1. ПРОЕКТ: “НЕСМЕШИВАЮЩИЕСЯ ЖИДКОСТИ”.
ТЕБЕ ПОТРЕБУЕТСЯ: 3 небольшие банки с крышками, вода, зеленая пищевая краска, растительное масло, спирт, жидкость для мытья посуды
СХЕМА РАБОТЫ:
- Налей в первую банку воды на одну треть объема банки. Добавь немного краски.
- Налей сверху по стенке банки на одну треть ее объема масла и затем на одну треть объема спирт.
- Посмотри, как ведут себя жидкости.
- Так же налей воду, масло и спирт - в две остальные банки.
- В третью банку добавь примерно одну чайную ложку средства для мытья посуды.
- Закрой все банки крышками.
- Потряси вторую и третью банки.
- Через несколько часов сравни жидкости в трех банках.
РЕЗУЛЬТАТ: В первой банке четко видны три слоя жидкости. В третьей банке образовалась мутная смесь. Во второй банке масло находится почти посередине, но жидкость и сверху и снизу окрашена.
ОБЪЯСНЕНИЕ: Спирт смешивается с водой, тогда как масло не смешивается ни с водой, ни со спиртом. При этом масло в воде плавает, а в чистом спирте тонет. Если правильно подобрать количество воды и спирта и добавить совсем немного масла, то масло будет плавать посередине этой смеси, собравшись в шарик.
СОВЕТ ПО ПОДГОТОВКЕ ОТЧЕТА: Сделай фотографии банок сразу после встряхивания и через несколько часов. Подпиши банки и покажи их на выставке.
ЗНАЕШЬ ЛИ ТЫ? При добавлении средства для мытья посуды образуется эмульсия – жир разбивается на очень мелкие капельки, которые не могут соединиться вместе. Вещества, вызывающие образование эмульсии, называются эмульгаторами. Образуя эмульсию, средство для мытья посуды помогает смыть с тарелок остатки жирной пищи. Одним из природных эмульгаторов является яичный желток. При приготовлении майонез он помогает маслу смешаться с уксусом и другими добавками. Смеси веществ обычно более эффективны как эмульсии, чем индивидуальные вещества, и чаще последних используются в составах различного назначения.
Разнообразные по составу и свойствам, эмульсии широко используют в промышленности, сельском хозяйстве, медицине и других областях. Многокомпонентными эмульсии являются многие пищевые продукты (например, молоко- одна из первых изученных эмульсий, яичный желток), а кроме того, млечные соки растений, сырная нефть.
В виде эмульсий применяют смазочно-охлаждающие жидкости, некоторые пестициды, космические средства, лекарства, связующие для эмульсионных красок. В строительстве широко применяют битумные эмульсии.
2. ПРОЕКТ: “МАГНИТНОЕ ПОЛЕ ЗЕМЛИ”.
ТЕБЕ ПОТРЕБУЕТСЯ: Прямоугольный магнит, железные опилки (или стальной гвоздь и напильник), старая баночка для перца, крышка от банки кофе, 2 листа плотной белой бумаги, бутылка с разбрызгивателем, уксус, линейка, ручка или маркер
Все магнитные поля – и маленькие и большие – имеют одинаковую форму. Огромное магнитное поле Земли, которое простирается от Южного полюса до Северного полюса, очень похоже на поле обычного прямоугольного магнита. Ты убедишься в этом, выполнив предлагаемый проект.
СХЕМА РАБОТЫ:
- С помощью крышки от банки кофе нарисуй на одном листе бумаги круг. Внутри круга нарисуй контуры континентов, чтобы получилась упрощенная карта Земли.
- Отогни вниз края листа, на котором нарисован земной шар так, чтобы изображение земного шара оказалось чуть-чуть выше магнита, который ты положишь под лист.
- Положи магнит под лист так, чтобы он лежал вдоль линии, соединяющей Северный и Южный полюса Земли на рисунке.
- Сложи второй лист бумаги воронкой и вставь узкий конец воронки в перечницу.
- Через эту воронку засыпь железные опилки в перечницу. Если ты не можешь найти железные опилки, получи их сам из гвоздя с помощью напильника. Опилок должно быть столько, чтобы они тонким слоем покрывали лист бумаги. Согнув лист, пересыпь опилки перечницу.
- Аккуратно посыпь опилками лист и подуй на них, чтобы они равномерно распределились по бумаге.
- Налей уксус в бутылку-распылитель и аккуратно побрызгай им на свою карту. Не подноси распылитель слишком близко, чтобы не сдвинуть опилки. Оставь все на ночь, чтобы уксус высох, потом щеточкой убери опилки с карты.
РЕЗУЛЬТАТ: Насыпая опилки на карту, ты будешь наблюдать интересное явление – опилки станут распределяться вдоль линий магнитного поля. Поле прямоугольного магнита довольно точно воспроизводит магнитное поле Земли. Под действием уксуса опилки ржавеют, и на бумаге остается рисунок линий магнитного поля.
ОБЪЯСНЕНИЕ: Магнитные силовые линии соединяются в двух точках, которые называются магнитными полюсами. Хотя ученые долго искали исключения, до сих пор людям известны только магниты с северным и южным полюсами, между которыми и проходят магнитные линии. Все магнитные поля – и большие и маленькие - имеют одинаковую форму.
СОВЕТ ПО ПОДГОТОВКЕ ОТЧЕТА: Фотографируй каждый этап своего опыта. Рядом с полученными фотографиями помести на стенде готовую карту. Нарисуй несколько магнитных полей разной формы, показав силовые линии и полюса.
ЗНАЕШЬ ЛИ ТЫ? Изучая распределение частиц железа и магнитных материалов в древних глинистых отложениях, ученые могут узнать, какими были магнитные поля Земли много тысячелетий назад. Эти древние, обладающие магнитными свойствами частицы, не подвластные времени, как крошечные компасы показывают, что раньше Северный полюс находился почти там же, где сейчас находится Южный полюс! Поэтому многие ученые считают, что когда-то давно произошла смена магнитных полюсов Земли.
