Конкурс "Я иду на урок"

Г.Л.Савинкова,
школа № 176, г. Самара

Особенности плавления и парообразования

Урок по методу проектов, 2 ч. 8-й класс. Базовый курс

Методом проектов называют совокупность учебно-познавательных приемов, которые позволяют решать ту или иную проблему в результате самостоятельных действий учащихся с обязательной презентацией этих результатов. Работа учащихся при этом принципиально меняется: они выступают активными участниками учебного процесса, а не пассивными статистами. Ученик становится субъектом познавательной деятельности, у него формируется конструктивное критическое мышление, которому трудно научить при обычной «урочной» форме. Школьники свободны в выборе способов и видов деятельности. Метод проектов помогает ученикам овладеть целым рядом таких умений, как готовность работать в коллективе, разделять ответственность с членами команды, анализировать результаты деятельности.

Цель проекта: закрепление знаний об изменениях агрегатных состояний вещества и получение новых знаний. В процессе самостоятельной работы ученики должны «открыть» особенности процессов плавления и парообразования. При этом развивается интерес к науке, вырабатываются навыки самостоятельной познавательной деятельности, исследовательской работы и работы с дополнительной литературой, навыки обработки информации.

Творческий продукт: опорный конспект по теме «Особенности плавления и парообразования», который составляется сначала на большом плакате при помощи карточек с текстом, а затем изготавливается и тиражируется с помощью компьютера.

Оборудование и материалы: набор жидкостей (спирт, вода, масло), пипетки, предметные стекла, термометры, электрическая плитка, лабораторная посуда, калориметры, лед, листы с заданиями. На доске закреплен плакат, который в ходе урока заполняется карточками, приготовленными заранее.

Подготовка. В процессе изучения материала по теме «Изменение агрегатных состояний вещества» учитель подводит учеников к мысли о том, что существует множество интересных явлений, связанных с изменением агрегатного состояния вещества, которые остались за страницами учебника. Он предлагает ребятам самостоятельно изучить эти явления. Ученики разбиваются на группы «Плавление», «Кипение», «Испарение» и выбирают себе вид деятельности – теорию или эксперимент. Работу группы координирует руководитель группы. Группы получают листы с заданиями, а руководитель – листок с вопросами, на которые группа должна дать ответ после выполнения экспериментальных заданий.

На подготовку к уроку отводится несколько дней. За это время «теоретики» изучают дополнительную литературу по своей теме, «экспериментаторы» готовят все необходимое для проведения исследований. Ученики могут обращаться за консультацией к учителю.

Практическая работа. Выполнение этого этапа рассчитано на два урока. Каждая группа занимает отдельный ряд, украшенный своей эмблемой. Руководитель садится за первую парту, сразу за ним располагаются «экспериментаторы», а дальше – «теоретики». На столах «экспериментаторов» находятся карточки с исследовательскими заданиями, а также необходимые приборы и материалы. Для «теоретиков» подготовлена «библиотека»: на сдвинутых столах в дальнем конце класса разложена всевозможная литература, которая может понадобиться.

На столах лежат также карточки с названиями процессов, выполненные в форме стрелок, карточки из прозрачного пластика со схематичным изображением молекулярного строения кристалла, жидкости и газа, карточки с символами +Q, –Q, U­, UЇ.

На столах руководителей групп разложены карточки с текстом, из которых руководитель, заслушав отчеты своих коллег, выберет верные и прикрепит их к плакату на доске.

Задания

«Плавление»
Задание для группы

1. Изготовить вымпел «Плавление».

2. Вопросы для подготовки:

• Как t_пл зависит от внешнего давления?
• Как t_пл льда зависит от внешнего давления?
• Как объяснить зависимость tпл от внешнего давления?
• Одинакова ли t_пл у различных веществ?

3. Подготовить демонстрацию «Плавление льда под действием внешнего давления».

4. Во время урока провести экспериментальное исследование и ответить на вопросы:

• Меняется ли температура вещества в процессе плавления?
• Требуется ли подвод энергии при плавлении?

Задание для руководителя

После того как группа проделает работу и отчитается, вам необходимо выбрать правильные ответы на следующие вопросы и установить карточки с ответами на опорный конспект на доске.

1. Требует плавление подвода энергии или нет?
2. Меняется температура в процессе плавления или нет?
3. Зависит температура плавления от внешнего давления или нет? Как?

«Кипение»
Задание для группы

1. Изготовить вымпел «Кипение».

2. Вопросы для подготовки:

• Чем отличается парообразование в процессе кипения от испарения?
• Требуется ли подвод энергии при кипении?
• Меняется ли температура вещества при кипении?
• Как зависит температура кипения от внешнего давления?
• Как можно объяснить эту зависимость?
• Каковы условия роста пузырька с паром в кипящей жидкости?
• Каковы условия кипения?

3. Подготовить демонстрацию закипания воды при понижении внешнего давления.

4. Во время урока провести экспериментальное исследование и ответить на вопросы:

• Меняется ли температура вещества в процессе кипения?
• Требуется ли подвод энергии при кипении?
• Как влияет наличие центров парообразования на кипение?
• Понаблюдать за образованием и ростом пузырьков.

