Главная методическая цель урока: вовлечь обучающихся в исследовательскую и познавательную деятельность по изучению устройства и принципа работы тепловых двигателей, по определению КПД тепловых двигателей и выявлению экологических и экономических проблем при использовании простейшего самодельного оборудования и медиа технологий.
Создайте Ваш сайт учителя Курсы ПК и ППК Видеоуроки Олимпиады Вебинары для учителей
Методическая разработка урока в 8 классе по теме «Тепловые двигатели. КПД тепловых двигателей»
Вы уже знаете о суперспособностях современного учителя?
Тратить минимум сил на подготовку и проведение уроков.
Быстро и объективно проверять знания учащихся.
Сделать изучение нового материала максимально понятным.
Избавить себя от подбора заданий и их проверки после уроков.
Наладить дисциплину на своих уроках.
Получить возможность работать творчески.
Просмотр содержимого документа
«Методическая разработка урока в 8 классе по теме «Тепловые двигатели. КПД тепловых двигателей»»
Методическая разработка урока в 8 классе по теме «Тепловые двигатели. КПД тепловых двигателей»
Пестова Анна Александровна,
учитель физики
МБОУ «Средняя школа №5» города Слободского Кировской области,
Актуальность
Федеральный государственный образовательный стандарт выдвигает такие предметные результаты к уровню освоения обучающимися программы по физике, как владение экспериментальными методами исследования; анализ ситуации практико-ориентированного характера, узнавание в них проявления изученных физических явлений или закономерностей и применение имеющихся знаний для их объяснения. В связи с выше изложенным следует отметить, что для изучения физических явлений и закономерностей в 7-9 классах большую помощь и поддержку играет пропедевтический курс по изучению явлений природы в младших классах. Что и было реализовано на комбинированных занятиях при изучении курса «Читаем вместе В.Н. Крупина» в 5-ых классах во время внеурочной деятельности, на которых учащиеся знакомились с произведением В.Н.Крупина «Платон и Галактион» и узнали о работе пара при расширении с физической точки зрения, наблюдая явление с помощью экспериментальной установки.
Изучение темы «Тепловые двигатели» является продолжением изучения курса «Тепловые явления» и одновременно применением полученных знаний в 5 классе.
Главная методическая цель урока: вовлечь обучающихся в исследовательскую и познавательную деятельность по изучению устройства и принципа работы тепловых двигателей, по определению КПД тепловых двигателей и выявлению экологических и экономических проблем при использовании тепловых двигателей.
Задачи:
Сформировать представления у обучающихся об устройстве теплового двигателя, принципе его работы, о способах определения КПД тепловых двигателей
Сформировать умения анализировать экономичность использования тепловых двигателей в жизни человека и влияние их на экологию
Развивать умения строить самостоятельные высказывания, работать в группе и парах, развивать интерес к различным видам тепловых двигателей, к истории их создания и изобретателям
Воспитывать уважение к собеседнику, выстраивать позитивные отношения в процессе учебной деятельности
Используемое оборудование и материалы
На этапах актуализации и применения знаний были использованы медиа технологии, в том числе с помощью приложения WordsCloud учащимся были предложены карточки «Облако слов» для определения видов тепловых явлений и видов тепловых двигателей.
По предложенным изображениям явлений природы, которые отображались на презентации, созданной с помощью приложения Microsoft Office, предлагалось определить название явлений. На презентации также ребятам были предложены изображения двух видов техники: первый гусеничный трактор А.Ф.Блинова и теплоход «Павел Бажов» с указанием КПД тепловых двигателей, что позволило обсудить проблемы экономичности и эффективности двигателей, проблемы экологии. В качестве домашнего задания ребятам было дано задание по определению КПД этих видов техники по заданным условиям.
Используя набор карточек с физическими величинами и их единицами измерения на партах, учащимся необходимо было их определить, работая в парах.
С помощью самодельной бумажной «вертушки», выполненной ребятами заранее, была выдвинута гипотеза о том, что пар может привести её в движение точно также, как и потоки воздуха, когда ребята дули на неё. С помощью демонстрационной экспериментальной установки и бумажной «вертушки», предложенная гипотеза была доказана. В тоже время, поставленный эксперимент позволил определить устройство теплового двигателя и выяснить способы определения КПД тепловых двигателей.