3. ПРОЕКТ: “ИЗВЕРЖЕНИЕ ВУЛКАНА”.
ТЕБЕ ПОТРЕБУЕТСЯ: две пластиковые бутылки из-под средства для мытья посуды, одна из них с крышкой, столовая ложка, красная пищевая краска, уксус, пищевая сода, папье-маше, толстый картон или доска, клейкая лента, гуашь черного и коричневого цветов, кисточка, лак для волос, клей воронка.
Извержение вулкана, сопровождающееся выбросом газа и лавы, - одно из самых пугающихся и эффективных явлений природы. Исследователи вулканов часто подвергают себя большой опасности, наблюдая за ними. Эта модель позволит тебе спокойно посмотреть на извержение вулкана, не выходя из дома.
Проект можно совместить с изучением извержения лавы.
ЧАСТЬ 1. МОДЕЛЬ ВУЛКАНА.
СХЕМА РАБОТЫ:
- Налей в бутылку с крышкой уксус на три четверти объема бутылки. Добавь красную пищевую краску и закрой бутылку крышкой. Напиши на ней “лава”.
- Приклей вторую бутылку в центр доски и листа плотного картона.
- Нарежь клейкую ленту полосами, прикрепи ее к горлышку бутылки и к листу картона в форме тента.
- Сделай папье-маше, смешав в миске крахмал, воду и куски старых газет. Покрой сверху полосы клейкой ленты. Аккуратно отделай папье-маше верхнюю часть бутылки, чтобы получилось что-то вроде кратера вулкана.
- Оставь модель, чтобы она высохла. Раскрась ее черной и коричневой красками, чтобы было похоже на гору, покрой лаком для волос.
ЧАСТЬ 2. МОДЕЛЬ ИЗВЕРЖЕНИЯ ВУЛКАНА.
СХЕМА РАБОТЫ:
- Открой бутылку с “лавой” и аккуратно перелей “лаву” в бутылку вулкана (лучше наливать через воронку).
- Быстро добавь 4 столовые ложки (60 мл пищевой соды).
- Отойди и издали наблюдай за извержением вулкана.
РЕЗУЛЬТАТ: Сода вступает в химическую реакцию с уксусной кислотой, образуя углекислый газ. Поднимающиеся со дна бутылки пузырьки газа задерживаются в узком горлышке бутылки, и в итоге из нее выбрасывается часть жидкости вместе с кусочками пены.
ОБЪЯСНЕНИЕ: Перед извержением вулкана внутри него увеличивается давление. В результате из вулкана с силой выбрасывается газ и камни либо выливается лава.
СОВЕТ ПО ПОДГОТОВКЕ ОТЧЕТА: “Извержение” продолжается недолго, поэтому для выставки надо сделать хорошие фотографии этого процесса. Модель вулкана красива сама по себе, и ее надо показать обязательно.
ЗНАЕШЬ ЛИ ТЫ? Давление лавы и раскаленных газов внутри вулкана может вызвать взрыв сильнее, чем взрыв атомной бомбы. Сейчас на Земле есть и действующие, и потухшие вулканы иногда “просыпаются” неожиданно, снова начиная действовать. В результате извержений появляются новые горы и острова. В кратерах потухших вулканах скапливается вода – образуются чистые, глубокие и очень красивые вулканические озера.
4. ПРОЕКТ: “ИНДУКЦИОННАЯ КАТУШКА И ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ”.
ТЕБЕ ПОТРЕБУЕТСЯ: сильный прямоугольный магнит, 1,5 метра медной проволоки без обмотки, компас, стакан, 4 скрепляющих проволочки, линейка, ножницы.
В этом проекте ты познакомишься с электромагнитной индукцией – явлением, которое считается одним из важнейших научных открытий 19 в. Английский физик Майкл Фарадей обнаружил не только появление магнитных свойств под действием электричества, но и появление электрических свойств под действием магнита.
СХЕМА РАБОТЫ:
- Намотай медную проволоку на стакан, оставив по 45 см проволоки с каждой стороны. Должен получиться толстый плотный моток – катушка.
- Сними катушку со стакана и закрепи ее четырьмя кусками скрепляющей проволоки. Катушка должна быть толстой и плотной.
- Приготовь компас.
- Обмотай компас концами проволоки, идущей от катушки. Оба конца надо наматывать в одном направлении, при этом концы должны соединяться.
- Возьми катушку в одну руку, а магнит – в другую. Медленно вставляй магнит в середину катушки и доставай его. Следи за стрелкой компаса.
РЕЗУЛЬТАТ: Стрелка компаса дергается при движении магнита.
ОБЪЯСНЕНИЕ: При движении магнита создается электромагнитное поле, которое передается по проволоке и действует на стрелку компаса.
СОВЕТ ПО ПОДГОТОВКЕ ОТЧЕТА: Покажи на выставке готовую модель, сделай фотографии, показывающие все стадии работы. Сделай фотографии или рисунки приборов, в которых используется явление электромагнитной индукции. Напиши краткую биографию Майкла Фарадея и расскажи о его научных открытиях.
ЗНАЕШЬ ЛИ ТЫ? Электрическое поле и магнитное поле влияют друг на друга и переходят одно в другое, поэтому существуют понятия электромагнитного поля и электромагнитной индукции. Эти явления используются в генераторах электрического тока и трансформаторах.
5. ПРОЕКТ: “РЕГУЛИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА”.
ТЕБЕ ПОТРЕБУЕТСЯ: мягкий карандаш (3М), батарейка на 6 вольт, маленькая лампочка на 6 вольт, 2 скрепки, 3 кнопки, изоляционная лента, 2 метра медной проволоки в обмотке, 2 деревянных бруска размерами 5х15х1,25 см.
В этом проекте ты сделаешь модель реостата - прибора, регулирующего силу тока в электрической цепи за счет изменения сопротивления. Известно, что чем больше участок плохо проводящего ток материала включен в электрическую цепь, тем меньше будет сила тока. На плавном изменении длины этого участка и основано действие реостата.
ЧАСТЬ 1. ПОДГОТОВКА ЛАМПОЧКИ- ИЗМЕРИТЕЛЯ.
