Лекция 6 -8 Уроки обобщения и
Лекция 6 -8 Уроки обобщения и систематизации
Обобщение и систематизация раздела «Электромагнитное поле» в 9 м классе на первой ступени обучения Тема урока: Сравнение характеристик электрического и магнитного полей (Урок рассчитан на 2 часа)
Цель урока: формирование обобщенных знаний учащихся и физической картины мира • Задачи урока: • 1) выделение общих и отличительных черт электрического и магнитного полей; • 2) установление взаимосвязи этих полей; • 3) подготовка учащихся к изучению темы «Электромагнитная индукция» ; • 4) знакомство с основными типами взаимодействий и попытками их объединения в рамках единого взаимодействия; • 5) формирование единой физической картины мира.
Ориентировочный этап урока (деятельность учителя) • Как известно, в пределах ограниченной области пространства материя может быть как сосредоточена (что называют локализацией материи), так и, напротив, делокализована. При этом первому, локализованному, состоянию ставят в соответствие понятие вещество, а второму понятие поле. Неисчерпаемые свойства материи и бесконечность процесса познания определяют необходимость рассмотрения всех физических понятий в их развитии. При этом современная физика не проводит строгой границы между полем и веществом, считая, что они взаимно превращаются. Поэтому и поле, и вещество, наряду со специфическими характеристиками, обладают и целым рядом общих. • Сегодня мы попытаемся классифицировать эти признаки, выделив среди них общие и отличительные.
Этап актуализации (деятельность учителя) • Гравитационное поле – первое из полей, характеристики которого мы с вами детально рассмотрели. Вспомните основные свойства электрического и магнитного полей, одновременно проводя сравнение. Тысячи лет назад люди знали о таинственных свойствах некоторых камней (янтарь, магнит). Эти камни можно сейчас рассматривать как первые изученные источники электрического и магнитного полей. Разные народности давали этим камням и разные, часто поэтические, названия. Однако все они отражали свойства этих камней менять окружающее пространство, что проявлялось в появлении сил взаимодействия между телами. В настоящее время свойства электрического и магнитного полей достаточно хорошо изучены, что позволяет использовать при обобщении этих свойств результаты и экспериментальных данных, и теоретических исследований.
Этап актуализации (деятельность учащегося) • Отвечают на вопросы для актуализации уже полученных знаний о свойствах гравитационного поля. • 1. Какие силы в природе называется гравитационными? • 2. Что является источником гравитационного поля? • 3. Почему тяготение названо всемирным? • 4. Как рассчитать силу взаимного притяжения двух тел, обусловленную наличием у них массы? • 5. Почему величина этой силы не может служить характеристикой гравитационного поля в данной точке пространства? • 6. Что называют напряженностью гравитационного поля? • 7. Как определить напряженность гравитационного поля, если оно создается несколькими источниками?
Повторение пройденного материала (деятельность учителя) • Задание учащимся: составьте рассказ об известных свойствах материи по предложенной схеме: Материя Поле: Вещество: гравитационное, твердое тело, электрическое, жидкость, магнитное. газ, плазма.
Повторение пройденного материала (деятельность учащегося) • Вспоминают все известные свойства уже изученных полей (гравитационного, электрического, магнитного) и пробуют сравнить эти свойства.
Организация самостоятельной работы учащихся (деятельность учителя) • Учащимся предлагается кратковременная самостоятельная работа по составлению таблицы свойств электрического и магнитного полей. Сравнение целесообразно провести по следующим параметрам: • источник полей; • что можно использовать в качестве индикаторов полей; • графическое представление; • силовая характеристика; • действие полей на заряд; • классификация веществ по электрическим и магнитным свойствам.
