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.

Статья научная