СХЕМА РАБОТЫ:
- Распрями скрепки и загни концы так, чтобы один из них можно было закрепить на лампочку.
- Второй конец каждой скрепки загни так, чтобы его можно было закрепить кнопкой.
- Приготовь третью кнопку. Она не должна быть покрыта сверху краской или пластиком.
- Отрежь два 30-сантиметровых куска проволоки и сними обмотку на концах (по 5 см).
- Очищенным концом одного из проводов обмотай четыре раза третью кнопку и закрепи ее в центре доски.
- Закрепи скрепки двумя кнопками так, чтобы над центральной кнопкой было место для лампочки.
- Присоедини к одной из двух крайних кнопок один зачищенный конец второго провода.
- Вставь лампочку в петли скрепок над центральной кнопкой. Основание лампочки должно обязательно касаться центральной кнопки. Если нужно, поправь петли скрепок.
ЧАСТЬ 2. СБОРКА РЕОСТАТА.
СХЕМА РАБОТЫ:
- Попроси кого-нибудь из взрослых помощь расщепить карандаш, чтобы открыть графитовый стержень.
- Закрепи с помощью изоляционной ленты карандаш стержнем вверх на втором деревянном бруске.
- Разрежь оставшийся кусок провода на три примерно одинаковые части. Очисти обмотку на концах проводов.
- Присоедини провода к батарейке, измерительной системе и концу графитового стержня, как показано на рисунке. Один конец провода останется свободным.
- Медленно двигай свободный конец провода вдоль графитового стержня. Следи за лампочкой.
РЕЗУЛЬТАТ: Чем ближе ты подводишь провод к месту присоединения второго провода, тем ярче горит лампочка. Яркость лампочки меняется постепенно.
ОБЪЯСНЕНИЕ: Графит плохо проводит ток, то есть у него большое сопротивление. Чем больше длина стержня, входящего в электрическую цепь, тем слабее ток.
СОВЕТ ПО ПОДГОТОВКЕ ОТЧЕТА: Сделай фотографии, показывающие все стадии работы, и покажи на выставке готовую модель. Объясни принцип работы реостата. Напиши об устройствах, в которых используются реостаты.
ЗНАЕШЬ ЛИ ТЫ? Реостаты используют для постепенного выключения света, например, перед началом представления в театре. Иногда такие реостаты имеются дома. Реостаты есть в самых разных бытовых приборах. Именно они позволяют плавно реагировать громкость телевизора или проигрывателя. Реостаты имеются и во многих игрушках, работающих от батареек.
- Кульков Алексей Владимирович , магистр, студент
- Смоленский государственный университет, г. Смоленск
- Понасова Дарья Сергеевна , бакалавр, учитель
- МБОУ "СОШ №3" , г. Сафоново
- ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ПРОЕКТ
- ФИЗИКА
- ИНДИВИДУАЛЬНЫЙ ИТОГОВЫЙ ПРОЕКТ
В работе рассмотрены примеры тем исследовательских индивидуальных итоговых проектов по физике основной школы. Также даны методические рекомендации по выполнению некоторых предложенных тем.
- Необходимость и способы преподавания астрономического материала в школьном курсе физики
- Практическая работа по астрономии «Заполнение диаграммы Герцшпрунга-Рассела»
- Использование интерактивных программ для подготовки учеников 10-11 классов к олимпиадам по физике
- Реализация регрессионного анализа в различных компьютерных программах
Индивидуальный итоговый представляет (ИИП) собой особую форму организации деятельности обучающихся и является основным объектом оценки метапредметных результатов, полученных учащимися в ходе освоения междисциплинарных учебных программ. Выполнение индивидуального итогового проекта является обязательным в условиях реализации Федерального образовательного стандарта . Выделяется несколько типов ИИП, которые учащиеся могут выбрать:
- практико-ориентированный, социальный;
- исследовательский;
- информационный;
- творческий;
- игровой или ролевой.
Наиболее интересным и полезным для учащихся в приобретении навыков исследовательской деятельности является исследовательский проект. Исследовательский проект требует доказательство или опровержение какой-либо гипотезы. Данный тип проекта способствует подготовке учащихся к научно-исследовательской деятельности в высшем учебном заведении.
В работе предложена классификация тем исследовательского проекта по физике для основной школы, а так же приведены краткие примеры и даны методические рекомендации по выполнению исследовательского проекта по физике по некоторым предложенным темам.
Анализируя содержание предмета «Физика» в основной школе, можно отметить, что изучаемый объём материала и его изложение позволяет учащимся выполнять исследовательскую работу по физике. Исследовательская работа может быть связана как с теоретическими и практическими расчётами физических величин, так и с конструированием физических приборов, механизмов и установок. На основе этого, можно конкретизировать виды исследовательской работы по физике путём указания видов исследовательских проектов. В таблице 1 «Исследовательский ИИП» предложены виды и темы исследовательский проектов по физике.