СЦЕНАРИЙ УРОКА
Тема урока: «Тепловые двигатели. КПД тепловых двигателей»
Тип урока: урок изучения нового материала
Планируемые результаты
Предметные
понимать и объяснять физические явления: изменение внутренней энергии тела в результате работы внешних сил, испарение (конденсация) и плавление (отвердевание) вещества, охлаждение жидкости при испарении, кипение, выпадение росы;
уметь определять модель изучаемого явления;
познакомить с понятиями тепловой двигатель, коэффициент полезного действия,
овладеть способами выполнения расчетов коэффициент полезного действия,
объяснять причины наблюдаемых явлений,
понимать смысл тепловых явлений,
умение использовать полученные знания в повседневной жизни (быт, экология, охрана окружающей среды),
уметь пользоваться СИ и переводить единицы измерения физических величин,
различать виды тепловых двигателей.
Метапредметные
формулировать обобщения и выводы по результатам проведенного демонстрационного эксперимента, используя базовые межпредметные понятия и термины;
оценивать ресурсы, необходимые для решения поставленных задач;
осуществлять взаимоконтроль и корректировать процесс совместной деятельности;
находить связь между результатами эксперимента и устройствами в жизни человека;
Личностные
стремиться к формированию устойчивой учебно-познавательной мотивации и интереса к учению;
стремиться к убежденности в необходимости разумного использования достижений науки и техники;
стремиться к саморазвитию и самообразованию, к формированию коммуникативной компетентности в общении и сотрудничестве со сверстниками.
Ресурсы урока:
Основные: Физика. 8 кл.: учеб. для общеобразоват. учреждений / А. В. Перышкин. – М.: Дрофа, 2018.
Материалы для обучающихся (на парте): карточки с названиями явлений, карточка «Утренняя чашечка кофе», карточки с обозначением физических величин, карточки с единицами измерения физических величин, карточка «Виды тепловых двигателей» (Приложение 1), маршрутный лист урока (Приложение 2), Карандаш, квадрат с надрезами и кнопка
Демонстрационное оборудование: «вертушка», штатив с муфтой и лапкой, пробирка с пробкой, вода, спиртовка
| Содержание деятельности учителя | Содержание деятельности обучающихся |
| Организационный этап | |
| Добрый день! «Учеба и труд к победам ведут!» Ребята, хочу обратить ваше внимание, что на уроке важен вклад каждого для достижения успеха. У вас на парте лежит маршрутная карта, которая поможет вам фиксировать наблюдения и промежуточные выводы в течение урока. | Приветствие обучающимися учителя, принятие сигнала к началу учебной деятельности |
| Этап актуализации знаний | |
| 1. - Ребята, давайте вспомним, с какими явлениями в природе мы уже познакомились. - Обратите внимание, что на столах 3-го ряда лежат карточки с названиями явлений (Приложение 1). Обучающиеся этого ряда должны выбрать правильное название явления, отображаемое на слайде, и поднять карточку вверх. Остальные ребята вас проверяют.
| 1. Ребята работают по рядам. Обучающиеся 3-го ряда поднимают карточку с правильным названием явления на слайде (Испарение, Кипение, Конденсация, Плавление, Кристаллизация), а остальные – подтверждают или опровергают. Слайды 1,2,3 |
| 2. - На столе у всех лежит «утренняя чашечка кофе». Найдите её и определите, какие два слова лишние и почему? Для лучшей визуализации текстовой информации использовалось приложение WordsCloud для создания «облака слов» с названиями различных физических явлений (Приложение 1) Учитель подводит итог работы с облаком слов: - Мы уже знаем, что данные явления природы получили название тепловые явления. | 2. Обучающиеся систематизируют информацию, данную на картинке. Определяют, что лишние слова - Инерция и гравитация, и в совместной беседе объясняют, что все остальные термины в «чашке» относятся к тепловым явлениям Слайд 4 |
| 3. Сегодня мы продолжим изучение этого блока явлений. Давайте вспомним свойства тепловых процессов. В маршрутном листе, который лежит у Вас на партах, найдите блок «Свойства тепловых процессов» (Приложение 2). Ваша задача - самостоятельно для каждого явления выбрать из списка соответствующие данному явлению свойства (позиции могут повторяться). | 3. Обучающиеся самостоятельно работают по маршрутному листу, сопоставляя с каждым явлением набор цифр, соответствующих свойствам данного явления. Проводят самопроверку по слайду Слайд 5 |
