Технологическая карта Броуновское движение. Диффузия

Тема урока: Броуновское движение. Диффузия

Цель урока: изучить явления броуновского движения, диффузии; создать условия для понимания учащимися понятий «броуновское движение», «диффузия» и объяснения их на основе положений молекулярно-кинетической теории.

Планируемые результаты

 Предметные умения:

1.      Знать смысл  явлений «броуновское движение», «диффузия» как основных свойств природы, подтверждающих хаотичное движение молекул.

2.      Объяснять явление диффузии и зависимость скорости её протекания от температуры тела.

3.      Уметь наблюдать и описывать диффузию в газах, жидкостях и твердых телах, приводить примеры проявления диффузии в быту, природе и технике.

УУД

 Личностные:

1.                  Развитие мотивов учебной деятельности и формирование личностного смысла учения.

2.                  Развитие навыков сотрудничества с учителем и сверстниками в разных учебных ситуациях.

Познавательные: Умеют анализировать наблюдаемые явления, обобщать и делать выводы.

Регулятивные: Принимают и сохраняют познавательную цель, выполняют инструкции.

Коммуникативные:  Имеют навыки конструктивного общения, взаимопонимания. Осуществляют взаимоконтроль и взаимопомощь.

Тип урока: урок «открытия новых знаний».

Формы работы  учащихся: фронтальная, групповая.

Межпредметные связи: биология, химия, природоведение.

Необходимое техническое оборудование: компьютер, проектор, экран, модель броуновского движения, флакон с духами, стаканы,  холодная и горячая вода, кристаллики перманганата калия, жидкая краска (гуашь).

Структура и ход урока

Этапы урока	Цель этапа	Деятельность учителя	Деятельность учащегося	Приёмы, УУД	Время  (в мин.)
1. Организационный	Активизация учащихся	Организация внимания и порядка в классе, взаимное приветствие, проверка присутствующих, проверка готовности класса к уроку	Приветствие учителя, проверка готовности к уроку	Личностные: мобилизация внимания, уважение к окружающим. Регулятивные: целеполагание. Коммуникативные: планирование учебного сотрудничества с учителем, сверстниками.	1 мин
2. Постановка цели и задач урока. Мотивация учебной деятельности учащихся. Актуализация знаний	Создать условия для возникновения внутренней потребности включения в учебную деятельность. Выявить уровень знаний и систематизировать их.	Организует проверку изученного материала о строении вещества, молекулах.  Создает проблемную ситуацию, побуждает учащихся к обсуждению и выявлению причин возникших затруднений. Организует анализ учащимися проблемной задачи, формулирование способов ее решения.	Отвечают на вопросы учителя, обсуждают их. Формулируют цели урока, определив границы знания и незнания. Составляют план достижения цели и определяют алгоритм действий.	Регулятивные: целеполагание; планирование. Познавательные: решение проблемы, построение рассуждений, выдвижение гипотез и их обоснование. Коммуникативные: сотрудничество в поиске выборе и информации.	8 мин
3.                  Первичное усвоение новых знаний	Организовать осмысленное восприятие новых знаний	Выдвигает проблему, проводит эвристическую беседу. Организует самостоятельную работу в группе. Побуждает к анализу собственных действий.  Проводит опыты, организует обсуждение результатов опыта и их объяснение.	Участвуют в беседе; формулируют выводы, делают записи в тетради. Просмотр, наблюдение,   анализ опытов, установление причинно-следственных связей.	Познавательные: извлекать необходимую информацию из прослушанного и увиденного, структурировать знания. Коммуникативные: вступать в диалог, уметь выражать свои мысли. Предметные: давать определение новым понятиям темы.	10 мин
4.                  Первичная проверка понимания	Вызвать эмоциональный настрой и познавательный интерес к теме	Организует решение качественных задач по теме,  обсуждение ответов.	Выбирают самостоятельно варианты работы и наиболее рациональную последовательность действий по выполнению учебной задачи	Регулятивные: устанавливать последовательность действий по выполнению задания. Коммуникативные: слушать и слышать собеседника. Познавательные: применять полученные знания для решения задач.	6 мин
5.                  Контроль усвоения, обсуждение ошибок и их коррекция	Определить типичные ошибки и пробелы в знаниях и умениях, организовать их устранение и совершенствование	Организует презентацию результатов работы в группах, обсуждение результатов, контроль и самоконтроль.	Предъявляют результаты самостоятельной работы в группах, осуществляют контроль и самоконтроль.	Регулятивные: выделение и осознание того, что усвоено и что еще подлежит усвоению. Личностные: самоопределение. Коммуникативные: оценка действий партнера.	12 мин
6.                  Информация о домашнем задании, инструктаж по его выполнению	Организовать обсуждение и запись домашнего задания	Сообщает домашнее задание для всех учащихся и дополнительные задания по выбору.	Выбирают задание из предложенных учителем с учетом индивидуальных возможностей, записывают домашнее задание.	Регулятивные : умение выбрать задание по силам. Коммуникативные: планирование сотрудничества с учителем.	2 мин
7.                  Рефлексия деятельности	Организовать самооценку учениками собственной учебной деятельности. Подвести итог проделанной работы на уроке	Организует самооценку учениками своей деятельности на уроке, систематизации полученных знаний.	Анализируют свою деятельность на уроке. Осуществляют самооценку собственной учебной деятельности, соотносят цель и результаты.	Регулятивные: умение соотнести результат своей деятельности с целью и оценит его. Коммуникативные: вступать в диалог. Личностные: осознавать успешность своей деятельности.	5 мин