Таблица 1. Исследовательский ИИП
№ п/п |
Вид исследовательского проекта |
Темы |
Проект, позволяющий ответить на вопрос «Что будет, если… » |
исчезнет сила трения |
|
исчезнет атмосфера |
||
построить здание высотой 3000 м |
||
Землю сжать у полюсов на 10% |
||
масса Земли увеличится в 2 раза |
||
Масса Луны увеличиться на 50% |
||
перестанет действовать всемирное тяготение |
||
перестанет действовать закон Паскаля |
||
Исследование физических явлений |
Изучение явления свободного падения |
|
Изучение свойств радуги |
||
Изучение приловов и отливов |
||
Исследование свойств физических тел |
Исследование температуры остывающей жидкости со временем в различных условиях |
|
Изучение силы упругости различных металлов |
||
Изучение силы трения между различными поверхностями |
||
Изучение тепловых свойств свинца |
||
Изучение тепловых свойств воды |
||
Изучение электрических свойств воды |
||
Исследование зависимостей между свойствами тела (вещества) |
Исследование зависимости сопротивления металла от его температуры |
|
Исследование зависимости сопротивления воды от температуры |
||
Исследование зависимости сопротивления воздуха от массы падающего тела |
||
Зависимость массы планеты от её расстояния от Солнца |
||
Расчёт и способы расчёта физических величин |
Расчёт плотности планет Солнечной системы |
|
Способы измерения расстояния |
||
Способы нахождения силы |
||
Исследование взаимосвязи физики с другими науками и техникой |
Физика в литературных произведениях |
|
Трение в природе и технике |
||
Простые механизмы в живой природе |
||
Простые механизмы в технике |
||
Реактивное движение в живой природе |
||
Конструирование физических приборов и устройств |
Конструирование трубы Кеплера |
|
Конструирование трубы Галилея |
||
Модель паровой турбины |
||
Модель трансформаторной будки |
||
Конструирование маятника Ньютона |
Проект, позволяющий ответить на вопрос «Что будет, если…» подразумевает расчёт характеристик тел и явлений в новых, изменённых условиях. Так при выборе темы «Что будет, если Землю сжать у полюсов на 10%» можно найти такие характеристик уже новой планеты как средняя плотность, ускорение свободного падания на полюсах и экваторе, объём. Также можно рассмотреть и объяснить физические явления, которые будут здесь происходить.
Проекты «Исследование физических явлений» в большинстве случаев подразумевают теоретические расчёты характеристик явлений и процессов. В теме «Изучение явления свободного падения» можно предоставить данные теоретических расчетов ускорения свободного падения в различных точках земного шара (на полюсе, на экваторе, в самом низком и высоком местах на Земле) и сделать вывод о различии силы тяжести на Земле.
Проект «Исследование свойств физических тел» связан с конструированием экспериментальной установки и измерением с её помощью физических величин. Рассмотрим тему «Изучение электрических свойств воды». В рамках выполнения данного проекта можно измерить сопротивление различной воды (водопроводной, дождевой, бутылочной покупной и т.д.) и сделать вывод о её пользе (или вреде) для организма человека с точки зрения физики. Для измерения сопротивления необходимо подготовить установку, которая позволит измерить сопротивление жидкости. На рисунке 1 «Экспериментальная установка по определению сопротивления жидкости» показан возможный пример такой установки.
Рисунок 1. Экспериментальная установка по определению сопротивления жидкости
Идея определения сопротивления жидкости основана на применении закона Ома. В разные края сосуд с водой опускаются два проводника, которые последовательно соединены с амперметром и источником тока. Параллельно сосуду подключён вольтметр. Таким образом, зная силу тока в цепи и напряжение на концах цепи (точки конца цепи эквивалентны точкам на проводниках, которые опускаются в сосуд с водой) по закону Ома I=U/R рассчитывается сопротивление воды. Если каждый тип воды наливать до одинакового уровня, а проводники опускать в воду на одинаковую глубину, то размеры жидкого проводника (воды) остаются неизменными.
Рассмотрим еще один пример. При выборе темы «Изучение тепловых свойств свинца» можно практически рассчитать такие тепловые характеристика, как удельная теплоёмкость, удельная теплота плавления, температура плавления. Если способ определения удельной теплоёмкости является классическим и ему посвящена лабораторная работа в курсе физики, то с определением удельной теплоты плавления возникает ряд вопросов. Во-первых, требуется определить то количество теплоты, которое отдано свинцу для его плавления. Это можно сделать следующим способом: количество теплоты, которое необходимо для полного плавления свинца можно считать равным той теплоте (в Дж), которое выделяется паяльником, которым данный свинец плавится. А паяльник отдаёт количество теплоты, которое примерно равно работе электрического тока, характеристики которого написаны на паяльнике. Таким образом, можно найти удельную теплоту плавления свинца.
При исследовании зависимостей между свойствами тела (или вещества) целесообразным будет построение графиков зависимости между данными свойствами, а так же выявить математический вид данной зависимости. Для этого можно воспользоваться табличным редактором Microsoft Office Excel. Данная программа позволяет на графике с отмеченными экспериментальными значениями построить график, который наилучшим образом описывает данные точки. Для этого на график добавляется линия тренда с соответствующим уравнением. На рисунке 2 «Зависимость в Excel» показан график зависимости температуры остывающей воды от времени, в течение которого происходило остывание.
Рисунок 2. Зависимость в Excel Исследование зависимостей между характеристиками позволяет учащимся получить навыки обработки реальных данных.
Цель исследовательского проекта «Расчёт и способы расчёта физических величин » - рассчитать или предоставить способы расчёта различных физических величин. Например, при выборе темы «Расчёт плотности планет Солнечной системы» можно предложить способ расчёта плотности планет, который основать на использовании определения плотности (ρ= m / V ) и предположении о шарообразной форме планет (данное предположение позволяет находить объём планеты, как объём шара по известному значению среднего радиуса).
Таким образом, можно разделить исследовательский итоговый проект по физике на несколько видов. При выборе конкретного виды и, соответственно, темы, следует обращать внимание не только на заинтересованность темой, но и учитывать свои индивидуальные способности. Так, например, при ярко выраженных технических способностях следует выбирать темы, связанные с конструированием физических приборов и устройств. Если учащийся обладает хорошим логическим мышлением и любит экспериментировать, то можно остановиться на виде исследовательского проекта «Что будет, если…».
Список литературы
- Кузнецова Е.В. ФЕДЕРАЛЬНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ СТАНДАРТ И ИНДИВИДУАЛЬНЫЙ УЧЕБНЫЙ ПРОЕКТ // Современные наукоемкие технологии. – 2015. – № 12-1. – С. 103-107; URL: https://www.top-technologies.ru/ru/article/view?id=35218 (дата обращения: 15.01.2018).
- Кульков А.В..) – 2017 г..01.2018).
“Тепло и холод - это две руки природы, которыми она делает почти всё”.
Френсис Бекон
Учебный предмет (дисциплины, близкие к теме): физика - тема “Тепловые явления”, интеграция с географией, биологией, историей, астрономией.
Возраст учащихся: 8 класс.
Тип проекта: ролевой, поисковый.
