Масстер класс «Создание проблемных ситуаций на уроках физики через эксперимент».

Мастер-класс «Создание проблемных ситуаций на уроках физики через эксперимент».

Автор: Прокопенко Г.А.,

учитель физики МОУ «Тимоновская СОШ»

Валуйского  района  Белгородской области

Цель: показать развитие творческой активности учащихся через создание проблемных ситуаций на уроке.

Образовательная: изучение явления поверхностного натяжения.

Развивающая: развивать умение наблюдать, видеть проблему, вдумчивость, любознательность, ставить цель, добывать знания, понимать, оценивать и соотносить свою точку зрения с мнением других, проводить самоанализ и самооценку.

Воспитывающая: воспитывать раскованность чувств и движений, сочетающихся с умением выдерживать нормы поведения, умение вести диалог, слушать других.

Методы, приемы, способы:

-обмен мнениями, групповое обсуждение, дискуссия;
-эксперимент.

Оборудование: компьютер и презентация, карточки с заданиями.

I. Введение в мастер-класс, обозначение основных целей и ключевых проблем:

Здравствуйте, уважаемые коллеги.

Главная задача каждого учителя сегодня - не только обеспечить прочное и осознанное усвоение знаний, умений и навыков, но и развитие способностей учащихся, приобщение их к творческой деятельности.

К сожалению, очень часто учитель не предоставляет свободы ученику, когда он пытается ответить на вопрос. Учитель не ждёт, сразу же задаёт другой наводящий вопрос. Можно ли учить так, чтобы каждый ребёнок рассуждал над проблемой своим путём, своим темпом, но при необходимости мог сопоставить свою точку зрения с одноклассниками, может даже изменить её? Да, можно. Помочь ученику раскрыться, лучше использовать свой творческий потенциал помогает создание проблемных ситуаций на уроке.

Проблемное обучение – это «начальная школа» творческой деятельности.

Проблемное обучение основывается на теоретических положениях американского философа, психолога, педагога Дж. Дьюи (1859-1952). В России дидактику проблемного обучения разработал И.Я. Лернер.

Сегодня под проблемным обучением понимается такая организация учебных занятий, которая предполагает создание под руководством учителя проблемных ситуаций и активную самостоятельную деятельность учащихся по их разрешению, в результате чего происходит творческое овладение профессиональными знаниями, навыками, умениями и развитие мыслительных способностей.

Для меня в процессе обучения главным является постановка перед учащимися на уроках небольших проблем и стремление решить их вместе с детьми.

Как же создавать проблемные ситуации? Об этом мы сегодня и поговорим.

Освоение.

Давайте с вами при помощи ключевых слов (в файле) заполним граф – схему. Мы должны выяснить:

Что мы знаем о поверхностном натяжении?

Что мы хотим узнать?

И в конце нашего занятия, заполним третью графу  

Что мы узнали?

Знаем

Хотим узнать

Узнали

Мыльный пузырь Поверхностное натяжение

Почему мыльный пузырь имеет форму шара? От чего зависит поверхностное натяжение?

Каждый из нас в своей повседневной жизни не раз сталкивался и сталкивается с обыденными с одной стороны, но вместе тем удивительными с другой стороны явлениями, совершенно не задумываясь при этом, с какими замечательными физическими явлениями имеем дело.

Все дети прекрасно знают, что «куличики» и замки можно строить только из мокрого песка. Сухие песчинки не пристают друг к другу. Но так же не пристают друг к другу и песчинки, целиком погружённые в воду.

Во время уроков рисования каждый из вас не раз замечал, что волоски кисточки расходятся в воде и тут же слипаются, если кисточку вынуть из воды. Задумывался ли кто – то из вас, почему так происходит?

Почему водомерки так легко перемещаются по поверхности воды?

Попробуем дать объяснение этим явлениям.

Но прежде немного понаблюдаем за прекрасными созданиями природы – мыльными пузырями (форма, переливы красок). (выдуваю мыльные пузыри).

