Скачать 256.74 Kb.
|
Муниципальное общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школа №9 городского округа город Буй Костромской области Утверждаю: /Румянцева Л.В./ директор МОУ СОШ №9 Программа элективного курса «Твердые тела» 10 класс Автор: Иванова Н.В., учитель физики. 2008 Пояснительная записка Программа элективного курса составлена на основе федерального компонента государственного стандарта среднего общего образования с учетом углубленного изучения физики твердого тела. Программа разделена на две части: теоретическую и экспериментальную. Учитываются возрастные особенности учащихся. Выдержана последовательность изучения тем, определен набор опытов, лабораторных и экспериментальных работ, выполняемых учащимися. В программе раскрыты пути формирования учащимися новых знаний, умений, способов деятельности и социализации. Программа допускает творческую инициативу учащихся, реализует различные подходы к изучению темы. Тема интересна, актуальна, имеет большую область применения в технике. Программа включает в себя следующие разделы: название, цели, задачи, содержание программы, в том числе распределение часов в теоретической и экспериментальной части. Программа курса позволяет учащимся получать новые, более глубокие знания при изучении темы «Твердые тела», особенностях их внутреннего строения, свойств, области применения в технике. Большое внимание уделяется наблюдению, постановке опытов, экспериментальному исследованию свойств кристаллов, зависимости механических свойств от деформации. Программа способствует развитию творческих, интеллектуальных способностей, познавательных интересов учащихся, знакомит с методами научного познания окружающего мира, постановке проблем, требующих от учащихся самостоятельной работы по их разрешению. Формируются умения учащихся обрабатывать полученную информацию. Особенностью программы является и тот факт, что овладение знаниями по данной теме становится необходимым практически каждому человеку в современной жизни. Программа рассчитана на 17 часов. Занятия 1 раз в неделю. Паспорт программы Название программы: Программа элективного курса «Твёрдые тела» для развития творческих способностей учащихся и формирования умений и навыков, для решения физических задач повышенного уровня сложности. Основные разработчики программы: Иванова Нина Валентиновна, учитель физики МОУ СОШ № 9 городского округа город Буй Костромской области Основания для разработки программы: Закон «Об образовании РФ»; Концепции модернизации российского образования на период до 2010 г., утвержденной распоряжением Правительства Российской Федерации № 1756-р от 29. 12. 01, Решение городской учительской конференции 2007 – 2008 учебного года о работе профильной и предпрофильной школы Тип программы: теоретико – экспериментальный. Практическая направленность: исследования проводятся в школе, по результатам исследований – составление презентаций, написание рефератов. Цель, задачи и принципы программы: Цель:
Задачи:
Принципы программы:
Умение объяснять природные явления, используя законы физики в применении к современной технике.
Вооружение учащихся достоверной научной информации и современными способами учебно-познавательной деятельности, в том числе эмпирический и теоретический уровень познания.
Обеспечение последовательного усвоения учащимися определенной системы теоретических знаний с последующим применением в исследованиях и экспериментальном подтверждении научной теории.
Содержание курса направлено на образное восприятие явлений и процессов с помощью моделей и учебного оборудования, а также современных компьютерных технологий. Особенностью курса является тот факт, что знания данной темы становится необходимым каждому современному человеку.
Во-первых, развитие интереса к физике как науке математического направления, во-вторых, успешная сдача экзаменов и успешное выступление на олимпиадах по физике.
С точки зрения возможности усвоения основного содержания программы – возможно усвоение за 17 занятий.
Он осуществляет учебно-практическое знакомство с типами твердых тел, внутренним строением, удовлетворяет познавательный интерес школьников к проблемам применения твердых тел в технике, расширяет кругозор, углубляет знания в данной области.
