Тип уроку: урок формування нових знань із елементами дослідження та практичного застосування.
Основна ідея уроку. Теплопровідність — це спосіб передавання внутрішньої енергії від більш нагрітих ділянок тіла до менш нагрітих без перенесення речовини як цілого. Різні речовини мають різну теплопровідність, що пояснює їх використання в побуті й техніці.
1. Результати навчання у фокусі уроку
Група результатів | Результат, який формуємо |
|---|---|
1. Пізнання світу природи засобами наукового дослідження | Спостерігає за передаванням теплоти в різних матеріалах; висуває припущення щодо залежності теплопровідності від виду речовини; формулює висновки за результатами досліду. |
2. Опрацювання, систематизація та використання інформації фізичного змісту | Описує теплопровідність; пояснює її на основі уявлень про будову речовини; порівнює теплопровідність різних матеріалів; читає та інтерпретує схеми теплопередачі. |
3. Усвідомлення закономірностей природи та застосування фізичних знань | Пояснює передавання енергії від нагрітих ділянок тіла до холодніших; розрізняє добрі й погані провідники теплоти; застосовує знання для пояснення побутових і технічних явищ. |
4. Розвиток наукового мислення, відповідальної поведінки та усвідомлення значення фізики для суспільства | Обґрунтовує вибір матеріалів для посуду, теплоізоляції та одягу; дотримується правил безпеки під час спостережень і дослідів; оцінює значення теплоізоляції для заощадження енергії. |
Очікувані результати: після уроку учень/учениця пояснює поняття теплопровідності, описує механізм передавання енергії в речовині, наводить приклади добрих і поганих провідників теплоти та пояснює, чому різні матеріали використовують для нагрівання, охолодження й теплоізоляції.
2. Хід уроку
І. Актуалізація знань — 3 хв
Учитель пропонує пригадати матеріал попереднього уроку:
Що таке внутрішня енергія?
Якими способами можна змінити внутрішню енергію тіла?
У якому напрямку відбувається передавання енергії під час теплопередачі?
Проблемне запитання: якщо один кінець металевого стрижня нагріти, чому через певний час нагріється й інший його кінець, хоча його безпосередньо не нагрівали?
Учні висловлюють припущення. Учитель не повідомляє відразу готової відповіді, а пропонує перевірити їх дослідом.
ІІ. Створення проблемної ситуації — 4 хв
Учитель демонструє металеву ложку в гарячій воді та дерев’яну ложку або дерев’яну паличку за аналогічних умов.
Запитання до учнів:
Чому ручка металевої ложки поступово нагрівається?
Чи однаково швидко нагріваються метал і деревина?
Чому ручки каструль часто виготовляють із пластику або матеріалів із низькою теплопровідністю?
Учні формулюють припущення: теплота передається вздовж тіла, а різні матеріали проводять її неоднаково.
ІІІ. Вивчення нового матеріалу — 10 хв
1. Поняття теплопровідності
Теплопровідність — це вид теплопередачі, під час якого енергія передається від більш нагрітих частин тіла до менш нагрітих без перенесення речовини як цілого.
2. Механізм теплопровідності
У твердих тілах частинки не переміщуються вільно по всьому тілу, а коливаються поблизу певних положень. У нагрітій ділянці їхній рух у середньому інтенсивніший. Завдяки взаємодії частинок енергія передається сусіднім ділянкам.
У металах теплопередачі також сприяють вільні електрони, тому метали зазвичай добре проводять теплоту.
3. Добрі й погані провідники теплоти
Добрі провідники: мідь, алюміній, залізо та інші метали.
Погані провідники (теплоізолятори): деревина, повітря, вовна, пінопласт, багато видів пластику.
Важливе уточнення: повітря погано проводить теплоту, якщо воно нерухоме. Саме тому повітряні прошарки в одязі та теплоізоляційних матеріалах допомагають зменшувати втрати тепла.
IV. Дослідницька діяльність — 7 хв
Дослід «Які матеріали краще проводять теплоту?»
Обладнання: металева ложка, дерев’яна або пластикова паличка, посудина з теплою водою.
Хід досліду
Учитель поміщає металеву ложку та дерев’яну паличку в посудину з теплою водою так, щоб їхні ручки залишалися зовні.