Для проведения мастер – класса мне нужны помощники.  Разделитесь, пожалуйста,  на 3 группы. Пронаблюдайте и заполните таблицу. (У каждой группы своё задание и  таблица)

Перед вами листы с заданиями. Попробуем сейчас проделать первые  опыты.

Опыт № 1

«Плавающие скрепки»

Положите скрепку на полоску фильтровальной бумаги. Осторожно опустите скрепку на поверхность воды так, чтобы полоса бумаги утонула, а скрепка осталась на поверхности.

Опыт № 2

«Водопад через мыльную плёнку»

Создайте на проволочном каркасе без нитки мыльную плёнку.

Попробуйте пропустить через неё струю воды из стакана.

Опыт № 3

«Мыльные пузыри»

Выдуйте мыльный пузырь при помощи воронки. Для этого обмокните воронку в мыльный раствор. Понаблюдайте за мыльным пузырём. Зажгите свечу и направьте открытый конец воронки с мыльным пузырём на пламя свечи.

Что вы наблюдаете? Запишите, пожалуйста, в таблицы.

Опыт

№ группы

Результаты наблюдений

1

1

2

2

3

3

4

1

5

2

6

3

Учитель:

Наличие у жидкости свободной поверхности обусловливает существование особых явлений, называемых поверхностными. Они возникают в связи с тем, что молекулы внутри жидкости и молекулы на её поверхности находятся в неодинаковых условиях.

В отсутствие внешних сил жидкость должна иметь при заданном объёме наименьшую площадь поверхности и принимает форму шара. Именно с этим и связана сферическая форма мелких капель и пузырьков.

В состоянии невесомости такую же сферическую форму принимает любая масса жидкости.

Ю.А.Гагарин(9 марта – день рождения), впервые находясь в состоянии невесомости, писал: «…Невесомость — это явление для всех нас, жителей Земли, несколько странное. Но организм быстро приспосабливается к нему, испытывая исключительную легкость во всём. Что произошло со мной в это время? Я оторвался от кресла, повис между потолком и полом кабины. Переход к этому состоянию произошел очень плавно. Когда стало исчезать влияние гравитации, я почувствовал себя превосходно. Все вдруг стало делать легче. И руки, и ноги, и все тело стали будто совсем не моими. Они ничего не весили. Не сидишь, не лежишь, а как бы висишь в кабине. Все незакрепленные предметы тоже парят, и наблюдаешь их, словно во сне. И планшет, и карандаш, и блокнот… А капли жидкости, пролившиеся из шланга, приняли форму шариков, они свободно перемещались в пространстве и, коснувшись стенки кабины, прилипали к ней, будто роса на цветке».

Вопрос - проблема:

В земных условиях форма крупных капель заметно отличается от сферической. Почему?

(Предполагаемый ответ: потому, что они сплющиваются под действием силы тяжести. Действием сил тяжести объясняется и то, что в земных условиях жидкости принимают форму сосуда, в который они налиты, т.е. жидкости стремятся принять такую форму, при которой их центр масс будет иметь наинизшее положение.)

А сейчас пришло время выполнить следующие опыты.

Опыт №4

«Что больше: поверхностное натяжение чистой воды или поверхностное натяжение мыльного раствора?»

Определите с помощью опыта, увеличивается или уменьшается поверхностное натяжение воды в результате растворения в ней мыла.

Цель эксперимента: продемонстрировать, что поверхностное натяжение чистой воды больше поверхностного натяжения мыльного раствора.

Материалы: три зубочистки, жидкость для мытья посуды, миска с чистой водой.

Процесс:

Положите на середину водной поверхности две зубочистки, чтобы они находились рядом.

Смочите кончик третьей зубочистки в жидкости для мытья посуды (внимание: этой жидкости нужно совсем немного)

Окуните кончик третьей зубочистки в воду между двумя другими.

Итоги: две зубочистки быстро удаляются друг от друга. Объясните наблюдаемое явление.

Опыт № 5

«Что больше: поверхностное натяжение чистой воды или поверхностное натяжение раствора сахара?»

Определите с помощью опыта, увеличивается или уменьшается поверхностное натяжение воды в результате растворения в ней сахара.

