Элективный курс по физике для обучающихся средней общеобразовательной школы "Свойства паров, жидкостей и твердых тел"
Автор: Немежикова Е.А.
Журнал: Форум молодых ученых @forum-nauka
Статья в выпуске: 5-2 (21), 2018 года.
Бесплатный доступ
Данный элективный курс разработан для старшеклассников и позволяет им ознакомиться с многогранностью науки физика, ее прикладной стороной. А также помогает в этапе профопределения обучающихся.
Короткий адрес: https://sciup.org/140282824
IDR: 140282824
Текст научной статьи Элективный курс по физике для обучающихся средней общеобразовательной школы "Свойства паров, жидкостей и твердых тел"
Программа элективного курса «Свойства паров, жидкостей и твердых тел для обучающихся средней общеобразовательной школы» Немежикова Елена Амуровна
Хакасский государственный университет им. Н. Ф. Катанова
Россия г.Абакан
Институт естественных наук и математики, студент 5 курса
Направление: Педагогическое образование, профили: математика, физика.
Научный руководитель:
Гафнер Светлана Леонидовна, доктор физ.-мат. наук
Пояснительная записка.
Данный курс является расширением программного материала по теме: «Свойства паров, жидкостей и твердых тел» и подразумевает совершенствование практических навыков и умений по решению задач и проведению физического эксперимента, а так же тренировка умений работать с графиками. Курс рассчитан на 17 часов для обучающихся средней общеобразовательной школы.
Цели элективного курса:
-
> Развитие интереса к физике и решению физических задач;
-
> Совершенствование полученных в основном курсе знаний и умений;
-
> Формирование представления о постановке, классификации, приемах и методах решения школьных физических задач, а так же проведении эксперимента.
Задачи элективного курса:
-
1. Расширить знания обучающихся по заданной теме элективного курса.
-
2. Научить детей решать задачи по теме элективного курса различной сложности.
-
3. Сформировать умения работы обучающихся с различными источниками информации.
-
4. Выработать практические умения выполнения лабораторных работ.
-
5. Развить у обучающихся познавательный интерес к предмету. Ожидаемые результаты после прохождения элективного курса.
В результате изучения элективного курса обучающийся должен знать:
-
- понятия и их смысл: реальные газы, фазовый переход, диффузия, агрегатные состояния вещества, насыщенный и ненасыщенный пар, точка росы, поверхностное натяжение, смачивание и несмачивание, анизотропия, монокристаллы, поликристаллы, полиморфизм, деформация и напряжение, запас прочности, диаграмма состояний, график фазовых переходов.
-
- смысл физических величин: длина свободного пробега молекул, удельная теплота плавления, удельная теплота парообразования и конденсации, температура кипения и плавления, парциальное давление, давление насыщенного пара, коэффициент поверхностного натяжения, модуль Юнга.
В результате изучения элективного курса обучающийся должен уметь: описывать и объяснять результаты наблюдений и экспериментов: броуновское движение, плавление и кристаллизация, испарение и конденсация, диаграмма состояний вещества, зависимость температуры кипения воды от давления, свойства поверхностного слоя жидкости, смачивание и несмасчивание, капиллярные явления, механические свойства твердых тел.
-приводить примеры опытов, иллюстрирующих, что основой гипотез является наблюдение и эксперимент; эксперимент позволяет проверить истинность теоретических выводов; физическая теория может объяснять явления природы и научные факты, а также предсказывать еще неизвестные явления; при изучении физических явлений используют физические модели; с помощью различных моделей можно исследовать различные явления; законы физики имеют свои определенные границы применимости.
-
- применять полученные знания для решения задач.
-определять характер физического процесса по графику, таблице, формуле.
-измерять влажность воздуха, удельную температуру плавления льда, коэффициент поверхностного натяжения, модуль напряжения.
-приводить примеры практического применения влажности воздуха, поверхностного натяжения жидкостей, кристаллических тел, жидких кристаллов.
-
- на основе полученных знаний самостоятельно оценивать информацию, содержащуюся в научно-популярных статьях, СМИ, интернете.
-использовать приобретенные знания и умения в практической деятельности и быту для: обеспечения безопасности в процессе
использования транспортных средств, бытовых электроприборов, средств радио- и телекоммуникационной связи; анализа и оценки влияния на живые организмы загрязнений окружающей среды; повышения культуры природопользования; определения своей позиции к экологическим проблемам и поведению человека в природе.
В результате изучения элективного курса обучающийся должен уметь демонстрировать: различные демонстрационные опыты- простые фазовые переходы, броуновское движение, явление смачивания и не смачивания, капиллярные явления.
В результате изучения элективного курса обучающийся должен владеть: четкой ясной научнообоснованной речью
-
- различными способами нахождения и представления информации; грамотным ведением дискуссии
-
- всеми изученными физическими определениями и величинами
-представлениями об изученных явлениях и процессах
-навыками оформлять лабораторные работы; вычисления и наблюдения в виде таблиц и графиков.