| 4. – Ребята, давайте вспомним, какими физическими моделями (величинами) мы пользовались для описания этих явлений, которые нам сегодня пригодятся на уроке. - Обратите внимание, что на столах 1-го ряда лежат карточки с обозначениями физических величин (Приложение 1). После названия величины Вы должны поднять карточку с её обозначением. Учитель диктует название физических величин - количество теплоты, масса, удельная теплоемкость, температура, удельная теплота плавления, удельная теплота сгорания, удельная теплота парообразования, работа, мощность - Обратите внимание, что на столах 2-го ряда лежат карточки с единицами измерения физических величин (Приложение 1). После названия величины Вы должны поднять карточку с её единицей измерения: Учитель диктует те же самые физические величины, что и для 1-го ряда. Ребята поднимают её единицу измерения - В маршрутном листе в таблице 2 (Приложение 2) сопоставьте зависимости между величинами и тепловыми процессами | Ребята работают по рядам. Обучающиеся 1-го ряда поднимают вверх с места карточку с правильным обозначением физической величины, а остальные ребята проверяют их ответы. Ребята работают по рядам. Обучающиеся 2-го ряда поднимают вверх с места карточку с правильной единицей измерения физической величины, а остальные ребята проверяют их ответы - Дж/кг, Дж, Дж/кг*С, кг, 0С, Вт Ребята самостоятельно, работая в парах по маршрутному листу, выполняют сопоставления и проверяют свои ответы по слайду на презентации Слайд 5 |
| Мотивационный этап | |
| - Давайте посмотрим на 2 изображения на слайде. - Вы узнали, что изображено? (Корабль «Титаник» и детская игрушка-вертушка) - Что общего между этими объектами? (Приведение механизмов в действие с помощью ветра, пара, т.е. под воздействием газов) | Взаимодействуют с учителем во время беседы, осуществляемой во фронтальном режиме. Слушают собеседника, строят понятные для собеседника высказывания, формулируют собственное мнение и позицию. Слайд 6 |
| Этап целеполагания | |
| - Как же работает данный механизм? - Возьмите квадрат с надрезами, кнопку и карандаш, которые лежат у Вас на парте. Загните углы по схеме, как предложено в маршрутном листе, соедините кнопкой на карандаше. После конструирования учитель выдвигает перед обучающимися проблему: - Как привести вертушку в движение? (с помощью воздуха) - А можно ли её привести в движение другим способом? (направив струю пара) - Давайте проверим Вашу гипотезу Учитель проводит демонстрационный эксперимент – пробирка с водным раствором и закрытой пробкой нагревается с помощью спиртовки, в результате чего обучающиеся наблюдают, что пробка вылетает. Над потоком вырывающегося пара учитель подносит «вертушку», которая также приходит в движение - Пока жидкость нагревается, предположите, что мы увидим? - За счет чего образовался пар? - Что происходит с внутренней энергией пара, согласно закону сохранения энергии? - А может ли пар приводит в движение механизмы и винты Титаника? - В объяснениях прозвучали слова: движется, движение, тогда устройство с однокоренным словом будет называться …. А какой? (Какую группу явлений вы изучаете?) - Вся ли энергия пара перешла к пробке (вертушке)? (Пар отдает энергию воздуху, мензурке) - Как вы думаете, какая существует важная характеристика тепловых двигателей (как и у любых механизмов, которые мы изучали в 7 классе) с экономической точки зрения? - Предложите тему урока - На какие вопросы нам нужно ответить? (цели) В
| Конструируют модель вертушки по инструкции, корректируют ошибки друг друга, осуществляют учебное сотрудничество с учителем и сверстниками Выражают свои мысли в соответствии с поставленной задачей, выдвигают гипотезу о возможности приведения в движение вертушки при помощи струи пара. Наблюдают за ходом эксперимента, выдвигают гипотезы, обсуждают, формулируют выводы, корректируют их, отвечают на вопросы учителя С помощью наводящих вопросов учителя и тезисов, представленных в маршрутном листе (Приложение 2), подводят итоги экспериментов: 1. Пар (газ) совершил работу 2. Внутренняя энергия пара перешла в механическую энергию движения пробки, вертушки С помощью наводящих вопросов учителя формулируют тему урока «Тепловые двигатели. КПД тепловых двигателей» и записывают в тетради. В совместной беседе с учителем определяют цели урока и планируют свою деятельность. Просматривают на слайде итоги беседы – поставленные цели Слайд 7 |
| Этап открытия новых знаний | |
| - С помощью тезисов, предложенных в маршрутном листе, сформулируйте определение теплового двигателя и КПД тепловых двигателей (Приложение 2) | Формулируют определения теплового двигателя и КПД |