Цель эксперимента: продемонстрировать, что поверхностное натяжение чистой воды больше поверхностного натяжения раствора сахара.

Материалы: зубочистки, сахарный леденец, миска с чистой водой.

Процесс:

Положите на середину водной поверхности две зубочистки, чтобы они находились рядом.

Смочите сахарный леденец в чистой воде и окуните его в воду между двумя зубочистками.

Итоги: две зубочистки быстро удаляются друг от друга. Объясните наблюдаемое явление.

Опыт № 6

«Что больше: поверхностное натяжение холодной воды или поверхностное натяжение горячей воды?»

Определите с помощью опыта, увеличивается или уменьшается поверхностное натяжение воды в результате изменения её температуры.

Цель эксперимента: продемонстрировать, что поверхностное натяжение воды зависит от температуры.

Материалы: зубочистки, железный гвоздь, спиртовка, миска с чистой водой.

Процесс:

Положите на середину водной поверхности две зубочистки, чтобы они находились рядом.

Нагрейте железный гвоздь на спиртовке и поднесите его близко к поверхности воды между двумя зубочистками (или налейте на водную поверхность между зубочистками горячую воду).

Итоги: две зубочистки быстро удаляются друг от друга. Объясните наблюдаемое явление.

Вывод.

Группы зачитывают  свои результаты экспериментов и делают общий вывод о том, что:

1. Наличие у жидкости свободной поверхности обусловливает существование особых явлений, называемых поверхностными. Они возникают в связи с тем, что молекулы внутри жидкости и молекулы на её поверхности находятся в неодинаковых условиях.

2. Поверхностное натяжение зависит от рода жидкости, ее температуры, наличия примесей. С ростом температуры оно уменьшается и исчезает вовсе при критической температуре, что приводит к исчезновению границы раздела между жидкостью и ее насыщенным паром.

Закрепление.

Занимательные опыты. Проводит учитель.

«Живой цветок».

Нужно взять круг из фольги радиусом 3-5 см и вырезать цветок, имеющий 6-8 лепестков. Смочив цветок в мыльном растворе, положите на пробку от пластиковой бутылки, и в центре выдувайте пузырь. Как ведут себя лепестки? Объясните, почему?

(Ответ:

В них обнаруживается то самое явление, которое создает «кожу» у воды. Только состав раствора для пузырей подобран специально, чтобы пленка была более прочной и более упругой. Эта пленка на поверхности жидкости всегда туго натянута. Поэтому и  явление называют поверхностным натяжением.)

«Заколдованная непроливайка».

У вас есть мелкие монеты (штук 30-40). Налейте полный стакан воды и узнайте: сколько из этих монет можно опустить в стакан с водой, пока она не выльется?  А теперь опускайте осторожно по одной монетке в стакан. Ну и что? Сколько поместилось? А как при этом менялась форма поверхностного слоя воды? Объясните почему?

(Ответ:

Поверхностное натяжение собирает воду. Если приглядеться, то видно, что мениск продолжает линию стенок стакана, возвышаясь дугой посередине.)

«Жадная пробка».

Налейте в стакан воды почти до краев. Опустите пробку на середину поверхности. Пробка подплывёт к стенке стакана. Добейтесь того, чтобы она выплыла на середину. Для этого осторожно опускай монеты.

Почему это  происходит?

(Ответ: Пробка стремится к самому высокому уровню воды. Эта вершина - у стенки стакана, когда он наполнен не до краев, и в середине - когда стакан переполнен.)

А сейчас проведём небольшое физическое соревнование.

Оборудование:

 Каждой группе – по 2-е монеты достоинством10руб., пипетки, стакан с водой, стакан с мыльным раствором.

Задание:

1. У вас на столе стаканчики с водой, пипетка, 10-тирублевая монета. Аккуратно подложив под монету салфетку, как можно больше капель воды уместите на монете.

Начинается соревнование. Кто побьет рекорд?

 (Результаты записываются на доску).

Что при этом вы наблюдаете?

 (Ответ: Капля как живая, она колеблется, но не разливается. Она как будто обтянута пленкой).

Задачи - вопросы.

