, кусок пластилина на нити (у всех разный по объему), металлический цилиндр (у всех из разных материалов), бланк отчета.
Планируемый результат:
усвоить понятие плотности теоретически и экспериментально;
получить дополнительную информацию о данном понятии;
подготовить детей к проведению домашнего эксперимента.
Ход урока
| Этап урока | Деятельность учителя | Деятельность ученика |
| Организационный | Учитель приветствует учеников и разбивает их на группы по уровню знаний, проверяет готовность к уроку. | Приветствуют учителя, занимают свои места |
| Этап подготовки к активному усвоению нового материала, постановка проблемы урока. | Ведет беседу, демонстрирует опыты, формулирует проблему урока, тему урока, цели урока. | Слушают учителя, отвечают на вопросы. Совместно с учителем формулируют задачи урока. |
| Учитель: Часто мы говорим: “Железо тяжелое, а дерево легкое”. Что мы при этом имеем в виду? У меня в руках два одинаковых по размеру цилиндра. Можете ли вы сказать, какой из них легче? Ученик: Нельзя, надо подержать в руках или взвесить на весах. Учитель кладет на разные чашки весов цилиндры. Учитель: Что мы наблюдаем? Какой вывод можно сделать? Ученик: Весы вышли из равновесия, значит тела, имеющие одинаковый объем могут иметь разную массу. Учитель: могут ли тела иметь одинаковую массу, но разный объем? Кто-то вспоминает, что килограммовая гиря и килограмм сахарного песка имеют разный объем. Учитель кладет на разные чашки весов стальной и пластилиновый шарики разного объема, но равной массы. Весы остаются в равновесии. Учитель формулирует проблему: Почему тела могут иметь одинаковый объем, но разную массу? одинаковую массу, но разный объем? От чего тогда зависит масса тела? Ученики: Это связано с тем, что тела изготовлены из разного вещества. Одно вещество может быть плотнее другого. Учитель: Действительно, каждое вещество имеет свою характеристику, которая называется плотностью. Тема сегодняшнего нашего занятия “Плотность вещества” Запишите её. Как вы думаете, что мы сегодня можем узнать на уроке? Ученики: Что такое плотность? Как ее можно вычислить, или измерить? Как обозначается плотность? В каких единицах измеряется? Что показывает плотность? | ||
| Этап усвоения знаний. Постановка познавательной задачи 1 | Учитель: Вам хорошо известно, что масса воды в ведре больше массы воды в стакане. Маленький и большой кусок пластилина имеют разные массы. У каждого из вас на парте тоже лежит кусочек пластилина. Давайте попробуем провести опыт и определим, объем и массу куска пластилина, а затем сравним полученные результаты. Каждая группа записывает результаты измерений в таблицу в столбик с номером своей группы. Не забывайте правила пользования рычажными весами работы со стеклянным оборудованием. | |
| Работа в группе по выполнению познавательной задачи 1. | Наблюдает за ходом работы, отвечает на вопросы, следит за правильностью выполнения опытов и соблюдением техники безопасности. | С помощью рычажных весов взвешивают пластилин. С помощью мензурки определяют объем куска пластилина. |
| Обсуждение и формулировка вывода. | Учитель полученные результаты записывает в таблицу (на доске) | Ученики сообщают о полученных результатах, а результаты других групп вносят в свою таблицу в бланке отчета. |
| Учитель: Можем ли мы по полученным данным сказать, от чего зависит масса куска пластилина? Ученик: Да. Масса зависит от объема тела: Чем больше объем, тем больше масса тела. | ||
| Постановка и выполнение познавательной задачи 2. Обсуждение и формулировка вывода | Можно ли представить результаты измерений другим способом, более наглядным, чем таблица? Каким? При построении графика выберите удобный масштаб. | Да, можно построить график зависимости массы тела от его объема. Строят график по точкам. Один человек работает у доски. |
| Какую линию представляет собой график? Как называется такая зависимость? Что это значит? | Прямую, это график прямой пропорциональной зависимости. Это значит, что во сколько раз изменяется объем тела, во столько же раз изменяется масса тела. | |
| Постановка и выполнение познавательной задачи 3. Обсуждение и формулировка вывода | Вычислите отношение массы тела к его объему для всех тел. Изменяется ли значение этого отношения при изменении массы? Объема? Каждая группа докладывает о своих результатах, записи вносятся в таблицу на доске. | Вычисляют. Проанализировав данные, полученные всеми группами, делают вывод о том, что отношение массы к объему не зависит от массы тела и его объема. |
| Постановка и выполнение познавательной задачи 4 | А если взять тело, состоящее из другого вещества? Останется ли отношение массы к объему неизменным? Проверьте это, определив данное отношение для других тел. Результаты запишите в “свою” колонку в таблице. | Учащиеся, работая в группах, повторяют опыт, определяя массу, объем металлического цилиндра и отношение объема к массе. В каждой группе работают с цилиндрами равного объема, но сделанными из разных веществ. |
