Конспект урока по физике "Диффузия в газах, жидкостях и твердых телах"

Тема: Диффузия в газах, жидкостях и твёрдых телах.

Цель: познакомить учащихся с физическим явлением-диффузией.

Задачи:

Образовательные: повторить первоначальные сведения о строении вещества; сформировать у учащихся понятие о диффузии, как о физическом явлении; выяснить причины и зависимость скорости протекания диффузии от состояния среды и температуры.

Развивающие: развивать умения учащихся находить необходимую информацию при работе с текстом; развивать навыки самостоятельной работы при выполнении эксперимента, логического мышления.

Воспитательные: формировать интерес учащихся к изучению физики, навыки рефлексии.

Тип урока: открытие новых знаний.

Технология: проблемное обучение.

Методы: словесный, наглядный, практический, частично-поисковый.

Планируемые результаты:

      Предметные: научатся ставить простейшие опыты и делать выводы на основании полученных результатов, объяснять причины диффузии.

Формирование УУД:

1)    Познавательные УУД: актуализировать, систематизировать и обобщить знания учащихся, создание и нахождение путей выхода из проблемной ситуации;

             2) Коммуникативные УУД: сотрудничество учеников в паре, планирование совместной деятельности, умение донести свою позицию и понять других;

            3) Регулятивные УУД: формулировать учебную проблему; планировать и контролировать свою деятельность по ходу урока и через результат выполнения заданий.

            4) Личностные УУД: сохранять мотивацию к учёбе, интерес к учебному материалу, стремление к созидательной деятельности.

Оборудование: мультимедийное оборудование, комплекты для проведения эксперимента.