План-конспект урока

1.      Организационный этап. Взаимное приветствие учителя и учащихся, проверка готовности к уроку.

2.      Постановка цели и задач урока. Мотивация учебной деятельности учащихся. Актуализация знаний.

Проверка ранее изученного материала по вопросам:

1)      На рисунке показан опыт, иллюстрирующий, что тела пир нагревании расширяются. Обведите на рисунке предмет, который нагревали в этом опыте, - шар или кольцо. Ответ обоснуйте.

       

2)      Выберите правильное утверждение.

Согласно современным представлениям, при  остывании колбы с водой уровень воды в трубке опускается потому, что …

- уменьшается число частиц воды

- уменьшается размер частиц воды

- меняется форма частиц воды

- уменьшаются промежутки между частицами воды.

3)      Слова молекула, электрон, капля, атом запишите в таком порядке, чтобы каждый последующий элемент входил в состав предыдущего.

 

4)      На рисунке представлены модели молекулы воды, кислорода и углекислого газа. В состав всех молекул входит атом кислорода (черный). Заполните пропуски в тексте.

Молекула воды состоит из _____ атом  ___ кислорода и _______ атом____ водорода.

Молекула кислорода состоит из ____ атом____  ________________.

Молекула углекислого газа состоит из ____ атом____ кислорода и _____ атом___ углерода.

3.      Первичное усвоение новых знаний.

Мы вспомнили, что все тела состоят из молекул, между которыми есть промежутки. А как ведут себя молекулы в газах, жидкостях и твердых телах? Обратимся к поэме Лукреция Кара «О природе вещей», в которой он отразил взгляды ученых древней греции на строение вещества.

Запахи мы обоняем различного рода,

Хоть и не видим совсем, как в ноздри они проникают…

Но это все обладает, однако, телесной природой,

Если способно оно приводить наши чувства в движенье…

Проблема: На каком физическом явлении основано распространение запахов?

Обсуждение проблемы, выдвижение гипотез, составление плана урока (учащиеся предлагают пункты плана урока в соответствии с планом рассказа о физическом явлении). Заполняют первый и второй столбцы в таблице:

Основные знания о молекулярном строении вещества
Знаю	Хочу узнать	Узнал на уроке
1. Все вещества состоят из молекул. 2. Между молекулами есть промежутки. 3. Размеры молекул очень малы.	1. 2. 3.	1. 2. 3.

Для изучения материала урока организуется работа в группах: 1. Историки. 2. Экспериментаторы. 3. Теоретики. 4. Практики.

Каждая группа работает со своим текстом, в конце работы представляет проект: плакат с результатами работы.

Задания для групп:

1)      Историки.   Задача: Кто первый экспериментально обнаружил движение молекул? Почему и как броуновское движение взвешенных частиц зависит от их размеров?