Программа применима для учащихся 10 – 11 классов. Предполагаемые результаты: Занятия курса должны помочь учащимся:
Основные виды деятельности учащихся:
Ресурсы:
Методы:
Форма отчета: рефераты, доклады, презентации. Возрастные особенности: 15 лет, 10 класс. Требования к выполнению лабораторных работ:
Содержание программы. Содержание программы представляет собой две части: теоретическую и практическую. Содержание целостное, имеет свои цели, построено таким образом, что позволяет формировать не только теоретическое мышление учащихся, но и практическое, в том числе исследовательское. Обе части определяются объективным уровнем развития научных знаний. Методы обучения активные: эвристический, исследовательский, наблюдение, измерение, компьютерные технологии. Лабораторные исследования основаны на самостоятельной, внеурочной деятельности учащихся и учителя. Контроль за выполнением программы осуществляется через ведение записей, зарисовок, фотографирование, представление итогового отчета в форме докладов, рефератов, презентаций в электронном виде. I. Теоретическая часть – 7 часов. Цель:
Задачи:
Темы:
а) тип твердого тела; б) особенности: молекулярно-кинетическая модель, переход вещества из твердого состояния в жидкое, зависимость свойств твердого тела от направления. 2. Строение и свойства кристаллических тел – 2 часа а) монокристаллы и поликристаллы; б) дефекты в кристаллах; в) разновидности кристаллических состояний; г) анизотропия монокристаллов, изотропия поликристаллов; исследование кристаллов с помощью рентгеноструктурного анализа; д) типы кристаллов: молекулярные, ковалентные, ионные; е) жидкие кристаллы и их применение. 3. Аморфные тела – 1 час 4. Композиты, их виды и применение – 1 час а) железобетон; б) железографит; в) стеклопластик; г) кости человека и животных. 5. Механические свойства твердых тел – 2 часа а) свойства: упругость, текучесть, пластичность, хрупкость; б) макро- и микроскопическое описание; в) определение механического напряжения, модуля Юнга, решение задач; г) тепловое и объемное расширение твердых тел. II. Практическая часть – 7 часов Цель:
Задачи:
Психолого-дидактическое обеспечение учебного физического эксперимента. 1. Технические средства эксперимента – это совокупность оборудования и приборов, предназначенных для опытов. 2. Техника экспериментирования – это овладение совокупностью приемов обращения с физическим оборудованием. Сборка и наладка установок, полное соблюдение требований техники безопасности. 3. Методика организации восприятия эксперимента - это развитие восприятия у учащихся, понимания целей и задач эксперимента. Эстетика оформления эксперимента, рациональное использование времени. 4. Методика использования эксперимента в учебном процессе – это совокупность методов и приемов практического применения физического эксперимента в сочетании с другими методами обучения; отбор содержания по заданной теме; активизация познавательной деятельности; развитие творчества; анализ и оценка деятельности. Выполнение практической части. Инструкция по технике безопасности – 1 час. Темы работ – 6 часов. 1. Изучение коллекции кристаллических тел. Оборудование: лупа, коллекция минералов и горных пород, коллекция «Металлы и сплавы». 2. Наблюдение плавления и отвердевания кристаллических тел. Определение температуры плавления. Оборудование: химические стаканы (2), пробирка с нафталином, термометр электрический, спиртовка, сетка асбестированная, штатив с муфтой и лапкой. 3. Выращивание кристаллов. Оборудование: пузырек с пробкой, поваренная соль, медный купорос, фотоаппарат. 4. Оценка размеров кристаллов и скорости их роста. Оборудование: микроскоп, микрометр, раствор поваренной соли, марганцовка, пипетка, стакан с водой, термометр, стеклянная палочка, электрическая плитка, воронка, вата. 5. Изучение анизотропных свойств слюды. Оборудование: листы слюды (3), картон, швейная игла, небольшой молоток, лупа, скальпель, графопроектор, экран, фотоаппарат. 6. Исследование зависимости силы упругости от деформации растяжения. Построение диаграммы растяжения. Оборудование: прибор для изучения деформации, индикатор часового типа 0-10 мм, микрометр, измерительная линейка, стальная проволока диаметром 0,2-0,3 мм, медная проволока 0,5-0,8 мм. Содержание работ см. в Приложении. III. Подготовка творческих работ по результатам экспериментальной работы-2 часа Форма работы – групповая. Виды работ:
IV. Результаты итоговой работы Темы:
V. Защита творческих работ – 2 часа. Учебно-тематическое планирование
Список используемой литературы. 1. Буров В.А. «Практикум по физике» с.51-55 2. Волков В.А. «Поурочные разработки по физике в 10 классе» с. 234-241 3. Жданов Л.С., Жданов Г.Л. «Физика для средних специальных учебных учреждений» с. 101-113 4. Кабардин О.Ф. «Методика факультативных занятий» с. 94-97 5. Кабардин О.Ф., Кабардина С.И., Шефер Н.И. «Факультативный курс физики» с. 86-90 6. Касьянов В.А. «Физика – 10» с. 309-321 7. Липсон Г. «Великие эксперименты в физике» с. 149-154 8. Подгорнова И.И. «Молекулярная физика» с.98-132 9. Сауров Ю.А. «Модели уроков в 10 классе» с.134-139 10. Сворень Р.А. «В просторы космоса. В глубины атома» с. 28-36 11. Гельфгат И.М., Генденштейн Л.Э., Кирик Л.А. «1001 задача по физике» с. 61 12. Рымкевич А.П. «Сборник задач по физике» с.30,84 13. Газета «Физика», приложение к газете «Первое сентября» №30,98 с. 5-6 №13,97 с.1 Приложение к экспериментальной части Работа №1 Тема: Изучение коллекции кристаллических тел. Цель: обнаружить и пронаблюдать кристаллическое строение твердых тел. Оборудование: лупа, коллекция минералов и горных пород, коллекция «Металлы и сплавы». Содержание работы.