       Организационная структура урока

Этапы урока	Деятельность учителя	Осуществляемая деятельность учащихся	Формы организации взаимодействия
1.Мотивация  к учебной деятельности. Цель: включение в учебную деятельность на личностно – значимом уровне. 2.Актуализация. Цель: готовность мышления и осознание потребности к построению нового способа действия. 3.Целеполагание. 4. Открытие нового знания. 5. Физкультурная пауза. 6. Применение и закрепление новых знаний Цель: включение нового способа действий в систему знаний. 7. Рефлексия учебной деятельности. Цель: соотнесение цели урока и его результатов, самооценка работы на уроке.	За пять минут до начала урока звучит песня «Хорошее настроение» (группа «Волшебники двора»). Добрый день, уважаемые коллеги! Я не оговорилась. Сегодня вы не учащиеся 7 класса, а мои коллеги – физики, исследователи нового физического явления.  Мы как всегда рады видеть друг друга и готовы к совместной работе. Я желаю Вам успехов! Чтобы начать любое исследование, необходимо иметь запас теоретических знаний. Давайте   продемонстрируем свой багаж знаний. Мы продолжаем изучать теорию строения вещества.  Предлагаю вам прочитать утверждения, которые написаны у вас на листах. (приложение 1). Если вы считаете утверждение верным, напишите – «да», неверным – «нет». Работа дана на 2 варианта. После выполнения работы, учитель предлагает обменяться листами соседей по парте и проверить правильность выполнения. На слайде появляются верные ответы (№2, №3, №6). Учитель просит поднять руки тех, кто справился с работой без ошибок. Тем, кто справился без ошибок можно поставить «5». Далее разбираются те моменты, которые вызвали наибольшее затруднение. Листы сдаются учителю. Перед вами на слайде несколько физических понятий. (стол, вода, медь, карандаш, самолёт, диффузия, фарфор, телефон, стекло, дерево). Что вы заметили? Вы правильно отметили, что все слова, кроме слова диффузия можно отнести либо к физическим телам, либо к веществам. Ребята, как вы думаете, что мы будем сегодня изучать? Какие задачи мы поставим на уроке? Построим цепочку строения вещества? Вещество – молекулы – атомы -… Как вы думаете, как ведут себя молекулы в веществе? Сегодня мы попытаемся заглянуть внутрь вещества, чтобы ответить на этот вопрос. Проблемная ситуация. Проведем небольшой эксперимент. Возьмем стакан с чистой водой и опустим в него несколько крупинок перманганата калия. Что происходит? Почему и как происходит это явление? (молекулы краски проникают в промежутки между молекулами воды). В каком случае молекулы разных веществ могут перемешиваться? Само явление, которое вы наблюдали в процессе опыта, и называется диффузией. Мы наблюдали диффузию в жидкостях. Проблемная ситуация. Учитель распыляет освежитель воздуха и предлагает ученикам поднять руку, если они почувствовали запах. Что стало причиной распространения запаха? Что помогает молекулам перемешиваться? Значит, явление диффузии происходит самопроизвольно. Что такое диффузия? Учитель предлагает сформулировать определение диффузии. При затруднении учитель предлагает поработать с текстом учебника.  После формулировки определения и записи его в тетрадь на слайде появляется интерактивная модель процесса диффузии. Утомились? Отдохнём! Физминутку проведём. На слайде интерактивная физминутка. А теперь я предлагаю вам самим стать теоретиками и экспериментаторами и поработать в группах. Каждая группа получит задание на карточке (приложение 2).  Результаты, полученные в ходе выполнения опытов, также записываются на карточке для записи результатов. Формулируются выводы. Теоретики работают с текстом.  После работы в группах учитель предлагает каждой группе-экспериментаторов пояснить какое у них было задание и какие выводы они сделали. После выступления группы 5 учитель предлагает просмотреть видеофрагмент о диффузии в твердых телах. Закрепляя знания об изучаемом физическом явлении, учитель задает вопрос: «Могут ли родители узнать, курят их дети или нет?» А какое значение в нашей жизни играет процесс диффузии? Приведите примеры диффузии в окружающем мире. Учитель предоставляет слово группам-теоретикам. Итак, какая цель стояла перед нами на уроке? (Сегодня мы должны были изучить явление диффузии) Как вы думаете, удалось ли нам это? Составьте синквейн. Ключевое слово «Диффузия». На слайде: правила составления синквейна. Зачитывают получившиеся синквейны. Дайте оценку нашей работе: выберите одну из предложенных карточек и покажите мне. Урок понравился, вам было комфортно – карточку с «улыбающимся лицом», урок не понравился – карточку с «грустным лицом». Сегодня мы хорошо поработали. Спасибо за урок! Комментированное выставление оценок. Домашнее задание: § 10; По выбору: 1) написать мини-сочинение «Если бы не было диффузии»; 2) выполнить задание 4 стр. 29; 3) подобрать пословицы, поговорки, строки из поэзии, в которых описывается явление диффузия; 4) рисуем явление диффузии.	Слушают учителя, участвуют в диалоге с учителем, демонстрируют готовность к уроку. Выполняют задание. Взаимопроверка. Рассуждают, поясняют. Высказывают свою точку зрения. Формулируют тему урока, цель учебной деятельности. Записывают тему урока в тетради. Отвечают на вопрос. Формулируют собственные мысли, высказывают и обосновывают свою точку зрения. Отвечают на вопросы. Поднимают руки. Отвечают на вопросы. Строят понятные для партнёра высказывания. Формулируют определение и записывают его в тетрадь. Выполняют упражнения вместе с учителем. Выполняют экспериментальны задания, обсуждают результаты опыта, формулируют вывод. Работают с текстом. Устно описывают задания, поясняют результаты. Строят понятные для партнёра высказывания. Рассуждают, поясняют ответы Приводят примеры применения процесса диффузии в природе, быту, технике. Формулируют собственные мысли, высказывают и обосновывают свою точку зрения Определяют своё эмоциональное состояние на уроке.	Фронтальная Индивидуальная Индивидуальная Фронтальная Фронтальная. Фронтальная Фронтальная Фронтальная Групповая. Фронтальная Парная Индивидуальная

Приложение 1

1        вариант

Прочитайте утверждения. Если вы считаете утверждение верным,

запишите «да», если неверное – «нет»

Утверждения	Верное - «да», неверное – «нет»
Вещество состоит из мельчайших частиц, едва различимых невооружённым глазом
Стальной шарик при нагревании увеличивается в объёме, так как промежутки между молекулами становятся больше.
В молекуле может быть более 1000 атомов.
Атомы состоят из молекул.
Объём газа при нагревании увеличивается, так как каждая молекула становится больше по размеру.
Молекулы воды точно такие же, как и молекулы льда.

