НАУЧНО-ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ ЖУРНАЛ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ АЛЬМАНАХ

НАУЧНО-ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ ЖУРНАЛ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ АЛЬМАНАХ

«
Актуальные вопросы преподавания предметов естественно-научного цикла

Ваулина Т.В. Учебное занятие в формате экспериментариума «Тепловой баланс»

Оригинаqaл материала размещен в выпуске № 12 (26) https://f.almanah.su/26.pdf

Формат экспериментариума, предполагает занятие продолжительностью в 2 академических часа с небольшими перерывом (стандартная перемена). Форма занятия ориентирована на исследовательскую деятельность обучающихся. В данной форме реализуются образовательная программа предметов естественно-научного цикла, преподаваемых в МДЦ "Артек" и ряда школ Российской Федерации.
Название (тема) занятия: «Тепловой баланс».
Класс: 10 класс.
Предметные области: Физика, история, биология.
Цель занятия: создание условий для развития у обучающихся компетенций учебно-исследовательской деятельности при изучении темы «Основы термодинамики».
Задачи занятия:
1) Способствовать формированию у обучающихся представлений о физических понятиях: «внутренняя энергия», «работа», «количество теплоты», «удельная теплоёмкость вещества», «удельная теплота парообразования», «удельная теплота плавления»;
2) формировать умения: объяснять зависимость внутренней энергии от макроскопических параметров; использовать формулу внутренней энергии идеального газа; вычислять работу;
3) развивать, у обучающихся, познавательные интересы, интеллектуальные и творческие способности в процессе приобретения знаний с использованием различных источников информации и современных информационных технологий; умения формулировать и обосновывать собственную позицию по отношению к физической информации, получаемой из разных источников;
4) способствовать освоению, обучающимися, способов использования физических знаний для решения практических задач, для объяснения явлений окружающей действительности, для обеспечения безопасности жизни и охраны природы.
Дидактические единицы:
Физика: внутренняя энергия, теплопередача, количество теплоты, удельная теплоёмкость, удельная теплота плавления и парообразования.
История: изобретения и открытия в термодинамике и взаимных превращений веществ.
Биология: теплообмен в живых организмах, расчет производимой в организме человека энергии.
Педагогические и образовательные технологии:
• Экспериментариум;
• исследовательские методы работы;
• занятие вне классной комнаты.
Эффекты занятия:
Предметные результаты:
• научиться использовать формулу внутренней энергии идеального газа;
• научатся понимать и использовать понятия «количество теплоты», «удельная теплоемкость вещества», «удельная теплота парообразования», «удельная теплота плавления»;
• научатся объяснять зависимость внутренней энергии от макроскопических параметров;
• научатся вычислять работу, осуществлять геометрическое истолкование работы;
• владение основными методами научного познания.
Метапредметные результаты:
• определение нескольких путей достижения поставленной цели;
• самостоятельно приобретать новые знания; осуществлять самоконтроль и оценку своей деятельности;
• выход за рамки учебного предмета и осуществлять целенаправленный поиск возможности широкого переноса средств и способов действия;
• перемена и удержание разных позиций в познавательной деятельности;
• умение сотрудничать со сверстниками и взрослыми в учебно-исследовательской деятельности.
Личностные результаты:
• умение управлять своей познавательной деятельностью;
• формирование ценностного отношения к результатам обучения;
• осознание значимости науки, владения достоверной информацией о передовых достижениях и открытиях мировой и отечественной науки;
• понимание ответственности за состояние природных ресурсов и разумное природопользование.
Этапы занятия:
1. Оргмомент (5 мин.). Знакомство. Инструктаж ТБ.
2. Мотивация обучающихся и актуализация имеющихся у них знаний (10 мин.)
Рассуждение обучающихся по вопросам:
• Почему мы дрожим на холоде?