Тематический план элективного курса «Свойства паров, жидкостей и твердых тел»
№ |
Тема занятия |
Количество часов |
Тип занятия |
I |
Введение |
1 |
|
1 |
Вводное занятие. |
комбинированный |
|
II |
Реальные газы. Фазовые переходы |
2 |
|
2 |
Агрегатные состояния и фазовые переходы |
Лекция |
|
3 |
Идеальный газ. Реальные газы. Уравнение Ван-Дер-Вальса |
Лекция, решение задач с использованием уравнения Ва-Дер-Вальса. |
|
III |
Свойства жидкостей |
4 |
|
4 |
Насыщенные и ненасыщенные пары. Зависимость давления насыщенного пара от температуры. Критическая температура. Критические состояния вещества. Диаграмма состояния вещества. |
1 |
Лекция. |
5 |
Конденсация и испарение. Процессы испарения и конденсации в природе и технике. Сжиженный газ, его получение, свойства и применение |
1 |
Комбинированный: лекция, семинар. |
6 |
Влажность воздуха. Точка росы. Психрометр. Гигрометр. Измерение влажности воздуха. |
1 |
Лабораторная работа №2 |
7 |
Поверхностное натяжение жидкостей. Поверхностная энергия. Смачивание, несмачивание. Капиллярные явления |
1 |
Лекция |
IV |
Свойства твердых тел |
5 |
|
8 |
Строение кристаллов, виды кристаллических решеток. Анизотропия кристаллов. Полиморфизм. Монокристаллы. Поликристаллы. |
1 |
Лекция |
9 |
Определение температуры и удельной теплоты кристаллизации парафина. |
1 |
Лабораторная работа №7 |
10 |
Плотная упаковка частиц в кристаллах. Пространственная решетка |
1 |
|
11 |
Образование кристаллов в природе и получение их в технике. Понятие о жидких кристаллах. Кристаллы и жизнь. Аморфные тела. |
1 |
Семинар |
12 |
Деформация. Напряжение. Механические свойства тел: упругость, прочность, |
1 |
Комбинированный: лекция, лабораторная |
пластичность, хрупкость. Изучение зависимости силы упругости от относительного удлинения. |
работа № 8 |
||
V |
Практикум по решению задач |
3 |
|
13 |
Решение задач на тему «Свойства паров» |
1 |
Решение задач |
14 |
Решение задач на тему «Свойства жидкостей» |
Решение задач |
|
15 |
Решение задач на тему «Свойства твердых тел» |
Решение задач |
|
VI |
Выступление с докладом |
1 |
|
16 |
Выступление перед аудиторией с 3-5 минутным докладом на выбранную тему |
1 |
Выступление перед аудиторией |
VII |
Итоговое занятие |
1 |
|
17 |
Итоговый тест |
Контрольная работа |
|
Итого часов: |
17 |
Основные понятия курса:
Реальные газы. Фазовые переходы:
Агрегатные состояния и фазовые переходы. Идеальный газ. Реальные газы. Уравнение Ван-Дер-Вальса.
Свойства жидкостей:
Насыщенные и ненасыщенные пары. Зависимость давления насыщенного пара от температуры. Критическая температура. Критические состояния вещества. Диаграмма состояния вещества. Конденсация и испарение. Процессы испарения и конденсации в природе и технике. Сжиженный газ, его получение, свойства и применение. Влажность воздуха. Точка росы. Психрометр. Гигрометр. Поверхностное натяжение жидкостей. Поверхностная энергия. Смачивание, несмачивание. Капиллярные явления.
Свойства твердых тел:
Строение кристаллов, виды кристаллических решеток. Анизотропия кристаллов. Полиморфизм. Монокристаллы. Поликристаллы. Плотная упаковка частиц в кристаллах. Пространственная решетка. Образование кристаллов в природе и получение их в технике. Понятие о жидких кристаллах. Кристаллы и жизнь. Аморфные тела. Деформация. Напряжение. Механические свойства тел: упругость, прочность, пластичность, хрупкость. Диаграмма растяжения.
Формы проведения занятий:
Лекции, семинары, лабораторные работы, практические работы по решению физических задач, выступление с докладом.
Форма итогового контроля:
Инвариантная часть (тест с вариантами ответа, тесты по ЕГЭ);
Требования к результатам освоения программы элективных курсов ( дифференцированный зачет):
-
• Выполнено менее 30% - оценка 2
-
• 31- 50% - оценка 3
-
• 51-70% - оценка 4
-
• 71-100 % - оценка 5
Рекомендуемые темы докладов:
-
1. Броуновск
-
2. ое движение.
-
3. Поверхностное натяжение.
-
4. Плазма как особое агрегатное состояние вещества.
-
5. Связь физики с другими науками.
-
6. Как измерить влажность воздуха?
-
7. Капиллярные явления в природе.
-
8. Влажность воздуха и её назначение
-
9. Что такое жидкие кристаллы?
-
10. Реальные газы.
-
11. Твердое тело и его свойства.
Элективный курс предусматривает проведение лабораторных работ. Ниже предоставлен список рекомендуемых лабораторных работ, не включенных в примерный учебный план школ. Преподаватель может выбрать лабораторные работы, для которых имеется оборудование в школе. Рекомендуется провести не менее 3- 4 лабораторных работ.
Лабораторные работы.
-
1. Приборы для измерения давления.
-
2. Измерение влажности воздуха.
-
3. Измерение поверхностного натяжения жидкости.
-
4. Изучение капиллярных явлений, обусловленных поверхностным
-
5. Наблюдение роста кристаллов из раствора.
-
6. Определение скорости роста кристаллов из раствора.
-
7. Определение температуры и удельной теплоты кристаллизации парафина.
-
8. Изучение зависимости силы упругости от относительного удлинения. Общие рекомендации по содержанию и проведению занятий.
натяжением жидкости.
При изучении курса могут возникнуть методические сложности, связанные с тем, что знаний по большинству разделов курса физики на уровне основной школы недостаточно для осознанного восприятия ряда рассматриваемых вопросов и задач. Большая часть материала, составляющая содержание прикладного курса, соответствует государственному образовательному стандарту физического образования на базовом уровне, в связи, с чем курс не столько расширяет круг предметных знаний учащихся, сколько углубляет их за счет усиления непредметных мировоззренческой и методологической компонент содержания.