Раствор жира в бензине имеет больший коэффициент поверхностного натяжения, чем чистый бензин. Центр или края жирного пятна на ткани нужно смачивать бензином при удалении пятна?

Почему разрыхление почвы при бороновании способствует сохранению в ней влаги?

На одном конце соломинки выдули мыльный пузырь и поднесли другой её конец к пламени горящей свечи. Почему пламя свечи будет отклоняться при этом в сторону?

Почему острые края стекла при нагревании до плавления становятся закруглёнными?

Почему при сушке дров на солнце на конце полена, обращённом в тень, выступают капельки воды?

Для того, чтобы мазь лучше впитывалась в смазанные лыжные ботинки, их нагревают. Как нужно нагревать ботинки: снаружи или изнутри?

Почему с помощью утюга можно выводить пятна жира с костюма? Куда лучше подкладывать кусок марли или ткани: на костюм сверху или под костюм?

Теперь вернёмся к нашей граф – схеме и заполним третью колонку. Что же  сегодня мы узнали на занятии? Давайте вернёмся к  ключевым словам

Знаем

Хотим узнать

Узнали

Мыльный пузырь Поверхностное натяжение

Почему мыльный пузырь имеет форму шара? От чего зависит поверхностное натяжение?

IV. Моделирование.

Сегодня я попыталась показать вам, что создание проблемных ситуаций на уроках физики не только формирует ту систему физических знаний, умений и навыков, которая предусмотрена программой, но и самым естественным образом развивает у школьников творческую активность. Ситуация затруднения школьника в решении задач приводит к пониманию учеником недостаточности имеющихся у него знаний, что в свою очередь вызывает интерес к познанию и установку на приобретение новых. Нельзя заставлять ребёнка слепо штудировать предмет в погоне за общей успеваемостью. Необходимо давать ему возможность экспериментировать и не бояться ошибок, воспитывать у учащихся смелость быть не согласным с учителем. Всякий раз при разрешении проблемной ситуации я с удовольствием наблюдаю, как ребята не только усваивают новое для себя, но и переживают этот процесс как «открытие» ещё чего-то неизвестного: кто сдержанно (старшеклассники), а кто с нетерпением и восторгом (семиклассники), торопясь, чтобы его не опередили в «открытии», и обижаясь иногда на себя, если не сумел быть первым, а иногда на меня «почему выбрала другого, а не меня». А мне на каждом уроке приходится думать о том, как ободрить его, заставить поверить в свои силы, снова увидеть горящие глаза. Именно это заставляет меня искать что-то новое, всегда быть в поиске.

V. Рефлексия 

И конечно, любой урок обязательно заканчивается рефлексией.

Я хочу закончить мастер класс словами Д. Данина:

"Увидеть новое большая заслуга.

А, увидев, не пройти мимо -

заслуга не меньшая.

Напротив - гораздо - большая".

VI. Обратная связь.

 Учитель: на листочках с изображением мыльного пузыря напишите и сдайте мне – «Что вы чувствовали, где было трудно, где было легко, какое чувство у вас после урока».

В заключение я хочу сказать, что физика – это наука о природе

Не то, что мните вы, природа:

Не слепок, не бездушный лик –

В ней есть душа, в ней есть свобода,

В ней есть любовь, в ней есть язык.

                                                                                                 Ф.И.Тютчев

Удачи всем и творческого потенциала.  

Почему же это происходит? Огонь нагрел воздух внутри стакана. В результате чего воздух расширился, увеличился его объем, а значит выросло и давление этого воздуха. В итоге часть воздуха из стакана начала выходить. Когда огонь потух, воздух остыл и снова уменьшился в объеме, а значит его давление тоже уменьшилось и стало меньше атмосферного. Именно это атмосферное давление и вдавило воду внутрь стакана, обнажив нашу монету. Приходится слышать неверное объяснение этого старинного опыта (первое его описание принадлежит, видимо, древнему ученому Филону Византийскому (306-337 гг. н.э.). Говорят, что сгорает кислород и потому количество газа под стаканом уменьшается. Главная причина только в нагревании воздуха, а вовсе не в поглощении кислорода горящей бумагой.