Цель проекта: формирование компетентности в сфере самостоятельной познавательной деятельности:
- навыков самостоятельной работы с большими объемами информации,
- умений увидеть проблему и наметить пути ее решения,
- навыков работы в группе.
Основополагающий вопрос: Бесконечны ли “+ ” и “- ” ?(Имеют ли предел высокие и низкие температуры?)
Спросим у историков, географов, биологов, экспериментаторов, астрономов, физиков.
Продукты проекта: восемь презентаций, выполненных в программе Power Point (работы связаны гиперссылками с общей презентацией, сделанной учителем); коллекция термометров; занимательные демонстрационные опыты.
Первая группа историков
Творческое название работы - “Прародитель современных термометров”.
Проблемный вопрос: какова история создания первого прибора для измерения температуры - термоскопа?
Задание: воссоздать термоскоп, продемонстрировать его работу.
Древние учёные о температуре судили по непосредственному ощущению. Лишь в 1592 году Галилео Галилей сконструировал прибор для измерения температуры – термоскоп. Термоскоп - от греческих слов: “термо” - тепло “скопео” - смотрю. Термоскоп состоял из стеклянного шара с припаянной к нему стеклянной трубкой и стакана с водой.
Попробуем и мы создать термоскоп: нагреем стеклянную колбу, перевернём её, опустим в стакан с водой открытым концом. Термоскоп готов. По высоте столбика воды в горлышке колбы можно судить об изменениях температуры: при охлаждении воздуха в колбе столбик воды поднимается вверх, а при нагревании – опускается.
- Термоскопу 415 лет, но он работает
- С помощью термоскопа можно увидеть изменение температуры, но её нельзя измерить
- Показания зависят от атмосферного давления
- У прибора нет шкалы
Вся дальнейшая история создания термометра есть история совершенствования термоскопа. Воздух заменили подкрашенным спиртом, а позднее ртутью. Откачав из трубки воздух и запаяв открытый конец, исключили влияние атмосферного давления. Но основным усовершенствованием было создание шкалы.
Вторая группа историков
Творческое название работы: “Шкалы разные нужны, шкалы всякие важны”
Проблемный вопрос: Какие существуют шкалы для измерения температуры, и какова история их создания?
Фаренгейт Габриель Даниель (1686-1736), немецкий физик и стеклодув. Работал в Великобритании и Нидерландах. Изготовил спиртовой (1709) и ртутный (1714) термометры. Предложил температурную шкалу, которая носит его имя - шкала Фаренгейта – это температурная шкала, 1 градус которой (1 °F) равен 1/180 разности температур кипения воды и таяния льда при атмосферном давлении. За одну из опорных точек своей шкалы (0 °F) Фаренгейт принял самую низкую температуру, которую мог получить – температуру смеси воды, льда, нашатыря и соли. Второй точкой он выбрал температуру смеси воды и льда. А расстояние между ними разделил на 32 части. Температура человеческого тела по его шкале соответствовала 96 °F, точка кипения воды 212 °F. Шкалу Фаренгейта до сих пор применяют в Англии и США.
Реомюр Рене Антуан (1683-1757), французский естествоиспытатель, зоолог, иностранный почетный член Петербургской Академии Наук. В 1730 году предложил температурную шкалу, которая носит его имя – шкала Реомюра – это температурная шкала, один градус которой равен 1/80 разности температур кипения воды и таяния льда при атмосферном давлении, т. е. 1 °R = 5/4 °С. Шкала Реомюра практически вышла из употребления.
Цельсий Андерс (1701-1744), шведский астроном и физик. Предложил в1742 году температурную шкалу – шкала Цельсия – это температурная шкала, в которой 1 градус равен 1/100 разности температур кипения воды и таяния льда при атмосферном давлении, но Цельсий принимал за ноль кипение воды, а за 100 градусов – таяние льда.
Известный шведский ботаник Карл Линней пользовался термометром с переставленными значениями постоянных точек. За 0 0 он принял температуру плавления льда, а за 100 0 температуру кипения воды. Таким образом, современная шкала Цельсия по существу является шкалой Линнея.
Приложение 1
Группа техников
Творческое название работы: “Современные приборы”
Проблемный вопрос: Существуют ли термометры без жидкости?
Задание: собрать коллекцию термометров различного назначения.
Жидкостный термометр, прибор для измерения температуры, действие которого основано на тепловом расширении жидкости. В зависимости от температурной области применения жидкостные термометры заполняют этиловым спиртом (от -80 до +100 °С) или ртутью (от -35 до +750°С). Первоначально термометры применялись лишь для метеорологических наблюдений. Позднее их стали употреблять для измерения температуры воздуха в жилых помещениях, в медицине, при химических исследованиях и т. д.
В настоящее время используются термометры, действие которых основано на других физических явлениях. Это позволило увеличить точность измерений и расширить область применения приборов.
Электронный термометр более точен, чем обычный комнатный или уличный. Он с точностью до десятых долей показывает температуру и в помещении, и на улице.
Термометр сопротивления - прибор для измерения температуры, действие которого основано на изменении электрического сопротивления металлов и полупроводников с температурой.
Газовый термометр, прибор для измерения температуры, действие которого основано на зависимости давления или объема газа от температуры. Заполненный гелием, азотом или водородом баллон, соединенный при помощи капилляра с манометром, помещают в среду, температуру которой измеряют.
Группа экспериментаторов
Творческое название работы: “Опыт - критерий истины”.
Проблемный вопрос: какие температуры можно получить в лабораторных условиях?
Задание: провести опыты с водой в условиях школьной лаборатории, получить самую высокую и самую низкую температуру. Заснять ход опытов на цифровую камера, оформить результаты в виде презентации. Поставить занимательные демонстрационные опыты.
Исследование кипения воды показало, что 100 0 С - температура кипения чистой воды при нормальном атмосферном давлении (760 мм рт. ст.). Температура кипения повышалась с ростом внешнего давления, так при атмосферном давлении выше нормального температура кипения чистой воды составила 101 0 С, а при атмосферном давлении ниже нормального – 96 0 С. Однако добавление в воду соли увеличило температура кипения до 108 0 С.