Почти все твердые тела состоят из кристаллов, однако обнаружить их кристаллическое строение путем внешнего осмотра удается далеко не всегда. Характерный признак кристалла – наличие плоских граней. Большинство природных и искусственно изготовленных твердых тел имеет поликристаллическое строение. При рассматривании невооруженным глазом заметить их кристаллическое строение трудно. Но если образец со свежей поверхностью излома и крупнозернистой структурой рассмотреть через лупу, то можно сделать вывод о его кристаллическом строении по характерному для кристаллов признаку – наличию плоских поверхностей у кристаллических зерен. Грани отдельных кристаллов на свежих изломах обнажены особенно хорошо. Поворачивая образец, можно наблюдать поблескивание таких граней.
1) Ознакомьтесь с различными видами кристаллов, рассмотрите кристаллы кварца известкового шпата, каменной соли, гипса, апатита, исландского шпата, топаза. Выпишите химические формулы этих минералов. 2) Зарисуйте кристаллы кварца, исландского шпата, гипса, топаза. 3) Используя лупу, осмотрите образцы железного шпата, корунда, чугуна, железа, алюминия, меди. Выпишите химические формулы образцов. Образцы, у которых вам удалось обнаружить кристаллическую структуру, запишите в одну колонку, образцы, у которых кристаллическую структуру вам обнаружить не удалось,- в другую. 4) С помощью лупы рассмотрите структуру образцов горных пород: гранита, песчаника, известняка, мрамора. 5) Сделайте вывод. Работа №2 Тема: Наблюдение плавления и отвердевания кристаллических тел. Определение температуры плавления. Цель: наблюдение фазового перехода и определение температуры плавления. Оборудование: химические стаканы (2), пробирка с нафталином, термометр электрический, гальванометр, спиртовка, сетка асбестированая, штатив с муфтой и лапкой, вода. Содержание работы.
Повторить понятия: плавление, отвердевания, фазовый переход, температура плавления. Записать температуру плавления нафталина из таблицы сборника задач. Напомнить учащимся правила пользования электрическим термометром. Кроме того, для сокращения времени проведения наблюдения, термобатарею вплавить в пробирку (показать это самому учителю). Нафталина для работы достаточно 2-3 см3. 2. Выполнение работы. 1) Укрепить термобатарею с пробиркой (нафталин внутри) в лапке штатива. Показания гальванометра установить по комнатному термометру. 2) Вскипятить воду и погрузить пробирку в стакан с кипящей водой, а спиртовку погасить. 3) Снять показания гальванометра, которые начинают быстро расти, отмечать время и температуру. 4) Заметить время, в течение которого температура не меняется. Отметить эту температуру. Ответить на вопросы: а) Каким стал нафталин? б) Почему температура некоторое время остается постоянной? Как она называется? 5) Продолжить 1-1,5 мин наблюдать за температурой нафталина, снять стакан с горячей водой (температура еще продолжит расти). 6) Снова наблюдать за процессом, но теперь уже охлаждения (можно ускорить процесс, опустив пробирку с нафталином в сосуд с холодной водой – осторожно!). 7) Построить график зависимости температуры от времени нагревания. Отметить участки на графике, соответствующие процессам плавления и отвердевания. 8) Определить абсолютную и относительную погрешности. 9) Сделайте вывод. Работа №3 Тема: Выращивание кристаллов. Цель: ознакомиться со способами выращивания кристаллов и использовать их. Оборудование: пузырек с пробкой, поваренная соль, медный купорос, дистиллированная вода, леска, фотоаппарат. Содержание работы.
