Ответы на вопросы к госу по МПФ (стр. 2 из 13)
К догадке о взаимном притяжении молекул можно подвести учащихся вопросом: почему же тела, состоящие из молекул, между которыми есть промежутки, не рассыпаются? Чтобы заострить внимание на расстоянии, при котором притяжение между молекулами становится заметным, целесообразно для проверки предположения, высказанного в ответе на поставленный вопрос, взять сначала две стеклянные трубочки и показать, что при их сближении они "не слипаются", а затем то же самое проделать с двумя кусочками пластилина.
Об отталкивании молекул школьники тоже могут догадаться самостоятельно, если им предложить объяснить опыты, обнаруживающие упругость газов, малую сжимаемость жидкости, твердых тел и др.
Таким образом, основные знания в этой теме учитель не должен давать в готовом виде, а, умело создавая проблемные ситуации с помощью эксперимента, побуждать учащихся искать пути решения проблемы, разрабатывать, планировать и проводить эксперимент с целью проверки высказанных гипотез, анализировать его результаты. Только в этом случае семиклассники будут осваивать эмпирический метод познания.
Вместе с тем в данную тему входят и такие научные факты, экспериментальное обоснование которых в данном курсе невозможно Это следующие утверждения, молекулы одного вещества одинаковы, молекулы состоят из атомов, атомы состоят из элементарных частиц Эти утверждения дают догматически.
Для проверки знаний по данной теме лучше всего воспользоваться заданиями с выбором ответа, поскольку учащиеся еще не успели научиться свободному обращению с новой для них физической терминологией и будут затрудняться в выражении своих мыслей письменно.
Изучение темы целесообразно завершить уроком-конференцией, на которой семиклассники в коротких выступлениях расскажут о жизни и деятельности М. В. Ломоносова и его работах по изучению строения вещества.
3. Научно-методический анализ и методика формирования понятий тема: «Тепловые явления» в 8 классе.
При изучении данной темы учащиеся знакомятся с рядом понятий: теплота, количество теплоты, теплоемкость, теплопередача, конвекция и т.д. при изучении данной темы используется политехнический материал, изучается двигатель внутреннего сгорания, паровая турбина, паровое отопление.
Рассматривая методику изучения некоторых вопросов данной темы:
3.1. Хаотичное, тепловое движение молекул, температура.
Приступая к изучению данного вопроса необходимо повторить с учащимися основные положения МКТ. Учащиеся вспоминают, что молекулы находятся в непрерывном хаотическом движении. Такое движение получило название теплового. Напоминаем, что скорость движения зависит от температуры. Затем, переходим к температуре. В 8 классе авторы учебника Перышкин, Родина не дают определения температуры, так как они не вводят понятия теплового равновесия. Достаточно, если учащиеся воспримут понятие температуры, как о степени нагретости тел, ознакомятся с устройством и принципом действия термометра. На опыте объясняется учащимся следующую демонстрацию: берут 3 одинаковых сосуда, в первом – нагретая вода, во втором – комнатной температуры, в третьем – холодная. Опускаем палец. В субъективности теплового ощущения ученики убеждаются на этом опыте. Из этого можно сделать вывод: необходимы специальные приборы – термометры – принцип действия которых основан на тепловом расширении. Вместе с учащимися выяснить правила измерения термометром. 1) каждый термометр предназначен для измерения температуры только в определенных пределах. 2) нельзя пользоваться термометром, если измеряемая температура выше или ниже установленных для данного прибора значений. 3) отсчет по термометру нужно производить через некоторое время. 4) при измерении температуры термометр (кроме медицинского) не должен извлекаться из среды, температура которой измеряется. 5) следить за правилами расположения глаза.
Полезно сообщить учащимся некоторые значения температур встречающихся в природе и технике.
3.2. Внутренняя энергия тел и способы ее измерения
Внутренняя энергия – это одно из фундаментальных понятий в физике. К формированию этого понятия можно подойти различными путями, например, авторы учебника формирование этого понятия начинают с опыта о кажущемся нарушении закона сохранения энергии при соударении неупругих тел. Опыт: шар падает на спальную плиту. Непонятно, до удара, шар и стальная плита обладали внутренней энергией. Второй способ: используется идея о том, что работа представляет собой меру изменчивости или превращения энергии. Если тело способно совершить работу, то оно обладает энергией. Здесь можно предложить опыт с картофелем пистолетом (колба закрывается картофельной пробкой и помещается под колпак воздушного насоса, откачав воздух, пробка вылетает). Возникает вопрос: Обладал ли воздух в колбе энергией? (Да).