На вопрос - можно ли вскипятить воду кипятком – был получен ответ - нет. Был поставлен и проведён опыт по кипячению воды снегом.
Температура смеси снега и соли составила минус18 0 С. Проведён опыт “Примораживание алюминиевого стаканчика к столу”.
Группа биологов
Творческое название работы: “Биология в мире температур”
Проблемный вопрос: Каковы особенности медицинского термометра и с чем это связано? Каковы температуры живых существ?
Задание: Взять интервью у школьного доктора:
- Как себя чувствует человек при температуре 34 0 С и 42 0 С?
- Когда это бывает?
- Как помочь человеку при таких обстоятельствах
Это интересно: в 19 веке английские физики Благден и Чентри проводили на себе опыты по определению наибольшей температуры воздуха, которую может выдержать человек. Они проводили целые часы в натопленной печи хлебопекарни. Оказалось, что при постепенном нагревании в сухом воздухе человек способен выдержать не только температуру кипения воды, но и много выше - 160 0 С.
Температуры тел некоторых животных: температура тела лошади 38 0 С, температура тела коровы 38,5 0 С, температура тела утки 41,5 0 С.
Температура тела живого организма позволяет судить о его состоянии и во время начать лечение в случае заболевания.
Приложение 2 - презентация по данной теме, выполненная в программе Power Point.
Группа географов
Творческое название работы: “География температур”.
Проблемный вопрос: Где находится самое холодное и самое жаркое место на Земле?
Задание: Рассмотреть планету Земля с точки зрения температуры.
Земную кору сменяет мантия. Ее толщина около 3000 км, а температура примерно равна 2000 - 2500 °С. Мантия состоит из раскаленных горных пород, которые в отдельных ее частях начинают плавиться до полужидкого состояния. Расплавленные горные породы из мантии прорываются на поверхность в виде лавы при извержениях вулканов. На глубине 10км температура достигает 180 0 С.
Самый холодный материк – Антарктида, а самый жаркий – Африка, так в Триполи была зарегистрирована температура +58 0 С. Это на 1,30 выше максимальной температуры Долины Смерти.
Антарктида - самая большая в мире холодная пустыня площадью 14 млн. кв. км. Ее покрывают 90 % всех льдов суши. Максимальная толщина льда - 4800 м. В ледниках сосредоточено около 70% мировых запасов пресной воды. Этот самый изолированный материк не имеет коренного населения. Никто еще не жил здесь дольше 18 месяцев. Температура воздуха у земной поверхности -88,3 0 С наблюдалась в августе 1960г. на советской антарктической станции “Восток” в 1922г. Судя по климатическая карте России, в Краснодарском крае температура воздуха летом достигает +43 0 С, а в Якутии в Оймяконе зимой температура опускается до -77 0 С.
Группа астрономов
Творческое название работы: “Лёд и пламень космоса”.
Проблемный вопрос: Каковы температуры космических объектов?
Космос (греч. kosmos), синоним астрономического определения Вселенной; часто выделяют ближний космос, исследуемый при помощи искусственных спутников Земли, космических аппаратов и межпланетных станций, и дальний космос - мир звезд и галактик.
Температура на поверхности луны, в освещенной ее части +17 0 С, а в тени температура – 130 0 С.
Для искусственных спутников и космических кораблей, перегрев которых происходит в основном за счет излучения, характерна резкая смена температуры обшивки – во время прохождения в тени Земли она опускается до – 100 0 С, а при выходе из тени возрастает до + 120 0 С. Чтобы поддерживать в кабине космонавтов постоянную температуру (от 10 0 до 22 0 С), двойную оболочку корабля заполняют газом – азотом.
На поверхности у солнца температура достигает 6 тысяч градусов. В недрах солнца температура согласно расчетам около 15 миллионов градусов. Температура пятен составляет около 3700 градусов.
Как ближайшая к Солнцу планета, Меркурий получает от центрального светила в 10 раз больше энергии, чем Земля. Большая продолжительность дня и ночи приводит к тому, что температуры на “дневной” и на “ночной” сторонах поверхности Меркурия могут изменяться примерно от 320 0 С до -120 0 С . Но уже на глубине нескольких десятков сантиметров значительных колебаний температуры нет, что является следствием весьма низкой теплопроводности пород. Температура на поверхности Венеры (на уровне среднего радиуса планеты) - около 500 0 С, это больше чем на Меркурии, потому что у Венеры плотная атмосфера, которая удерживает тепло. Суровы и температурные условия на Марсе. Вблизи полудня на экваторе температура достигает 10 0 -30 0 С. К вечеру она падает до -60 0 С и даже до -100 0 С. Средняя температура на Марсе -70 0 С., на Юпитере -130 0 С, на Сатурне -170 0 С, на Уране -190 0 С, на Нептуне -200 0 С. Температура на планете Плутон, до которой свет от Солнца идет более пяти часов, низка - ее среднее значение порядка -230 0 С.
Температуры большинства звезд заключены в пределах от 3000 до 30 000 градусов. Горячие, голубоватые звезды имеют температуру около 30 000 градусов. У многих звезд встречаются температуры около 100 000 градусов. У холодных - красных звезд - поверхностные слои нагреты примерно до 2 - 3 тысячи градусов. Но в центре звезд температура достигает более десяти миллионов градусов.
Приложение 3 - презентация по данной теме, выполненная в программе Power Point.
Группа Физиков-теоретиков
Творческое название работы: “Стремление к абсолютному”.
Проблемные вопросы: Что такое абсолютный нуль температур? Достижим ли он? Что такое криотехнологии?
Что мы знаем о температуре теоретически? Температура- мера средней кинетической энергии движения молекул.
Что будет если скорость молекул уменьшать? Температура будет уменьшаться.
Абсолютный нуль температур - температура, при которой прекращается тепловое движение молекул. Абсолютный нуль температуры, начало отсчета температуры по термодинамической температурной шкале – шкале Кельвина. Абсолютный нуль расположен на 273,16 °С ниже температуры замерзания воды, для которой принято значение 0 °С.