Задание для руководителя

После того как группа проделает работу и отчитается, вам необходимо выбрать правильные ответы на следующие вопросы и установить карточки с ответами на опорный конспект на доске.

1. Кипение идет по всему объему или только на поверхности?
2. Требует кипение подвода энергии или нет?
3. Меняется температура в процессе кипения или нет?
4. Зависит температура кипения от внешнего давления или нет?
5. Каковы условия кипения?

«Испарение»
Задание для группы

1. Изготовить вымпел «Испарение».

2. Вопросы для подготовки:

• Чем отличается парообразование в процессе кипения от испарения?
• Требуется ли подвод энергии при испарении?
• Меняется ли температура вещества при испарении?
• Каковы условия выхода молекул из жидкости при испарении?

3. Во время урока провести экспериментальное исследование и ответить на вопросы:

• Меняется ли температура жидкости при испарении?
• Как скорость испарения зависит от температуры жидкости?
• Как скорость испарения зависит от площади поверхности?
• Зависит ли скорость испарения от рода жидкости?
• Зависит ли скорость испарения от наличия ветра?

Задание для руководителя

После того как группа проделает работу и отчитается, вам необходимо выбрать правильные ответы на следующие вопросы и установить карточки с ответами на опорный конспект на доске.

1. Испарение происходит по всему объему или только со свободной поверхности жидкости?
2. При испарении требуется подвод энергии или нет?
3. Остается ли постоянной температура испаряющейся жидкости?
4. При каком условии молекула сможет вырваться из жидкости?
5. От каких условий зависит скорость испарения?

Ход урока

I. Вводная часть (5 мин)

Учитель сообщает тему урока, форму его проведения, цель. Плакат (опорный конспект) на доске содержит только название темы («Особенности плавления и парообразования») и слова «Твердое тело», «Жидкость», «Газ».

II. Повторение пройденного и активизация знаний (10 мин)

В ходе беседы повторяем особенности молекулярного строения кристаллических твердых тел, жидкостей и газов. Учитель задает вопросы:

• У кого на столе есть табличка, изображающая молекулярное строение твердого тела? (Табличка, нарисованная маркером на прозрачной основе, размещается на плакате поверх надписи «Твердое тело».)
• В чем особенности молекулярного строения твердого тела?
• Какими свойствами обладают твердые тела?
• Как объяснить свойства твердых тел, исходя из особенностей их молекулярного строения? И т.д.

Затем вспоминаем названия процессов превращения из одного агрегатного состояния в другое, размещая соответствующие стрелки с названием процесса на плакате.

III. Практическая работа (25 мин)

«Теоретики», работая с литературой, готовят выступления, в которых прозвучат ответы на вопросы, полученные на подготовительном этапе. Выступлениям желательно придать интересную форму: интервью, репортаж, диалог с ученым...

Задания для «экспериментаторов»:

Группа «Плавление»

• Готовят демонстрационный эксперимент по плавлению льда под действием давления. Для этого заранее замораживают воду в пластиковой бутылке с «шейкой». На месте «шейки» пластик срезают, бутылку со льдом закрепляют горизонтально в штативах, через «шейку» перекидывают проволоку с грузом на концах. Со временем проволока прорезает лед, а над ней он снова смерзается;
• Исследуют, требуется ли подвод энергии для плавления льда. Для этого сравнивают процесс плавления льда в калориметре в двух случаях: когда оба стакана калориметра, между которыми имеется воздушная прослойка, имеют одинаковую температуру и когда во внешний стакан налита горячая вода. В ходе выполнения работы ученики пишут отчет по форме: «проделали...», «наблюдали...», «вывод...»
• Исследуют, меняется ли температура льда в процессе плавления. Для этого измеряют температуру смеси небольшого количества воды и льда и составляют отчет.

Группа «Кипение»

• Готовят к демонстрации эксперимент «Кипение воды при пониженном давлении», используя воздушный колокол и насос.
• Изучают процесс кипения воды, наблюдая за образованием и ростом пузырьков пара и за изменением объема всплывающих пузырьков, при этом измеряют температуру воды. Наблюдают, как меняется характер кипения, если в закипающую воду бросить щепотку мелкой соли. Будет ли продолжаться кипение, если нагреватель отключить?

В ходе работы ученики оформляют отчет.

Группа «Испарение»

• Исследуют, как испаряются различные жидкости, сравнивая время испарения капли спирта, воды и масла.
• Исследуют, как влияет на скорость испарения спирта площадь открытой поверхности жидкости (одну из капель нужно размазать).
• Исследуют зависимость скорости испарения спирта от температуры (одна капля – на холодное стекло, другая – на стекло, покрывающее калориметр с горячей водой).
• Исследуют, как сказывается наличие ветра на скорости испарения (ветер можно «сделать», помахав листом бумаги).
• Исследуют, меняется ли температура испаряющейся жидкости (ватка, закрепленная на конце термометра, смачивается спиртом). Результаты исследований оформляются в форме отчета.