Учні спостерігають, як змінюється температура доступних для вимірювання частин предметів. За можливості використовують термометр або температурний датчик.
Учні порівнюють результати й формулюють висновок.
Запитання для дослідження:
Який предмет швидше передає теплоту вздовж своєї довжини?
Чи можна за цим дослідом зробити висновок, що всі метали проводять теплоту однаково?
Чому дослід не варто проводити з окропом або відкритим полум’ям без відповідного обладнання?
Очікуваний висновок: метал зазвичай проводить теплоту краще, ніж деревина або пластик. Для коректного порівняння потрібно враховувати однакові умови досліду, розміри предметів і спосіб вимірювання.
Безпека: учитель готує теплу воду та контролює дослід. Учні не торкаються гарячого посуду й не перевіряють температуру предметів дотиком.
V. Застосування знань — 8 хв
Учитель пропонує учням пояснити побутові ситуації.
Ситуація 1. Ручки кухонного посуду
Чому ручки каструль часто виготовляють із пластику або матеріалів із низькою теплопровідністю?
Очікувана відповідь: такі матеріали повільніше передають теплоту до руки, тому зменшують ризик опіку.
Ситуація 2. Теплий одяг
Чому вовняний светр допомагає зберігати тепло тіла?
Очікувана відповідь: волокна утримують повітря, яке погано проводить теплоту, тому зменшуються тепловтрати.
Ситуація 3. Металева й дерев’яна ложки
Якщо обидві ложки тривалий час лежали в одній кімнаті, чи обов’язково металева ложка має нижчу температуру, бо здається холоднішою?
Очікувана відповідь: ні. За однакових умов їхні температури можуть бути однаковими. Метал швидше відводить теплоту від руки, тому здається холоднішим.
Завдання для закріплення
Визначте, які матеріали доцільно використати для виготовлення термоса: метал, пластик, повітряний прошарок, мінеральну вату. Поясніть вибір.
Чому металеву деталь, яку потрібно швидко охолодити, іноді занурюють у воду?
Чи відбуватиметься теплопровідність у твердому тілі, якщо воно нагрівається рівномірно в усіх точках? Поясніть відповідь.
VI. Формувальне оцінювання — 5 хв
Учні виконують коротке завдання самостійно.
Оберіть одну відповідь у кожному завданні.
1. Що називають теплопровідністю?
2. Який із матеріалів зазвичай найкраще проводить теплоту?
3. Чому в теплоізоляції використовують нерухоме повітря?
VII. Підсумок уроку — 3 хв
Учитель пропонує учням завершити речення:
«Теплопровідність — це…»
«Метали добре проводять теплоту, тому що…»
«Матеріали з низькою теплопровідністю використовують для…»
«На наступному уроці ми з’ясуємо, як теплота передається в рідинах і газах завдяки руху самої речовини».
Перехід до наступної теми. Під час теплопровідності речовина загалом не переміщується з одного місця в інше. Але якщо нагрівати воду в посудині, тепла вода піднімається, а холодніша опускається. Чому це відбувається? Це проблема, яка підводить до вивчення конвекції.
3. Домашнє завдання
Обов’язкове:
Опрацювати матеріал підручника про теплопровідність.
Навести три приклади використання добрих провідників теплоти й три приклади використання теплоізоляторів.
Пояснити, чому зимовий одяг допомагає зберігати тепло тіла.
Творче завдання на вибір: намалювати схему будови термоса й підписати, які його елементи зменшують передавання теплоти.
4. Логічний зв’язок із наступним уроком
На уроці «Теплопровідність» | На наступному уроці «Конвекція» |
|---|---|
Енергія передається між частинками речовини. | Енергія переноситься потоками самої речовини. |
Особливо наочно проявляється в твердих тілах. | Відбувається в рідинах і газах. |
Приклад: нагрівання металевого стрижня з одного кінця. | Приклад: циркуляція води під час нагрівання. |
Ключове запитання: як передається енергія вздовж тіла? | Ключове запитання: чому нагріта рідина або газ переміщуються? |
Наступний урок доцільно почати з демонстрації нагрівання води та спостереження за рухом її шарів, а вже потім сформулювати поняття конвекції.
Немає коментарів:
Дописати коментар