Температуры некоторых жидких газов: кислород минус 183 0 С, азот минус 196 0 С, водород минус 253 0 С, гелий минус 269 0 С.
Физика сверхнизких температур называется криогенной физикой. Основные проблемы, решаемые Криогенной физикой: сжижение газов (азота, кислорода, гелия и др.), их хранение и транспортировка в жидком состоянии; конструирование холодильных машин, создающих и поддерживающих температуру ниже 120 К (-1530 С); охлаждение до криогенных температур электротехнических устройств, электронных приборов, биологических объектов; разработка аппаратуры и оборудования для проведения научных исследований при криогенных температурах.
Применение криогенных температур в ряде областей науки и техники привело к возникновению целых самостоятельных направлений, например криоэлектроники, криобиологии.
Достижим ли абсолютный нуль?
Американские исследователи работали с парами натрия, температура которых была лишь на миллионные доли градуса выше абсолютного нуля. Достичь же абсолютный нуль температур (-273,16 0 С), согласно законам физики, невозможно.
Итак, мы нашли предел только низким температурам.
Приложение 4 - презентация по данной теме, выполненная в программе Power Point.
Проект заканчивается ответом на основополагающий вопрос и обсуждением следующих вопросов:
- Что нового узнали?
- С какими трудностями столкнулись?
- Ему вы учились?
- Что тебе пригодится и далее?
Литература
- Горев Л.А. Занимательные опыты по физике.- М.:Просвещение,1987
- Кириллова И. Г. Книга для чтения по физике.- М.: Просвещение, 1996
- Колтун М. Мир физики.- М.: Детская литература, 1995
- Райт М. Что, как и почему? Удивительный мир техники.- М.: Астель АСТ, 2001
- Сёмке А.И. Занимательные материалы к урокам физики 8 класс. - М.: НЦ ЭНАС, 2006
Класс: 7
Предлагаем организовать проектную деятельность, выделяя следующие этапы.
1 этап-мотивационный
-“Мозговой штурм” (формулирование тем исследований учеников).
Формирование групп для проведения исследований, выдвижение гипотез решения проблем.
Выбор творческого названия проекта (совместно с учащимися).
Обсуждение плана работы учащихся индивидуально или в группе.
2 этап-обучающее- тренировочный
Проводиться лабораторная работа “Измерение массы тела на рычажных весах”
Цель работы – научиться пользоваться рычажными весами.
3 этап- исследовательский
Рассматривают проблемные вопросы, выдвигают гипотезы. проводят опыты
Делают выводы
Оформляют свои исследования, используя ИКТ, при этом приобретая новые умения и навыки при работе с цифровой техникой.
4 этап-обобщающий
Учащиеся защищают свои проекты, делается общий вывод.
Цели и задачи:
1.Организовать исследовательскую работу с учащимися по теме “ Масса тела”.
2. Формирование исследовательских умений (выдвигать гипотезу, проверять её, делать вывод по результатам проверки, оценивать значимость полученных результатов)
3.Познакомить учащихся с программным обеспечением
4. Вырабатывать навыки коллективной и самостоятельной работы.
5..Развитие познавательных интересов у учащихся.
1. Сформировать у учащихся представление понятия “масса тела”, “единица массы”;
2. Научить учащихся взвешивать физические тела с помощью весов.
3. Научиться подтверждать или опровергать выдвинутые гипотезы посредством физического эксперимента.
4. Развивать способность обрабатывать и обобщать полученную в результате проведения опытов и экспериментов информацию.
5. Вырабатывать умения использовать полученный результат в дальнейшей деятельности.
Страничка учителя:
Проект по физике.
Основополагающий вопрос
– Почему опыт критерий истины?
Проблемные вопросы учебной темы
1. Как можно убедиться в том, что масса довольно постоянное свойство тел?
2. Какие факторы могут влиять на изменение массы тел?
3. Существуют ли тела, масса которых равна нулю?
Частные вопросы
2. Как измерить массу тела?
4. Чему равна масса того же тела в движущемся автомобиле?
5. Чему равна масса того же тела если изменить его агрегатное состояние?(форму)
6. В какой зависимости находятся объём и масса тела?
Cтраница ученика:
Самостоятельные исследования учащихся:
- Экспериментальные доказательства постоянства массы тела.
- Установить зависимость м-ду массой и объёмом для твердого тела.
- Установить зависимость м-ду массой и объёмом для жидкого тела.
- Существуют ли тела,масса которых равна нулю?
КРИТЕРИИ ПРОВЕРКИ ДОСТИЖЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ:
“5”-у учащихся в полном объёме сформировано понятие о массе как о физической величине, характеризующей его инертность. Научились пользоваться рычажными весами и с их помощью определять массу тела. Верно выдвинута гипотеза, проведены запланированные опыты, собраны полные данные не содержащие ошибок, верно сделан вывод. Отчёт о работе выполнен творчески с использованием ИКТ.
“4”- у учащихся в полном объёме сформировано понятие о массе как о физической величине, характеризующей его инертность. Научились пользоваться рычажными весами и с их помощью определять массу тела. Верно выдвинута гипотеза, проведены запланированные опыты, собраны полные данные содержащие не более одной незначительной ошибки, верно сделан вывод. Отчёт о работе выполнен с использованием ИКТ.
“3”- у учащихся не в полном объёме сформировано понятие о массе как о физической величине, характеризующей его инертность. Научились пользоваться рычажными весами и с их помощью определять массу тела. Верно выдвинута гипотеза, не в полном объёме проведены запланированные опыты, собранные данные содержат не более двух незначительной ошибок, верно сделан вывод с помощью учителя. Отчёт о работе выполнен с использованием ИКТ.
“2”- у учащихся не сформировано понятие о массе как о физической величине, характеризующей его инертность. Научились пользоваться рычажными весами и с их помощью определять массу тела. Верно выдвинута гипотеза, не проведены запланированные опыты, не собраны данные, выводы отсутствуют.