Руководители групп вникают в работу своих коллег, участвуют в обсуждении, стремятся получить ответы на поставленные вопросы.

Учитель оказывает помощь, если выполнение работы вызывает затруднение, ненавязчиво направляет ход обсуждения результатов работы в нужное русло.

IV. Обсуждение результатов (30 мин)

Заслушиваются выступления «теоретиков» и отчеты «экспериментаторов» групп. Обсуждаются демонстрационные эксперименты. После этого руководитель зачитывает вопрос и выбирает карточку с правильным ответом, которую закрепляет на плакате в нужном месте. Таким образом, на плакате постепенно формируется опорный конспект.

V. Осмысливание результатов (5 мин)

Еще раз обсуждаем, какие процессы идут с поглощением энергии, какие с выделением, как меняется внутренняя энергия вещества при изменении его агрегатного состояния. На плакат помещаются значки: +Q, –Q, U­, UЇ.

Карточки для группы «Плавление»

Карточки для группы «кипение»

Карточки для группы «испарение»

Дополнительные вопросы

• Зачитываю выдержку из статьи В.Пескова «Белая радость», опубликованной в «Комсомольской правде», и прошу объяснить описанное явление: «Лыжники знают: в большой мороз скольжение неважное. И есть температуры, когда скольжения нет вовсе. В Антарктиде для самолетов установлен жесткий предел – минус 60 градусов. Если мороз сильнее (например, в районе станции «Восток»), снег становится, как песок, скольжение по нему невозможно, самолет не взлетит».
• Зачитываю выдержку из воспоминаний альпинистов-участников восхождения на Эверест и прошу объяснить, почему высоко в горах вода кипит при более низкой температуре: «...Разжигаем примус и начинаем готовить чай и кашу. Это долгое занятие. Набрать снега, растопить его, вскипятить. Просто так, без подготовки, ни чай, ни кашу не сваришь: вода кипит, но там не то что ста, но и восьмидесяти градусов тепла не наберется... Еду можно приготовить только в автоклаве...»

VI. Подведение итогов, оценка работы, объяснение домашнего задания (5 мин)

Практика показывает, что плохих оценок на таких уроках не бывает, как не бывает и учеников, не включившихся в работу.

Домашнее задание: написать сочинение-фантазию на тему «О чем могла бы рассказать нам молекула льда». («Кусок льда лежит в котелке альпинистов, собирающихся пить чай...»)

Что могла бы рассказать молекула воды

Меня зовут Молли. Я молекула льда и живу в маленьком поселке с названием «Снежинка». Я хорошо знаю всех своих соседей, так как молекулярная связь не дает нам сдвинуться с места. Мы все гордимся Дальним порядком, который царит в нашей Снежинке.

Однажды нашу Снежинку подхватил ветер и долго носил над горами. Когда ветер стих и Снежинка опустилась на землю, наш маленький поселок постигла беда. Туристы набрали снега в котел. Огонь был уже разведен и весело потрескивал сухими сучьями. Я очень испугалась, когда вдруг почувствовала, что молекулярная связь не может больше удерживать меня на месте. Снежинка стала рушиться. Дальнего порядка как не бывало! И я с ужасом поняла: вокруг нет ни одной знакомой молекулы!

А температура в котле тем временем все поднималась. Привыкшая к холоду, я стала метаться. Что же делать? Где найти хоть одну знакомую молекулу?

Пока я таким образом перескакивала с места на место в поисках друзей, со дна стали подниматься пузыри. Их становилось все больше и больше. Они поднимались вверх и лопались где-то в вышине. Я догнала один большой пузырь, полагая, что чем пузырь больше, тем он умнее.

– Вы мне не подскажете, что тут происходит? – спросила я.

– Ну и молодежь пошла! Ничего не знают! – презрительно фыркнул пузырь и... лопнул!

Я испугалась, решив, что пузырь лопнул из-за меня, расплакалась и задрожала еще сильнее.

– Что с тобой? – спросила соседка.

Найдя благодарного слушателя, я поделилась страхами и опасениями.

– Началось кипение, – со знанием дела объяснила та. – А в том, что пузырь лопнул, твоей вины нет. Просто давление пара внутри него оказалось меньше, чем давление воды снаружи. А тебе я посоветую подняться к поверхности. Если повезет – ты свободна! – бросила на прощание молекула.

«Странно!» – подумала я, но стала пробиваться к поверхности. Поначалу меня просто грубо толкали со всех сторон. Но, набравшись смелости и терпения, получив изрядное количество синяков и шишек, я прорвалась наверх. И тут, получив особенно сильный удар в бок, я внезапно взлетела над поверхностью воды, ударилась лбом о крышку и полетела бы обратно в воду, однако тут, по счастью, туристы открыли крышку котелка. Я вырвалась на свободу, меня подхватил ветер.

– Вот она какая, свобода! – восхищенно шептала я, паря над заснеженными горными вершинами, лесами, реками и озерами нашей необъятной Родины.

В.Савинкова,
ученица 8-го кл.