2 вариант

Прочитайте утверждения. Если вы считаете утверждение верным,

запишите «да», если неверное – «нет»

Утверждения	Верное – «да», неверное – «нет»
В молекуле не может быть более 100 атомов.
Молекула – мельчайшая частица вещества.
Объём жидкости при охлаждении уменьшается, так как промежутки между молекулами становятся меньше.
При сжатии газа уменьшается размер молекул.
Объём тела при нагревании уменьшается.
Атомы состоят из более мелких частиц.

Приложение 2

Задание для группы 1

 Выясните, при каких условиях диффузия происходит быстрее.

Ход работы:

1.      В двух стаканах налито одинаковое количество холодной воды.

2.      В каждый стакан поместите одновременно по куску сахара.

3. В стакане №1 воду не перемешивайте. В стакане №2 воду перемешивайте с помощью ложки. Включите секундомер в момент начала перемешивания.
4. Измерьте время растворения сахара в стаканах №1 и №2. Запишите полученные результаты на карточке.
5. На основании результатов опыта сделайте вывод о зависимости быстроты растворения сахара от перемешивания. Поясните ответ.

Задание для группы 2 

Выясните, при какой температуре диффузия происходит быстрее.

Ход работы:

1.      Возьмите 2 стакана. В один стакан налита холодная вода, во второй – столько же горячей. 

2.      Одновременно опустите в каждый стакан по пакетику заварки. Включите секундомер в момент начала опыта.

3. Измерьте время заваривания чая в каждом стакане. Запишите полученные результаты на карточке.
4. Сделайте вывод о зависимости быстроты протекания диффузии от температуры вещества. Поясните ответ.

Задание для группы 3

 Выясните, где диффузия идет быстрее: в газах или в жидкостях?

Ход работы:       Задание №1.

1.      Откройте на короткое время пробирку с ватой, смоченной парфюмерной водой. Закройте пробирку.

2.      Что вы почувствовали? Как можно объяснить распространение запаха?  

Задание №2.

1.      На лист бумаги, лежащий на тарелке, налейте с помощью ложки немного холодной воды.  В середину образовавшейся капли аккуратно поместите маленькую капельку зеленки?

2.      Какое явление вы наблюдаете?

3. Сделайте вывод: в каком из двух опытов диффузия протекала быстрее?

Задание для группы 4

 Наблюдение диффузии.

Ход работы:

1.      Возьмите стакан с водой. Капнете каплю краски одного цвета. Подождите некоторое время, наблюдая за происходящим.

2.      Капнете каплю краски другого цвета. Что происходит?

3. Какое явление вы наблюдаете?
4. Что является причиной, а что результатом данного явления?

Задание для группы 5

 Наблюдение диффузии в твердых телах.

Ход работы:

1.      Положите кусочки пластилина друг на друга. Происходит ли в этом случае диффузия? Почему?

2. Скатайте из этих кусочков шар. Будет ли в этом случае происходит диффузия? 
3. Сделайте вывод о протекании диффузии в твёрдых телах. Ответ пояснить.

Задание для группы 6

Диффузия в растительном мире

К.А. Тимирязев говорил: «Будем ли мы говорить о питании корня за счёт веществ, находящихся в почве, будем ли говорить о воздушном питании листьев за счет атмосферы или питании одного органа за счёт другого, соседнего, – везде для объяснения мы будем прибегать к тем же причинам: диффузия».

Действительно, в растительном мире очень велика роль диффузии. Например, большое развитие листовой кроны деревьев объясняется тем, что диффузионный обмен сквозь поверхность листьев выполняет не только функцию дыхания, но частично и питания. В настоящее время широко практикуется внекорневая подкормка плодовых деревьев путем опрыскивания их кроны.