Далее дают определение: Энергия движения и взаимодействия частиц, из которых состоит тело называется внутренней энергией.
Дальнейшая задача состоит в том. Чтобы ознакомить учащихся со способами измерения внутренней энергии. Для этого проводится ряд опытов: нитью натирают цилиндр и резиновая пробка вылетает; в сосуд наливают немного воды, накачивают в него воздух, пробка вылетает и в сосуде наблюдается пар; в шарообразную колбу с изогнутым концом, в трубку наливается вода (капелька) держа колбу в руках капелька будет перемещаться по трубке. На основе опытов приходим к выводу, что внутреннюю энергию можно изменить двумя способами: теплообмен и совершение работы.
Далее дают определение: Процесс изменения внутренней энергии при котором над телом совершается работа, а энергия передается от одних частиц к другим называют теплопередачей.
Виды теплопередачи: теплопроводность, конвекция, излучение.
Теплопроводность. Из жизненного опыта ученикам известен процесс передачи энергии от одного тела другому. Однако, они не подставляют себе различия тел по теплопроводности. Поэтому необходимо рассмотреть этот вопрос, используя опыт: берут стальную и медную проволоки, на равных расстояниях приклеивают парафином (пластилином) спички. Из опыта дел вывод: разные тела обладают разной теплопроводностью. При изучении вопроса можно сделать проблемную ситуацию: в картонной коробке кипятят воду.
Полезно также подчеркнуть, что при теплопроводности происходит перенос энергии, связанной с хаотическим движением микрочастиц, само же вещество не переносится. Для закрепления материала решают качественные задачи.
Конвекция. При изучении конвекции можно предложить следующие опыты: U образная трубка с перегородкой в верхней части, заполняется водой, выше уровня перегородки, затем с одного конца внизу нагревается (в трубки помещаются марганцовка, в одну трубку к низу, в другую сверху…); в трубку с двух сторон вставляют пробки с термометрами и начинают ее нагревать (термометр, находящийся выше покажет большую температуру). При конвекции происходит перенос вещества.
Для закрепления материала авторы учебника рассматривают образование дневных и ночных бризов, а в технике – образование тяги в дымоходе, конвекция в водяном отоплении.
Излучение. Излучение, как вид переноса, связано с излучением и поглощением частицами вещества электромагнитных волн и поэтому не может быть объяснено обстоятельно 8-классникам, поэтому при ознакомлении учащихся с этим видом теплопередачи, следует проводить широко экспериментально. Здесь можно поставить проблемный опыт. Капля жидкости в трубке термоскопа перемещается вправо, указывая на расширение воздуха в термоскопе от нагревания. Формулируют проблему: "Почему капля в термоскопе перемещается и тогда, когда нагреватель расположен на одном и том же уровне с термоскопом?". Подчеркивается, что в данном случае тепло передается от нагретого тела с помощью невидимых глазом лучей – тепловых лучей. Здесь же подчеркивается, что при излучении наличие среды необязательно, перенос энергии может происходить и в вакууме (передача энергии от Солнца к Земле).
Количество теплоты. Единицы количества теплоты. Процесс совершения механической работы и процесс теплопередачи имеют общий признак – изменяют внутреннюю энергию тела.
Меру изменения внутренней энергии путем совершения работы назвали количеством работы, а меру изменения внутренней энергии в процессе теплопередачи назвали количеством теплоты.
Далее выясняют от чего зависит количество теплоты Q полученное или отданное телом. Для расчета количества теплоты необходимо ввести понятие удельной теплоемкости. Необходимо выяснить с учащимися, что количество теплоты, полученное (отданное) телом при теплопередаче зависит от рода вещества. Эту зависимость характеризую. Особой величиной, называемой удельной теплоемкостью вещества. Это можно проверить, проводя следующий эксперимент: используют прибор Тиндаля и замечают, что алюминиевый цилиндр погружается больше в парафин, затем железный и медный. Делают вывод: тела из разных веществ, но одной массы, отдают при охлаждении и требуют при нагревании на одну температуру разное количество теплоты.
После этого вводим понятие удельной теплоемкости. Для закрепления необходимо работать с таблицей удельных теплоемкостей, ставя следующие вопросы: 1. Что означает, что удельная теплоемкость воды 4200 Дж/ кг К? 2. Найдите вещество для которого теплоемкость наибольшая и т.п.Введя понятие удельной теплоемкости, можно рассчитать количество теплоты необходимое для нагрева тела массой 1 кг на температуру
для случая m вещества: 
. Далее изучается испарение, кипение, находят количество теплоты необходимое для плавления, для парообразования и т.д. Необходимо расплавить лед, испарить воду.