В 1827 году британский ботаник Роберт Броун, исследуя пыльцу со своих цветов под микроскопом, установил, что плавающие в воде пыльцевые зёрна двигаются непрерывно и хаотически. Броун был настоящим учёным и, столкнувшись с непонятным, добросовестно исследовал открытое явление. Он обнаружил, что в горячей воде частицы скачут быстрее чем в холодной. Убедился в том, что путь их абсолютно случаен и не зависит от лондонских кебов, громыхающих по мостовой…

Ещё Роберт Броун заметил, что наблюдаемые в микроскоп очень малые частицы, взвешенные в жидкости, находятся в состоянии непрерывного беспорядочного движения и, чем меньше частица, тем интенсивнее она движется. Причина броуновского движения точно установлена: непрерывно и хаотично движущиеся молекулы жидкости ударяют со всех сторон по крупинкам твёрдого тела и приводят их в беспорядочное движение. Чем меньше масса крупинки, тем быстрее она движется, и наоборот. Таким образом броуновское движение крупинок обусловлено движением молекул жидкости.

Открытие броуновского движения имело  большое значение для изучения строения вещества. Оно показало, что молекулы, из которых состоят тела находятся в непрерывном беспорядочном движении.

2)       Экспериментаторы. Задача: Провести опыты, демонстрирующие явление диффузии.

Демонстрация броуновского движения (на модели).

Проверка зависимости скорости протекания диффузии от температуры жидкости (растворение краски в сосудах с водой разной температуры).

Диффузия в газах (Распространение запаха духов в кабинете).

3)      Теоретики. Задача: Рассказать о диффузии как экспериментальном подтверждении хаотического движения частиц вещества.

Диффу́зия (лат. diffusio — распространение, растекание, рассеивание) – процесс взаимного проникновения молекул или атомов одного вещества между молекулами или атомами другого, приводящий к самопроизвольному выравниванию их концентраций по всему занимаемому объёму Примером диффузии может служить перемешивание газов (например, распространение запахов) или жидкостей (если в воду капнуть чернил, то жидкость через некоторое время станет равномерно окрашенной). Другой пример связан с твёрдым телом: атомы соприкасающихся металлов перемешиваются на границе соприкосновения. Наиболее быстро диффузионные процессы происходят в газах, медленнее в жидкостях, ещё медленнее в твёрдых телах, что обусловлено характером теплового движения частиц в этих средах. Скорость протекания диффузии ускоряется с повышением температуры. Например, если кусочек сахара опустить на дно стакана с водой и воду не перемешивать, то пройдёт несколько недель, прежде чем раствор станет однородным. В горячей воде этот процесс протекает быстрее. Ещё медленнее происходит диффузия одного твёрдого вещества в другое. Пример: на золотой слиток был положен слиток свинца, и под грузом за пять лет свинцовый слиток проник в золотой слиток на 1 мм. На рисунке видно как молекулы одного вещества постепенно проникают между молекулами другого вещества на примере размывания границы между водой и медным купоросом

       

Распространение запахов в воздухе - наиболее часто встречающийся пример диффузии в газах. Почему же запах распространяется не мгновенно, а спустя некоторое время? Дело в том, что во время движения в определенном направлении молекулы пахучего вещества сталкиваются с молекулами воздуха. Траектория движения каждой частицы газа представляет собой ломаную линию, т.к. при столкновениях частицы меняют направление и скорость своего движения.

