'Снежные чудеса'. Урок физики в 7 классе

Урок физики в 7-м классе по теме: «Снежные чудеса»

Составитель: учитель физики МБОУ лице №35 г.Ставрополя О.В.Касько

Во все века жила, затаена,
Надежда - вскрыть все таинства природы.

В.Я. Брюсов.

Цель урока- формирование способности пользоваться естественно-научными понятиями, конструировать в своем сознании целостную картину мира, понимать различные взаимосвязи в природе

Задачи урока:

1.Воспитательные - воспитывать исследовательскую активность, творчество, интерес к физике, прививать навыки коллективной деятельности

2.Образовательные - обобщить знания учащихся, полученные в 1-м полугодии: о строении вещества, о плотности вещества, об агрегатных состояниях вещества, о конвекции, о силе тяжести, силе трения, давлении.

3.Развивающие - формировать умения применять приемы: сравнения, обобщения, выделения главного, переноса знаний в новую ситуацию, приемы исследования явлений

Тип урока: урок обобщения и систематизации знаний.

Методы обучения: частично-поисковый (эвристический), исследовательский

Форма проведения урока: исследовательская игра с использованием индивидуальной, фронтальной и коллективной (в малых группах) деятельности учащихся

Оборудование и источники информации:

-экран; компьютер с проектором;

-презентация с видами зимней природы, фотографиями снежинок, динамическими блоками заданий;

-пластиковые емкости со снегом, весы, разновесы, мензурки

План урока

1.Оргмомент - 2 мин.

2. Актуализация знаний и бытового опыта:

- разминка «Незаконченное предложение» - 3 мин ;

- поэтическая викторина - 4 мин.

3.Систематизация теоретического материала:

- исследование снежинки-7 мин.

- динамическая пауза -3 мин.

- практическая деятельность: определение плотности снега - 11мин.

4.Информационно- развивающая минутка «А знаете ли вы?» - 8мин.

5.Итог урока, рефлексия, домашнее задание («Ледяная задача») - 2 мин.

ХОД УРОКА

1.ОРГМОМЕНТ

Учитель: - Здравствуйте, мои любознательные ученики! В преддверии Нового года каждый из нас ждет чудес и сказок. И сегодня они свершатся!

(Под тихое сопровождение песни «Снег кружится»):

- Закройте глаза и послушайте строчки стихотворения Сергея Острового:

А я все гладил снег рукой,
А он все звездами отсвечивал,
На свете нет тоски такой,
Которой снег бы не излечивал.

Он весь как музыка. Он - весть.
Его безудержность бескрайна.
Ах, этот снег... Не зря в нем есть
Всегда какая-нибудь тайна.

Вы догадались, какой будет тема сегодняшнего урока? (Ученики предлагают свои версии, учитель формулирует тему и цель урока).

2. АКТУАЛИЗАЦИЯ ЗНАНИЙ И БЫТОВОГО ОПЫТА

Разминка «Незаконченное предложение» (индивидуальная работа).

Учитель: Итак, чудо первое - наш урок становится немного похож на урок литературы.

Я начинаю предложение, каждый из вас продолжает его в своей тетради:

Я знаю о снеге (снежинке)….; Я умею ...; Я наблюдаю ...; Я могу нарисовать…

Наблюдая, как вы работаете, я подумала, ведь каждый из нас когда-то написал стихотворение о снеге, нарисовал картину, играл на празднике роль снежинки, сфотографировал снежинку, построил снежную фигуру, играл в снежки. А ведь все, что вокруг нас, с чем мы ежедневно встречаемся, изучает наука физика. И теперь чудо второе - вы все становитесь с этого момента умниками и умницами.

Физико-поэтическая викторина! Я вам - поэзию, вы мне - объяснения явлений природы (фронтальная работа).

А.С.Пушкин «Евгений Онегин»

В окно увидела Татьяна

Поутру побелевший двор,

Куртины, кровли и забор,

На стеклах легкие узоры,

Деревья в зимнем серебре.

(С точки зрения физики «узоры» - это кристаллики замерзшей воды, её твердое состояние).

Мацуо Басё, японский поэт, хокку

С треском лопнул кувшин;

Ночью вода в нем замерзла,

Я пробудился вдруг.

(При кристаллизации объем льда становится больше, чем объем бывшей до этого воды)

А.С.Пушкин

Опрятней модного паркета

Блистает речка, льдом одета.

Мальчишек радостный народ

Коньками звучно режет лед.

(Коньки скользят по льду, т.к. под давлением конькобежца лед подтаивает из-за силы трения и коньки движутся по тонкой водяной пленке, которая служит смазкой)

И.А.Бунин

На окне, серебряном от инея,
За ночь хризантемы расцвели.

В верхних стеклах - небо ярко-синее

И застреха в снеговой пыли.