Большую роль играют диффузные процессы в снабжении природных водоёмов и аквариумов кислородом. Кислород попадает в более глубокие слои воды в стоячих водах за счёт диффузии через их свободную поверхность. Поэтому нежелательны всякие ограничения свободной поверхности воды. Так, например, листья, покрывающие поверхность воды, могут совсем прекратить доступ кислорода к воде и привести к гибели ее обитателей. По этой же причине сосуды с узким горлом непригодны для использования в качестве аквариума.

Задание для группы 7

Роль диффузии в пищеварении и дыхании человека

 Наибольшее всасывание питательных веществ происходит в тонких кишках, стенки которых специально для этого приспособлены. Площадь внутренней поверхности кишечника человека равна 0,65м2. Она покрыта ворсинками – микроскопическими образованиями слизистой оболочки высотой 0,2-1мм, за счет чего площадь реальной поверхности кишечника достигает 4-5 м2, т.е. достигает в 2-3 раза больше площади поверхности всего тела. Процесс всасывания питательных веществ в кишечнике возможен благодаря диффузии.

Дыхание – перенос кислорода из окружающей среды внутрь организма сквозь его покровы – происходит тем быстрее, чем больше площадь поверхности тела и окружающей среды, и тем медленнее, чем толще и плотнее покровы тела. Отсюда понятно, что малые организмы, у которых площади поверхности велики по сравнению с объемом тела, могут обходиться вовсе без специальных органов дыхания, удовлетворяясь притоком кислорода исключительно через наружную оболочку. 

А как же дышит человек? У человека в дыхании принимает участие вся поверхность тела – от самого толстого эпидермиса пяток до покрытой волосами кожи головы. Особенно интенсивно дышит кожа на груди, спине и животе. Интересно, что по интенсивности дыхания эти участки кожи значительно превосходят легкие. С одинаковой по размеру дыхательной поверхности здесь может поглощаться кислорода на 28%, а выделяться углекислого газа даже на 54% больше, чем в легких.

Таким образом, диффузия имеет большое значение в процессах жизнедеятельности человека, животных и растений. Благодаря диффузии кислород из легких пpoникaeт в кровь человека, а из крови – в ткани.

Задание для группы 8

Применение диффузии в технике.

Диффузия находит широкое применение в промышленности. На явлении диффузии основана диффузионная сварка металлов. Методом диффузионной сварки соединяют между собой металлы, неметаллы, металлы и неметаллы, пластмассы. Детали помещают в закрытую сварочную камеру с сильным разряжением, сдавливают и нагревают до 800 градусов. При этом происходит интенсивная взаимная диффузия атомов в поверхностных слоях контактирующих материалов. Диффузионная сварка применяется в основном в электронной и полупроводниковой промышленности, точном машиностроении.

Для извлечения растворимых веществ из твердого измельченного материала применяют диффузионный аппарат. Такие аппараты распространены главным образом в свеклосахарном производстве, где их используют для получения сахарного сока из свекловичной стружки, нагреваемой вместе с водой.

Карточка для записи результатов.

Группа: 1

	Время растворения сахара, секунды.
Стакан, в которой сахар не перемешивается
Стакан, в которой сахар перемешивается

                                Вывод: ______________________________________________________________________________

Карточка для записи результатов.

 Группа:  2 

	Время заваривания чая, секунды.
Стакан с горячей водой.
Стакан с холодной водой.

                              Вывод: ______________________________________________________________________________

                                           _______________________________________________________________________________

Карточка для записи результатов.

 Группа: 3

Задание №1:

Мы почувствовали ___________________________________________________________________,

потому что___________________________________________________________________________

Задание №2:

Мы наблюдаем явление_______________________________________________________________

Вывод: _____________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

Карточка для записи результатов.

 Группа: 4

Мы наблюдаем явление_______________________________________________________________

Причина явления:____________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________

Результат этого явления:______________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

Карточка для записи результатов.

 Группа: 5

Мы наблюдаем явление_______________________________________________________________

Происходит ли диффузия в первом случае, почему? _________________________________________    

Происходит ли диффузия во втором случае? _______________________________________________

Вывод: явление _____________________ может происходить в ___________________ телах.