Существуют два простых способа выращивания кристаллов из пересыщенного раствора: путем охлаждения насыщенного раствора или путем его выпаривания. Первым этапом при любом из двух способов является приготовление насыщенного раствора. Растворимость любых веществ зависит от температуры. Обычно с повышением температуры растворимость увеличивается, а с понижением температуры – уменьшается. Для выращивания крупного кристалла в тщательно отфильтрованный насыщенный раствор вносят кристаллик-затравку, заранее прикрепленный на тонкой нити (волосе) или тонкой леске, предварительно обработанной спиртом (см.рис.). Можно вырастить кристалл и без затравки. Для этого нить или леску обрабатывают спиртом и отпускают в раствор так, чтобы конец висел свободно. На конце нити или лески может начинаться рост кристалла. Во время роста кристалла стакан с раствором лучше всего держать в теплом сухом месте, где температура в течение суток остается постоянной. На выращивание крупного кристалла в зависимости от условий эксперимента может потребоваться от нескольких дней до нескольких недель.
2) Налейте дистиллированную (или дважды прокипяченную) воду массой 100 г в стакан и нагрейте ее до температуры 300С. Приготовьте насыщенный раствор и слейте его через ватный фильтр в чистый стакан. 3) Через сутки слейте раствор через ватный фильтр в чистый, заново вымытый пропаренный стакан. Среди множества кристаллов, оставшихся на дне первого стакана, выберите самый чистый кристалл правильной формы. Прикрепите кристалл-затравку к нити или леске и отпустите его в раствор. Нить или леску предварительно протрите ватой, смоченной спиртом. Можно также положить кристалл-затравку на дно стакана перед заливкой в него раствора. Поставьте стакан в теплое место. В течение нескольких суток или недель не трогайте кристалл и не переставляйте стакан. В конце срока выращивания выньте кристалл из раствора, тщательно обсушите бумажной салфеткой и уложите в специальную коробку. Руками кристалл не трогайте, иначе он потеряет прозрачность. Сделать фотографии. 4) Сделайте вывод. Работа №4 Тема: Оценка размеров кристаллов и скорости их роста. Цель: научиться оценивать размеры кристаллов, определять скорость роста кристаллов. Оборудование: фотоаппарат, диапроектор, микроскоп с окуляром 7× и объективом 8×, кристаллы поваренной соли и марганцовки, волос, микрометр, линейка. Содержание работы.
Для оценки размеров кристаллов, наблюдаемых в микроскоп, в качестве масштабной линейки удобно использовать обычный человеческий волос, диаметр которого (обычно это около 50 мкм) заранее измеряют обычным микрометром. Волос закрепляют поперек предметного стекла маленькими кусочками липкой ленты, помещают стекло на предметный столик микроскопа с 56-120 – кратным увеличением и пипеткой капают раствор препарата (поваренной соли или марганцевокислого калия) так, чтобы капля раствора растекалась вблизи волоса. Данные вещества наиболее удобны для эксперимента и вполне доступны. После испарения большей части раствора в поле зрения микроскопа наблюдают картинки типа показанных на рис. 1 и 2. Рис.1 Рис. 2 Этот эксперимент можно провести и для всего класса, используя диапроектор с большой светосилой и микроскоп с окуляром 7× и объективом 8× (рис. 3). Экран Демонстрационный стол Микроскоп с готовым препаратом Источник света Рис.3 Тубус микроскопа располагают горизонтально, совмещая его оптическую ось с лучом осветителя, диафрагму микроскопа максимально открывают, а препарат берут уже готовый, чтобы жидкость не стекала. Получив светлое пятно на экране, грубым верньером наводят на резкость. Получив размер изображения на экране порядка 1 м, проводят измерения с помощью обычной линейки.