| С помощью иллюстраций, представленных на слайде 8, обсуждает с обучающимися устройство тепловых двигателей. - В чем опасность пробирки? Из какого материала ее лучше выполнить? - Пробирку заменим …. (металлическим цилиндром) - Пробку заменим ….(Плотным поршнем, движущемся вдоль цилиндра или турбиной) | Добывают «новые знания» на основе поставленного эксперимента, выводов о результатах опыта и иллюстраций на слайде 8 Выполняют записи в тетради об устройстве теплового двигателя Слайд 8 |
| - Рассмотрим, какие виды тепловых двигателей существуют. Откройте учебник и из параграфа 21 выпишите, какие виды тепловых двигателей существуют - На столе у всех лежит «облако». Найдите его и определите, какие два слова лишние и почему? Для лучшей визуализации текстовой информации использовалось приложение WordsCloud для создания «облака слов» с названиями различных видов тепловых двигателей (Приложение 1) | Самостоятельно изучив информацию в учебнике, выписывают виды тепловых двигателей Изучают информацию, представленную на карточке, и определяют, что динамометр и гидравлический пресс – лишние слова, т.к. не относятся к тепловым двигателям Слайд 9 |
| - Чем же будут отличаться эти двигатели между собой в работе? - Какой лучше или более экономичен? - Какой величиной можно охарактеризовать экономичность различных двигателей? - Как её определить? Слайд 10 - Эксперимент позволяет нам сделать выводы о принципе работы тепловых двигателей: Прошу Вас распределить карточки «Нагреватель», «Рабочее тело», «Холодильник» к схеме, написанной на доске (см. выше), заменить слова на доске терминами, написанными на карточках. Взаимодействуя с учениками, учитель определяет осноныее зависимости для расчета КПД тепловых двигателей: - Что будет являться затраченной работой? - Что здесь будет являться полезной работой? На доске учитель прикрепляет к терминам карточки с обозначением физических величин: «Нагреватель» - Q1 «Рабочее тело» - А «Холодильник» - Q2 | Обсуждают различия в работе тепловых двигателей на основе знаний полученных ранее, на основе практических знаний окружающего мира, собственных наблюдений в жизни. Определяют значение характеристики КПД в совместной беседе с учителем и записывают формулу КПД (слайд 10) Анализируют результаты эксперимента и дополняют схему на доске (Приложение 1), определяют зависимости для расчета КПД тепловых двигателей Слайд 10
|
| Этап применения нового знания | |
| Предлагает обучающимся разделиться по вариантам и ознакомиться самостоятельно с видами техники, предложенными на карточках – первый гусеничный трактор и теплоход «Павел Бажов», их техническими характеристиками (Приложение 3)
| Выполняют самостоятельную работу, предложенную на карточке, определяют количество теплоты, выделившееся при сгорании топлива, полезную работу, зная формулу мощности, определяют КПД трактора, теплохода. Сравнивают и анализируют полученные результаты |
| Подведение итогов урока | |
| Подводит итог после совместного анализа полученных результатов в ходе решения задач. - С какими проблемами сталкивается человек в результате использования тепловых двигателей? (Слайд 12) - С развитием технологий КПД растет. Человечество стремиться повысить показатели КПД, чтобы уменьшить потери энергии и создать более экономически эффективный двигатель. - Часть энергии от сгораемого топлива передается воздуху, деталям двигателя - Какой выход? – повысить КПД двигателей! | Анализируют экологические, экономические проблемы, возникающие в результате применения тепловых двигателей Слайд 12 Анализируют результаты собственной деятельности; определяют существующие пробелы в полученных знаниях. Формулируют выводы о достижении цели урока. Оценивают личностною значимость полученной на уроке информации с практической точки зрения, умения обобщать, формулировать вывод. |
| - Достигли ли мы цели урока? Предлагает записать домашнее задание. Благодарит за работу на уроке | Самоанализ своей деятельности Записывают домашнее задание |
ходе обсуждения результатов эксперимента с обучающимися учитель записывает на доске схему из основных понятий, используемых в дискуссии:Приложение 1
| Карточки с названием физических явлений
|
| ||||||||||||
| Карточка «Утренняя чашечка кофе»
| Карточка «Виды тепловых двигателей»
| ||||||||||||
| Карточки с обозначением физических величин |
| ||||||||||||
| Карточки с единицами измерения физических величин |
| ||||||||||||
| Схема устройства теплового двигателя (на доске), конечный итог
Нагреватель
Рабочее тело Холодильник
| |||||||||||||
Приложение 2
Маршрутная карта урока
Свойства тепловых процессов
Соотнесите с каждым явлением набор цифр, соответствующих каждому явлению.