(Конвективные потоки воздуха, соприкасаясь с нижними оконными стеклами, охладились; при этом водяные пары, содержащиеся в этих потоках, сконденсировались, охладились и кристаллизовались)

А.И.Недогонов, «Холм»

Мороз, туман речной сгущая,

Гудит в просторе ледяном,

Криницы в стекла превращая,

Над Доном ходит ходуном.

И, вдосталь вымученный за ночь,

На белом поле под луной,

Как спящий витязь, Дон Иваныч

Лежит в кольчуге ледяной.

(Температура в реке выше, чем температура окружающего воздуха, поднимающийся с поверхности ледяной пар в воздухе охлаждается и конденсируется в капельки влаги -образуется туман)

А.А. Фет «Метель»

Всё молчит, - лучина с треском

Лишь горит багровым блеском,

Да по кровле ветр шумит.

(При горении лучины из её древесины испаряется влага; пар, увеличиваясь в объеме, с треском разрывает древесные волокна).

Молодцы!

3.СИСТЕМАТИЗАЦИЯ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА НА ПРИМЕРЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СНЕЖИНКИ

Исследование снежинки

Ну а теперь, чудо третье. Вы превращаетесь в настоящих исследователей. Тяжела она шапка Мономаха. Поэтому разделимся на группы. Группа Красных шапок, группа Синих шапок, группа Зеленых, Белых и Желтых шапок (работа в малых группах, задания с дифференцированным подходом с использованием справочной литературы).

Группы формулируют:

Группа красных шапок - определение снежинки

(снежинка - то фрагмент снега (вещества) , являющегося твердым состоянием воды с примесями)
Синих - причины образования снежинки

(образование снежинок происходит из мелких ледяных кристалликов в облаках; обычно в процессе своего движения внутри ледяного облака ледяные кристаллы растут за счет непосредственного перехода водяного пара в твердую фазу.)
Зеленых - состав, внутреннее строение снега.

(во время очень сильных морозов ледяные кристаллики выпадают в виде "алмазной пыли" - на земле образуется слой очень пушистого снега, состоящего из тоненьких ледяных иголочек; определенных условиях (без ветра) падающие снежинки сцепляются друг с другом, образуя огромные снежные хлопья; важно подчеркнуть, что молекулы воды, льда, снега и водяного пара одинаковы)
Белых - физические законы, по которым живет снежинка

(Падение снежинки происходит благодаря силе тяжести, действующей на нее со стороны Земли. Это падение нельзя назвать свободным, так как масса снежинки очень мала (около 10 ^-3 г), и потоки воздуха подхватывают ее, кружат, относят в сторону, поднимают вверх)
Желтых - свойства снежинки, снега.

(Порхающую в воздухе снежинку подстерегают две опасности. Во-первых, она может растаять, оказавшись в более теплых воздушных слоях. Во-вторых, во время полета происходит постепенное испарение снежинки, усиливающееся в ветреную погоду и при уменьшении относительной влажности (здесь можно повторить процесс испарения и понятие относительной влажности). Чем мельче снежинка, тем быстрее она испаряется. Таким образом, выпадение снежинок из облака не обязательно заканчивается снегопадом: бывает, снежинки испаряются, не достигнув поверхности земли. В ветреную погоду (испарение сильнее) часто выпадают мелкие снежинки почти круглой формы - снежная крупа)

Учитель: Прошу группы озвучить результаты своей работы. (Ученики зачитывают выведенные формулировки).

Учитель: Молодцы, ребята!

Динамическая пауза

Зима в дремучий сон погружена,
Зима молчит, зима покою рада,
Когда звучит, как пенье, тишина,
В сиреневом круженье снегопада (Ю. Куранов)

Я объявляю динамическую паузу (под музыку из к\ф «Метель» выполнить мини-комплекс с использованием наклонов туловища, головы, плавным движением рук).

Практическая деятельность

Я думаю, вы со мной согласитесь, что физические опыты - это поистине «уроки волшебства». Только с научными объяснениями. Пришло время чуда четвертого: вы- ученые практики.

У меня вопрос, почему в справочнике есть плотность железа 7870 кг/м³ и других веществ, а плотности снега нет?

Оказывается, потому, что "снег снегу рознь". Например, только что выпавший снег и слежалый. Сразу после выпадения в теплую погоду снег имеет плотность 30-60 кг/м³ Плотность свежего снега, выпавшего во время метели, в несколько раз выше: 100-200 кг/м³. У слежавшегося снега плотность возрастает до 300 кг/м³, а у снега, подвергавшегося длительное время действию ветра, она достигает 400-500 кг/м³.

Задание для групп разноцветных шапок: определить плотность снега, находящегося в ваших емкостях (после выполнения задания группы озвучивают результаты, кратко объясняют их).

4.ИНФОРМАЦИОННО-РАЗВИВАЮЩАЯ МИНУТКА

(информационный материал можно дать детям домой для ознакомления в виде раздаточного материала).