Для определения скорости роста кристаллов удобнее использовать марганцовку. Подсушив 2-3 минуты предметное стекло с препаратом над плиткой, помещают его на предметный столик микроскопа так, чтобы в поле зрения были видны волос и граница еще не испарившегося раствора (кристаллы начинают обычно расти именно от этой границы). Затем засекают момент начала кристаллизации и включают секундомер. пгрубым варньером наводят на резкость.т уже готовый, чтобы жидкость не стекала.теля, диафрагмумикроскопакуляром 7 Работа №5 Тема: Изучение анизотропных свойств слюды. Цель: наблюдение зависимости физических свойств слюды от направления. Оборудование: листы слюды (3), целлофан (3), картон, швейная игла, небольшой молоток, лупа, скальпель, графопроектор, экран, фотоаппарат. Содержание работы.
Анизотропия физических свойств кристаллов обнаруживается разными способами. Самый простой – это осмотр поверхности разлома твердого тела. Плоские участки поверхности разлома являются доказательством анизотропии физических свойств твердого тела и, следовательно, его кристаллической структуры. Ярко выраженной анизотропией механических свойств является слюда. Анизотропия кристаллов объясняется особенностью расположения составляющих их частиц (молекул и атомов).
1) Для получения фигур удара нужно расположить на листе картона пластинку слюды толщиной 0,2-0,5 мм, поставить на нее острием толстую швейную иглу (или тонкое шило) и нанести по ней легкий удар небольшим полотком. При этом на слюде получается шестилучевая фигура удара (см. рис.). 2) После получения нескольких фигур удара на расстоянии 5-10 мм одна от другой необходимо легкими ударами молотка выровнять выпуклости, образовавшиеся на обратной стороне кристалла. 3) Для наблюдения листы слюды закрепить в рамках диапозитивов. 4) Все пронаблюдать с помощью графопроектора и сфотографировать. 5) Ответить на следующие вопросы: а) Почему фигуры удара на слюде одинаковы и имеют вид шестилучевых звездочек? б) Почему лучи-трещины всех звездочек – взаимно параллельны? 6) Сделайте вывод. Работа №6 Тема: Исследование зависимости силы упругости от деформации растяжения. Построение диаграммы растяжения. Цель: Исследовать зависимость силы упругости от деформации растяжения и построить диаграмму растяжения. Оборудование: прибор для изучения деформации, индикатор часового типа 0-10 мм, микрометр, измерительная линейка, стальная проволока диаметром 0,2-0,3 мм, медная проволока 0,5-0,8 мм. Содержание работы.
1) Повторить закон Гука. Записать формулу F = - k (ℓ - ℓ0). Величина коэффициента упругости зависит от материала образца, его начальной длины и площади поперечного сечения. S . Е k = , Е – модуль Юнга. ℓ0 2) Повторить понятия упругости и прочности. 3) Ознакомиться с устройством прибора для изучения деформации по приложению к прибору и правилами пользования микрометром.
4) Опыт проделать либо со стальной, либо с медной проволокой. Удлинение определяется не всей проволоки, а ее части, ограниченной двумя ползунками.