Результаты:
Экспериментальные доказательства постоянства массы тела. (Видеоролик )
Установить зависимость м-ду массой и объёмом для твердого тела. (Презентация )
Установить зависимость м-ду массой и объёмом для жидкого тела. (презентация )
Существуют ли тела,масса которых равна нулю? (Видеоролик )
1. Физика 7кл. авт. Пёрышкин А.В
2. Интернет
3.Энциклопедия по физике
4.Справочник школьника авт.И.Г.Власова
5.Мультимедийная энциклопедия.
7 класс.1.Ковалёва Лена; 2.Боженкова Оля; 3.Лямкина Витта; 4.Дементьев Илья
Визитная карточка:
|
2. Город (село), район 3. Номер и название школы |
Ковалёва Альбина Васильевна п.Исток, Сухобузимского района Кононовская СОШ |
||
Предмет, в рамках которого разрабатывается проект (учебное занятие) |
|||
Возраст учащихся (класс) |
|||
7-й класс - 13 лет |
|||
Каким пунктам тематического плана школьного предмета соответствует разрабатываемый проект (учебное занятие) |
|||
Масса и плотность. |
|||
Проблемные места, возникающие при изучении этой темы |
|||
1. Ребята запоминают массу как меру количества вещества, а не как меру инертности. 2. Хорошо умеют выдвигать гипотезы, но не умеют проводить эксперименты доказывающие либо опровергающие их. (слабые исследовательские навыки) |
|||
Прожектные идеи, с помощью которых можно решить одну из выбранных проблем. |
|||
1. Организовать деятельность учащихся так, чтобы они не путали массу как меру инертных свойств с количеством вещества, через опыты. 2. Показать образец исследования, включить в проект исследования, консультировать учащихся в ходе проекта. |
|||
Обоснование выбора одной из прожектных идей через анализ реальной ситуации, в которой предстоит реализовывать разработанный проект (учебное занятие). |
|||
Учащимся нравится активная учебная деятельность. У них слабые исследовательские навыки. |
|||
Тема проекта (учебного занятия) |
|||
Масса тела. Измерение массы тела. “Если масса велика, жизнь для тела не легка”? |
|||
Цели проекта (учебного занятия) и задачи , позволяющие достичь поставленные цели |
|||
|
1, Изучить массу тела как физическую величину, характеризующую его инертность. 2. Научиться при помощи рычажных весов определять массу тел. 3. Провести исследования доказывающие, что масса - постоянное свойство тела. 4.Провести исследования, с целью установления зависимости массы и объёма тела. 5.Познакомить учащихся с программным обеспечением Power Paint, Movie Maker, Word , Publisher ,Excel. 6.Научиться самостоятельно приобретать и использовать новые знания и умения. 1. Сформировать у учащихся представление понятия “масса тела”, “единица массы”; 2. Научить учащихся взвешивать физические тела с помощью весов. 3. Научиться подтверждать или опровергать выдвинутые гипотезы посредством физического эксперимента. 4. Использовать программное обеспечение для обработки и обобщения полученной в результате проведения опытов и экспериментов информации. 5.Вырабатывать умения использовать полученный результат в дальнейшей деятельности |
|||
Планируемый конечный результат |
|||
Творческий отчет. |
|||
Перечень критериев проверки достижения планируемых результатов |
|||
“5”-у учащихся в полном объёме сформировано понятие о массе как о физической величине, характеризующей его инертность. Научились пользоваться рычажными весами и с их помощью определять массу тела. Верно выдвинута гипотеза, проведены запланированные опыты, собраны полные данные не содержащие ошибок, верно сделан вывод. Отчёт о работе выполнен творчески с использованием ИКТ. “4”- у учащихся в полном объёме сформировано понятие о массе как о физической величине, характеризующей его инертность. Научились пользоваться рычажными весами и с их помощью определять массу тела. Верно выдвинута гипотеза, проведены запланированные опыты, собраны полные данные содержащие не более одной незначительной ошибки, верно сделан вывод. Отчёт о работе выполнен с использованием ИКТ. “3”- у учащихся не в полном объёме сформировано понятие о массе как о физической величине, характеризующей его инертность. Научились пользоваться рычажными весами и с их помощью определять массу тела. Верно выдвинута гипотеза, не в полном объёме проведены запланированные опыты, собранные данные содержат не более двух незначительной ошибок, верно сделан вывод с помощью учителя. Отчёт о работе выполнен с использованием ИКТ. “2”- у учащихся не сформировано понятие о массе как о физической величине, характеризующей его инертность. Научились пользоваться рычажными весами и с их помощью определять массу тела. Верно выдвинута гипотеза, не проведены запланированные опыты, не собраны данные, выводы отсутствуют |
|||
Время реализации проекта (учебного занятия) |
|||
Требуемые ресурсы (человеческие и технические) |
|||
Техническое оснащение (отметьте нужные пункты) |
|||
Веб-камера |
CD-проигрыватель |
Видеокамера |
|
|
Видеомагнитофон |
||
|
|
||
DVD-проигрыватель |
Телевизор |
||
|
Видео-, конференц-оборудование |
||
Программное обеспечение (отметьте нужные пункты) |
|||
СУБД/электронные таблицы |
|
||
Издательские программы |
Веб-браузер |
||
Программы электронной почты |
|
||
|
|
||
|
|||
Исполнители |
|||
Учащиеся 7 класса. |
|||
Триада вопросов, которую Вы ставите перед учащимися |
|||
Основополагающий вопрос – Почему опыт критерий истины? Проблемные вопросы учебной темы: 1. Как можно убедиться в том, что масса довольно постоянное свойство тел? 2. Какие факторы могут влиять на изменение массы тел? 3. Существуют ли тела, масса которых равна нулю? Частные вопросы: 1. Мерой, какого свойства тела является масса? 2. Как измерить массу тела? 3. Чему равна масса тела в космосе? 4. Чему равна масса того же тела в движущемся автомобиле? 5. Чему равна масса того же тела если изменить его агрегатное состояние?(форму) 6. В какой зависимости находятся объём и масса тела? 7. Чему равно отношение этих величин? 8. Как называется эта величина? |
|||