«А знаете ли вы?» (информацию на экране зачитывают ученики)

-и снег, и лед изучает одна и та же наука - гляциология;

-В зависимости от внешних условий ледяные шестигранники усиленно растут вдоль своей оси, и тогда образуются снежинки вытянутой формы - снежинки-столбики, снежинки-иглы. В других условиях шестигранники растут преимущественно в направлениях, перпендикулярных их оси, образуются снежинки в виде шестиугольных звездочек;

-в зависимости от температуры, влажности воздуха, силы ветра существенно изменяются, наряду с плотностью, и другие свойства снега. Это хорошо знают лыжники, подбирающие в соответствии с погодой тот или иной тип мази для лыж. По мере уплотнения снега уменьшается его способность отражать свет (снег утрачивает свою первоначальную белизну), ухудшаются его теплоизоляционные свойства (снег начинает лучше проводить теплоту).

-почему снег плохо проводит теплоту? Падающие в тихую погоду снежинки ложатся на холодную земную поверхность, возникает довольно рыхлая "постройка", пронизанная воздушными промежутками. Рыхлость ее как раз и объясняет, почему так низка плотность свежевыпавшего снега и почему он так плохо проводит тепло: в таком снеге очень много воздуха. Плохую теплопроводность снега использует природа, чтобы защитить зимой все живое от холода.

- существует наука - Снегомелиорация. Снег на полях необходим, во-первых, как источник влаги и, во-вторых, как своеобразная шуба, защищающая от морозов посевы озимых культур, корневые системы многолетних трав, а также живые сообщества в почвенно-растительном слое. Снегомелиорация решает важные задачи: задержание снега на полях, обеспечение равномерного снежного покрова, предотвращение стока талых вод весной. В жизни это создание полезащитных лесных полос, а также механизированное снегозадержание (снегопахание) и уплотнение снега.

- снег используют как строительный материал. Он широко используется в холодных районах Земли, где большую часть года длится зима с устойчивым и толстым снежным покровом. Снег применяется как основа фундаментов различных построек, как материал для возведения стен, куполов, тех или иных строительных конструкций и, наконец, как среда, в которой прорывают траншеи, шахты, устраивают жилые и складские помещения.

С давних лет эскимосы Аляски строят свои жилища (иглу) из снежных кирпичей. Сегодня из плотных снежных блоков сооружают разнообразные постройки и даже ангары для вертолетов. Известно, что снег хорошо сопротивляется сжатию. Поэтому в "снежной архитектуре" широко применяют своды и купола - ведь составляющие их блоки всегда сжаты.

- отдельно следует сказать об использовании снега в качестве покрытия дорог и взлетно-посадочных полос. В Швеции, например, каждую зиму создают более 30 тысяч километров дешевых снежно-ледяных дорог. С помощью специальных виброуплотнителей доводят плотность снежного покрытия до 500 кг/м³.

6.ИТОГ УРОКА, РЕФЛЕКСИЯ, ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ

Учитель: Снег и сказка... У них есть одна удивительная общая черта. И сказка, и снег говорят нам о чудесных превращениях. Золушка становится красавицей, великан - маленькой мышью, лягушка - Василисой Прекрасной. Выпал снег - и унылое черное поле превращается, как по волшебству, в великолепный белый ковер, сверкающий на солнце, преображаются лесные чащи, в белые одежды наряжаются ели. Да и сам снег! Что может быть более непостоянным, более изменчивым? Вот он есть - и вдруг, подобно сказочной Снегурочке, он исчезает, тает. Сейчас он белый и пышный, а завтра серый и мокрый. Или иначе - вчера он был пушистым и мягким, а теперь стал твердым и плотным. Полежит еще некоторое время - и превратится в лед. Он родился над землей в виде почти невесомых снежинок, но вот теперь прошло какое-то время - и он поплыл по реке льдинами, пополз с высоких гор ледниками, закачался на волнах океанов айсбергами.

Изменчивость снега почти таинственна. Она интересна для физиков и не менее привлекательна для поэтов и писателей, композиторов и художников. Сергей Островой как-то сказал, что снег завораживает, притягивает к себе, подобно какому-то волшебному магниту.

Когда падают снежинки, у человека возникает ощущение радости и счастья. У вас на столах снежинки из бумаги. Поднимите их вверх, если во время урока вы испытали эти чувства! Спасибо.

Сегодня мы с вами увидели, что даже обычные природные явления, над которыми обычно люди не задумываются, имеют интересные физические объяснения. Вы справились с задачами урока (объявление оценок за урок)

Домашнее задание - «Ледяная задача»: определить силу тяжести, действующую на снежинку, зная ее массу. Значение массы вы можете найти самостоятельно, например, с помощью интернета.

Мне было с вами интересно, а вам? Желаю вам дальнейших успехов и открытий!