| Обсуждение результатов, полученных в группах. Обоснование формулы расчета плотности. Формулировка алгоритма экспериментального определения плотности. | Учащиеся докладывают результаты определения отношения m/V, учитель записывает их на доске или вносит в презентацию. Учащиеся записывают данные других групп, в свою таблицу Учитель: Одинаково ли отношение массы к объему тела для разных веществ? Для одного вещества? Ученик: Отношение массы к объему тела зависит от вида вещества и не зависит от массы тела и его объема. Учитель: поэтому можно именно это отношение считать характеристикой вещества и называть плотностью вещества, которую обозначим буквой р. Итак, плотность – это физическая величина, равная отношению массы тела к его объему: Какую еще информацию о физической величине “плотность” нам следовало бы получить? Ученики: как вычислить плотность, в каких единицах измеряется плотность? Как ее измерить? Учитель: попробуйте сами ответить на эти вопросы, обсудите их в группе. Далее идет обсуждение в группах, затем каждая группа дает свой ответ и учитель подводит общий итог: 1) плотность вещества можно вычислить, разделив массу тела на его объем, 2) измеряется плотность в кг/м3, 3) для измерения плотности вещества, надо - измерить массу тела; - измерить объем тела; - рассчитать плотность по формуле (1). | |
| Закрепление изученного материала | Учитель: определим физический смысл понятия “плотность вещества”, т.е. ответим на вопрос, что показывает плотность? Откройте таблицу плотностей, которая имеется в учебнике. Найдите плотность алюминия. Ученик: 200 кг/м3 . Учитель: это значит, что 1 м3 алюминия имеет массу 2700 кг. Учитель: а какую массу имеет 1м3 воды? Какова плотность льда? Ученик: масса 1 м3 воды равна 1000 кг, а плотность льда 900 кг/м3. Учитель: Таким образом, плотность показывает, какова масса вещества, взятого в единице объема. Но всякий раз, чтобы измерить плотность, вовсе не следует брать объемы вещества, равные 1 м3. Плотность в системе единиц СИ измеряется в кг/м3, но ее можно измерять и в других единицах, например, в г/см3. Достаточно, знать, как производится перевод кг/м3 в г/см3 и наоборот. Познакомимся с правилами перевода единиц плотности: 1 кг = 1000 г, 1 м3 = 1000000 см3
| |
| Подведение итога работы: ответы на вопросы, поставленные в начале урока. | Учитель: Можем ли мы определить, у какого из тел равного объема будет больше масса? Ученик: Да. Во втором опыте получилось, что у тел, с большей плотностью масса оказалась большей. Значит, масса тела зависит не только от объема тела, но и от плотности. Чем больше плотность вещества, тем больше масса тела, имеющего такой же объем. Учитель: действительно, так как | |
| Выполнение небольшой диагностической работы (работа выполняется на отдельном листочке без выставления отметки).Сможете ли вы выполнить? | 1 вариант У какого из трех брусков, сделанных из дуба, больше масса? 1) 1; 2) 2; 3) 3; 4) одинакова у всех. 2. Плотность бетона равна 2200 кг/м3. Что это значит? 3. 7, 3 г/см3 = ….. кг/м3 | 2 вариант У какого шарика меньше масса? 1) у алюминиевого, 2) у стального; 3) массы одинаковы; 4) данных для ответа не хватает. 2. Плотность керосина равна 8 г/см3. Что это значит? 3. 2500 кг/м3 = ….. г/см3 |
| Самопроверка | Учащиеся сверяют свои ответы с ответами, представленными в презентации. Учитель подсчитывает количество правильных ответов по каждому вопросу. | |
| Этап подготовки к выполнению домашнего задания | Домашнее задание: Используя текст §21 (учебник Степановой Г.Н. “Физика. 7 кл. ст.100-104), 1) в тетради на печатной основе выполнить задания №1, 3, 4 на стр.63-64. Воспользуйтесь правилом перевода единиц измерения плотности и образцом в тетради. 2) желающие дополнительно могут составить свою задачу и решить ее. | |
| Оценка, самооценка, рефлексия. | Учитель оценивает работу учащихся, отмечая тех, кто хорошо работал на уроке, высказывает свои пожелания. Отмечает для себя, что не получилось из запланированного сделать, что получилось удачно. | Учащиеся отвечают на вопросы: Чему вы сегодня научились? Что вам было делать легко? Что трудно? Что хотелось бы узнать еще? Чему хотелось бы научиться? |
| “Что будем делать на следующем уроке? | Учитель: Итак, проведя исследование, мы установили: 1) плотность вещества – физическая величина, которая является характристикой вещества и определяет массу тела заданного объема, состоящего из данного вещества; 2) получили формулу для расчета плотности; 3) сформулировали алгоритм определения плотности вещества и научились измерять плотность твердого тела. На следующем уроке, используя этот алгоритм, будем измерять не только плотность твердых тел, но и жидкостей и сыпучих тел. В дальнейшем мы научимся решать качественные и количественные задачи на определение массы, объема и плотности различных тел. Всем спасибо за работу. До свидания. | |
и ваш вывод подтверждается данной формулой. С другой стороны объем тела может быть определен по формуле 
и, зная плотность, мы можем вычислить какой объем, например, будет иметь тело известной массы. Подумайте, где это может пригодиться? Теперь выполним небольшой тест.
21