4)   Практики.  Задача: Подготовить рассказ о роли диффузии в жизни человека. Каждое утро, выпивая кружку чая, мы не догадываемся, что наблюдаем явление диффузии. Это один из важных процессов в жизнеобеспечении людей и живой природы Земли. Роль, которую играет диффузия в окружающем нас мире трудно переоценить. Она встречается повсюду, ее проявления есть и в природе, и в технике, и в быту. К сожалению, диффузионные процессы могут оказывать не только положительное, но и негативное влияние на жизнедеятельность растений, животных и человека. Диффузия играет важную роль в биологических системах. Прежде всего перемещение питательных веществ и продуктов обмена в тканевых жидкостях происходит посредством диффузии. Диффузия играет большую роль в процессе насыщения крови кислородом в легких. Вследствие большой разветвленности поверхность альвеол легких велика (~ 80 м² ), поэтому кислород активно растворяется в плазме и попадает в эритроциты. Диффузия используется во многих технологических процессах: засолка овощей, получение сахара (стружка сахарной свёклы промывается водой, молекулы сахара диффундируют из стружки в раствор), варка варенья, окрашивание тканей, стирка вещей, цементация, сварка и пайка металлов, в том числе диффузионная сварка в вакууме (свариваются металлы, которые другими методами соединить невозможно – сталь с чугуном, серебро с нержавеющей сталью и т.д.) и диффузионная металлизация изделий (поверхностное насыщение стальных изделий алюминием, хромом, кремнием), азотирование - насыщение поверхности стали азотом (сталь становится твёрдой, износоустойчивой), цементация – насыщение стальных изделий углеродом. Природный горючий газ, которым мы пользуемся дома, не имеет ни цвета, ни запаха. При утечке заметить его невозможно, поэтому на распределительных станциях газ смешивают с особым веществом, обладающим резким, неприятным запахом, который легко ощущается человеком. Еще один часто встречающийся пример проявления диффузии в быту – стирка цветных вещей. Не рекомендуется мокрую ткань, окрашенную в темный цвет, оставлять на длительное время в соприкосновении с белой тканью. Начинается диффузия, молекулы краски проникают в ткань белого цвета. Самый распространённый способ общения насекомых – с помо­щью обонятельных химических средств. Есть привлекающие ароматы (аттрактанты), а есть отталкивающие (репелленты), воспринимае­мые обонятельными дырочками (порами) на усиках. Благодаря диффузии, насекомые находят себе пищу. Бабочки, порхая меж растений, всегда находят дорогу к красивому цветку. Пчелы, обнаружив сладкий объект, штурмуют его своим роем.

4.      Первичная проверка понимания.

Учащиеся работают по карточкам, самостоятельно выбирают вариант работы по уровням. Ответы обсуждают в группах, затем проверяют правильность по образцам на слайдах.

Средний уровень:

1. В каком рассоле – горячем или холодном – быстрее засолятся огурцы?    

 Достаточный уровень:

1. Будут ли распространяться запахи в герметично закрытом подвальном помещении, где совершенно нет сквозняков?

Высокий уровень:

1.      Открытый сосуд с эфиром уравновесили на весах и оставили в покое. Через некоторое время равновесие весов нарушилось. Почему?

Задания для всех учащихся:

1) Отметьте те явления, которые являются примером броуновского движения.

- беспорядочное движение пыльцы цветов в воде, наблюдаемое под микроскопом;

- беспорядочное движение детей на коньках, катающихся на катке в воскресный день;

- беспорядочное движение пылинок в воздухе комнаты, наблюдаемые при солнечном освещении;

- беспорядочное движение маленьких рыбок, плавающих на отмели в озере.

2) Зачеркните по одному из выделенных слов, чтобы получилось верное объяснение описанного эксперимента.

На пластину из золота кладут пластину из свинца, а сверху – груз. Через 5 лет эти пластины трудно, легко отделить друг от друга, так как атомы золота проникают в свинцовую пластину, а атомы свинца – в золотую. При этом, вблизи, вдали границы соприкосновения металлов образуется слой толщиной около 1 мм, 1 см, содержащий атомы и только золота, и, только свинца. В описанном эксперименте наблюдается явление взаимного проникновения молекул контактирующих веществ, которое называется диффузией. Процесс диффузии происходит быстрее с повышением, понижением температуры.

5. Контроль усвоения, обсуждение ошибок и их коррекция. Группы презентуют результаты работы. Каждая группа оформляет плакат по своей теме, в котором содержится основная информация, рисунки, фотографии, схемы.

6.    Информация о домашнем задании, инструктаж по его выполнению.

ДЗ: Прочитать §9, 10. Выучить определения. Проверить усвоение по вопросам к параграфам. Выполнить одно из заданий на стр. 29 по выбору, подготовить отчет о результате опыта.

7.    Рефлексия деятельности.

Заполнить последнюю колонку в таблице:

Основные знания о молекулярном строении вещества
Знаю	Хочу узнать	Узнал на уроке
1. Все вещества состоят из молекул. 2. Между молекулами есть промежутки. 3. Размеры молекул очень малы.	1. 2. 3.	1. 2. 3.