| А. Плавление - Б. Испарение - В. Конденсация - | Скорость процесса зависит от площади поверхности жидкости, ветра, температуры, рода жидкости Происходит при любой температуре Жидкость охлаждается Энергия выделяется В течение всего процесса температура не меняется Превращение пара из газообразного состояния в жидкое Кристаллы теряют свою форму, так как увеличивается размах колебаний молекул |
Модель
| А. Количество теплоты, выделяющееся при конденсации вещества | 1 |
| Б. Количество теплоты, необходимое для нагревания тела | 2. |
| В. Количество теплоты, необходимое для плавления тела | 3. |
| Г. Количество теплоты, выделяющееся при горении топлива | 4. |
Эксперимент
|
| Выводы: Пар (газ) совершил … Внутренняя энергия пара перешла в … энергию Устройство, в котором внутренняя энергия топлива превращается в механическую, называется…. Для характеристики экономичности различных двигателей используется величина коэффициент …. |
Запишите Тему урока в тетрадь и выводы по эксперименту!
Следствия:
Виды тепловых двигателей
Запишите схему устройства теплового двигателя (с доски)
Запишите формулы определения КПД (на слайдах)
Определите КПД тепловых двигателей (по вариантам)
Домашнее задание
Прочитать параграфы 22, 23, ответить на вопросы после параграфов в тетради. Выучить формулу КПД. Упр.17 (1)
Объяснить смысл поговорок с точки зрения физических явлений: «Соль мокнет - к дождю. Табак сыреет - к сырой погоде»
Приложение 3
1 вариант
Первый гусеничный трактор
Изобретатель: русский механик-самоучка
Федор Абрамович Блинов
1888 год
Первый гусеничный трактор конструкции А. Ф. Блинова имел два паровых двигателя. За 1 ч он расходовал 5 кг топлива, у которого удельная теплота сгорания равна 
. Вычислите КПД трактора, если мощность двигателя его была равна около 1,5 кВт.
Комментарий:
Определите количество теплоты, выделившееся при сгорании топлива (Q1 или затраченная работа Аз)
Определите полезную работу Ап, зная формулу мощности 
Определите КПД трактора
Не забывайте перевести единицы измерения в систему СИ!
2 вариант
На теплоходе музыка играет …
Теплоход «Павел Бажов» — судно, построенное в 1962 году
На теплоходе установлен дизельный двигатель мощностью 500 кВт. Он расходует 150 кг дизельного топлива за 1 час. Определите КПД двигателя. (Удельная теплота сгорания дизельного топлива 43 МДж/кг)
Комментарий:
Определите количество теплоты, выделившееся при сгорании топлива (Q1 или затраченная работа Аз)
Определите полезную работу Ап, зная формулу мощности
Определите КПД двигателя
Не забывайте перевести единицы измерения в систему СИ!
14
Полезное для учителя
Распродажа видеоуроков!
1700 руб.
2430 руб.
1650 руб.
2350 руб.
1030 руб.
1470 руб.
1530 руб.
2180 руб.
Курсы ПК и ППК для учителей!
800 руб.
4000 руб.
800 руб.
4000 руб.
3560 руб.
17800 руб.
800 руб.
4000 руб.
ПОЛУЧИТЕ СВИДЕТЕЛЬСТВО МГНОВЕННО
* Свидетельство о публикации выдается БЕСПЛАТНО, СРАЗУ же после добавления Вами Вашей работы на сайт
Удобный поиск материалов для учителей
Ваш личный кабинет
Проверка свидетельства