1) Измерить микрометром диаметр стальной проволоки и вычислить площадь поперечного сечения по формуле π . D2 S = 4 2) Закрепить концы проволоки в приборе, затем слегка натянуть проволоку, подложить ее под винтовые зажимы ползунков и закрепить их. 3) Соединить стержень со штифтом индикатора. Для этого ослабить винт, которым закрепляется стержень, и перемещать его до упора со штифтом индикатора. После этого стержень снова закрепить винтом. 4) Поворачивая колок, установить указатель динамометра на нуль. 5) Установить на нуль стрелки индикатора, поворачивая шкалу индикатора за ободок до совпадения стрелки с нулем (желательно, чтобы стрелки динамометра и индикатора двигались одновременно). 6) Измерить длину проволоки между центрами винтовых зажимов. 7) Поворачивая колок червячного механизма, постепенно увеличить растягивающую силу и через каждые 0,5 кгс фиксировать по индикатору абсолютное удлинение проволоки. Дойдя до 5 кгс, вращать колок в обратную сторону, т.е. «снимать» нагрузку, следя за тем, как укорачивается проволока. 8) Убедившись, что деформация проволоки была упругой, повторить опыт и результаты наблюдений записать в таблицу:
9) По данным, полученным из опыта, построить на клетчатой бумаге график зависимости силы упругости от растяжения стальной проволоки, откладывая по горизонтальной оси абсолютное удлинение, а по вертикально оси – силу упругости. На основании анализа графика сделать вывод о зависимости между возникающей в образце силой упругости и его абсолютным удлинением. 10) Определить модуль упругости стали при значениях силы упругости 1 кгс и 3 кгс. 11) Повторить опыт, изменив длину проволоки (расстояние между ползунками), и снова определите модуль упругости при значениях силы упругости 1 кгс и 3 кгс. Насколько близки полученные результаты? 12) Вычислить погрешность в определении модуля упругости стальной проволоки. 13) Исследовать деформацию растяжения проволоки в случае, когда нагрузка выходит за пределы упругости. С этой целью вместо стальной проволоки укрепить в приборе медную диаметром 0,5-0,8 мм. При этом расстояние между ползунками установить равным 150-160 мм. Проволоку растягивать до разрыва, записывая каждый раз силу упругости и удлинение в таблицу, как это было сделано в предыдущем опыте. 14) По результатам опыта начертить график растяжения проволоки. 15) По графику растяжения медной проволоки определить: а) на каком участке графика справедлив закон Гука; б) чему равен предел упругости медной проволоки; в) какой участок графика выражает текучесть проволоки; г) чему равен предел прочности медной проволоки. 16) Сделайте вывод. |
Элективный курс «Невозмутимые твердые тела» строится на материале... Содержание курса дополняет изучаемый материал, знакомит школьников с начальными сведениями о строении вещества | Паспорт рабочей программы элективного курса стр. 4 Структура и содержание элективного курса Рабочая программа элективного курса Введение в профессию является частью образовательной программы спо, входящей в состав укрупненной... | ||
Образовательная программа элективного курса по русскому языку. Категория учащихся: 5 класс Программа элективного курса «Юный лингвист» составлена на основе стандартов основного общего образования и нормативных документов... | Календарно-Тематическое планирование элективного курса «Компьютер для начинающих» для 5 класс Программа элективного курса «Компьютер для начинающих» для 5 класса (Рекомендована Экспертным Советом му «Управление образования... | ||
Программа элективного курса по химии «строение и свойства кислородсодержащих... Одним из вариантов решения этой проблемы является включение в учебный план элективного курса «Строение и свойства кислородсодержащих... | Основная образовательная программа высшего профессионального образования Элективный курс по электротехнике – Знакомство с элективными курсами. Даётся краткий анализ составления элективного курса «Электротехника».... | ||
Рабочая программа составлена на основе программы элективного курса... Рабочая программа составлена на основе программы элективного курса «Краеведческий подход при изучении курса «Биология. 6 класс. Живой... | Пояснительная записка Особенности курса Программа элективного курса... Данная программа элективного курса относится к предметно-ориентированному виду программ | ||
Элективный курс по электротехнике Дана общая форма составления элективного... Элективный курс по электротехнике – Знакомство с элективными курсами. Даётся краткий анализ составления элективного курса «Электротехника».... | Рабочая программа элективного курса в 9 классе «Графический дизайн. Adobe Photoshop» Требования к минимально необходимому уровню знаний учащихся, необходимых для успешного изучения элективного курса 6 | ||
Программа элективного курса на тему: «Математика метод познания окружающего мира» Цель данного элективного курса: подготовка учащихся к продолжению образования, повышение уровня их математической культуры | Программа элективного курса «Химия и окружающая среда» Содержание элективного курса нацелено на формирование у учащихся химико-экологических знаний, умений, норм поведения и на развитие... | ||
Урока Тема урока Сравнивать и различать твёрдые тела, жидкости и газы. Приводить примеры движения под воздействием энергии | Программа элективного курса по биологии "Здоровье человека и окружающая среда" Лекционная и практическая части курса предполагают широкое использование видеофильмов, слайдов, сети Интернет, наглядных пособий.... | ||
Программа «Фабрика здоровья» Программа элективного курса разработана на основе авторской программы элективного курса Л. Н. Бородачёвой, учителя биологии моу сош... | Программа элективного курса по химии Одним из вариантов решения этой проблемы является включение в учебный план элективного курса «Строение и свойства кислородсодержащих... |