• Что такое «теплород»?
• Вы знали, что человеческое тело в состоянии покоя и на голодный желудок способно выработать столько энергии, что её хватило бы нагреть 20 л воды от 10 ̊С до кипения?
С таких вопросов начинается экспериментариум для его участников. Ребятам предстоит выполнить расчет работы воздуха под поршнем и рассмотреть явление теплообмена в школьной лаборатории. А что из этого выйдет, можно будет увидеть в обучающимися социально-научных видеороликах или прочесть в авторских публикациях.
3. Целеполагание: постановка цели и определение задач, необходимых для достижения цели (5 мин).
Обучающиеся получают индивидуальные листы и после обзора их содержимого заполняют блок «Мои ожидания», тем самым ставя себе цели и задачи участия в экспериментариуме.
Постановка цели занятия: научиться определять работу, совершаемую газом при расширении и количество теплоты, передаваемое телу при теплообмене.
Планирование действий по достижению цели:
1.Обучающимся требуется найти необходимый теоретический материал.
2.Найти расчетную формулу.
3. Связь изученного на занятии материала с жизнью
Учитель разъясняет обучающимся предстоящую работу, количество возможных отметок и критерии оценивания.
Также они вместе с учителем определяют основную учебную задачу (овладеть физическими понятиями и умениями определения изменения внутренней энергии тела, в результате теплопередачи).
4. Изучение нового материала (25 мин.).
Изложение новой темы учителем. На уроке рассматриваем понятие внутренняя энергия, теплообмен, теплопроводность, количество теплоты. Учимся рассчитывать внутреннюю энергию и работу газа, определять условия теплового баланса. В конце этого этапа проводится промежуточная рефлексия перед уходом на перемену.
5. Усвоение(25 мин.).
Опираясь на приобретённые знания, обучающиеся заполняют левую страницу внутреннего разворота оценочного листа: заполнение таблицы с определениями (задание № I).
(Примерное задание: подберите во второй колонке примеры тепловых явлений, иллюстрирующие способы теплопередачи, указанные в первой колонке).
Также выполняется задание № II с практической часть работы.
(Практическая часть работы заключается в выполнении задания с использованием цифровой лаборатории.)
Происходит распределение обучающихся на группы по 4 человека.
Проводится практические работы в группах по темам:
1. Определение работы, совершаемой газом при расширении под поршнем (адаптация работы № 2 «Изучение взаимосвязи между давлением и объёмом газа при постоянной температуре» [1]).
2. Определение внутренней энергии воздуха (адаптация работы № 3 « Изучение зависимости давления газа от температуры в сосуде постоянного объёма» [1]).
Планирование действий по достижению цели:
- найти необходимый теоретический материал;
- найти расчетную формулу:
- собрать цепь для выполнения эксперимента;
- снять показания датчиков давления и температуры;
- связь изученного на занятии материала с жизнью.
6. Закрепление (10 мин.). Выполнение задания на обобщение материала обеих пар – выполнение теста.
7. Подведение итогов (5 мин.). В ходе взаимного фронтального опроса обобщается весь охваченный на занятии материал с акцентом на основные понятия.
8. Рефлексия (3 мин.). Обучающиеся заполняют в оценочных листах блок «Мои результаты».
9. Оценивание (2 мин.). Обучающиеся, в своих рабочих листах заполняют таблицу по взаимо- и самооценке.

Библиографический список

1.                                            Компьютеризированный практикум по молекулярной физике. Методические рекомендации/ О.А. Поваляев, Н.К. Ханнанов, С.В. Хоменко.- М.: Ювента, 2016.- 40 с.:ил.
2.                                            Физика. 10 класс: учеб. для общеобразоват. организаций с прил. на электрон. носителе: базовый уровень/Г.Я. Мякишев, Б.Б. Буховцев, Н.Н. Сотский; под ред. Н.А. Парфентьевой.- М.: Просвещение, 2014.- 416 с.:ил.
3.                                            Физика: учеб. для 10 кл. общеобразоват. учреждений: базовый уровень/ под ред. К. Ю. Богданова.- М.: Просвещение, 2008.- 224.: ил.
4.                                            
2019