Самостоятельная работа учащихся • В тетрадях учащихся появляется таблица (см. табл. 1). Они её заполняют Таблица 1 Сравнение свойств электрического и магнитного полей Электрическое поле Магнитное поле
Этап урока – организация активной познавательной деятельности учащихся • Организуется обсуждение сходных и отличительных свойств полей. Для этого используется: • 1) демонстрационный эксперимент: взаимодействие наэлектризованной палочки – стеклянной или эбонитовой – с гильзой из папиросной бумаги; действие контура с током на магнитную стрелку; визуализация магнитного поля прямого, кругового токов и постоянных магнитов с помощью железных опилок). Для демонстрации опытов и обсуждения их результатов рекомендуется привлекать учащихся;
Продолжение этапа урока • Дается дополнительный материал о свойствах сегнетоэлектриков, электретов и ферромагнетиков (в виде коротких сообщений учащихся или использования слайдово диапозитивного материала). Следует подчеркнуть, что электроды длительно сохраняют поляризацию после устранения внешнего электрического поля и создают собственное электрическое поле, что позволяет сравнивать их с постоянными магнитами. В то же время, сегнетоэлектрики обладают спонтанной поляризацией, которая частично сохраняется при уменьшении напряжения внешнего поля, а при определенной температуре (точка Кюри) сегнетоэлектрики становятся диэлектриками, что позволяет сравнивать их свойства со свойствами ферромагнетиков.
Этап – умозаключение (учитель демонстрирует) • Вывод о том, что обнаруженные сходства в свойствах электрического и магнитного полей, свидетельствует о наличии взаимодействия, объединяющего указанные два типа полей. Такое взаимодействие названо электромагнитным. Основные характеристики и свойства электромагнитного поля мы с вами будем изучать на последующих уроках. Однако, забегая вперед, уже сейчас можно предположить возможность объединения различных типов взаимодействий в рамках единой физической картины мира. Конечно, математический аппарат и используемые для этого аналогии будут более сложными, многогранными и насыщенными. А школьный курс физики позволит сделать лишь небольшой экскурс в этот таинственный и увлекательный мир.
Домашняя самостоятельная работа учащихся • Для самостоятельного знакомства с проблемой учащимся предлагают дополнительную литературу: • 1. В. В. Мултановский. Физические взаимодействия и картина мира в школьном курсе. М. : Просвещение, 1977. • 2. Л. В. Тарасов. Физика в природе. М. : Просвещение, 1988. • 3. В. Гейзенберг. Шаги за горизонт. М. : Прогресс, 1987. • 4. А. Б. Мигдал. Поиск истины. М. : Молодая гвардия, 1983. • 5. К. Форд. Мир элементарных частиц. М. : Мир. 1965.
Домашнее задание • В качестве домашнего задания полезно посоветовать учащимся провести сравнительный анализ свойств всех трех изученных полей (гравитационного, электрического и магнитного).
Уроки обобщения на второй ступени обучения Тема: Колебательное движение
Этап актуализации (деятельность учителя) • 1. Какую работу может совершить тело, обладающее потенциальной энергией? • 2. Какое из названных тел обладает кинетической энергией? • 3. Какое тело обладает, по Вашему мнению, и кинетической, и потенциальной энергией?
Этап актуализации (деятельность учащегося) • Ответ 1. Тело, обладающее потенциальной энергией, может совершить работу по перемещению тела. Например, если поднятое и удерживаемое над нулевым уровнем потенциальной энергии тело отпустить, то оно совершит работу по перемещению на нулевой уровень. Что касается деформированного тела (пружины, например), то оно может совершить работу по перемещению его частей из одного положения в другое.
Ответ 2. Варианты ответов: • гиря на столе, • движущийся велосипедист, • пружина заведенных часов. Ответ 3. Варианты ответов: газ, сжатый в баллоне; ковочный молот, поднятый на высоту; самолет, летящий относительно земли.
Постановка проблемы учителем • Учитель ставит проблему: можно ли в природе, технике наблюдать превращение одного вида механической энергии в другой? Если учащиеся затрудняются ответить на этот вопрос, учитель ставит демонстрационный эксперимент. • План опыта: • На столе с помощью нити на штативе закреплен шарик. • Отклонить шарик от положения равновесия и отпустить его. • Наблюдать за движениями шарика в течение некоторого периода времени. • Ответить на вопросы.
Вопросы, поставленные учителем • 1. Какие превращения механической энергии происхо дят при движении шарика? • 2. В каком положении шарик имеет наибольшую кинетическую энергию? • 3. Почему движение шарика со временем плавно прекращается? • Каков характер движения шарика?
Ожидаемый ответ учащихся • 1 ответ. Отклоненный шарик обладает потенциальной энергией. Если его отпустить, то он начнет перемещаться по направлению к отвесному положению. По мере такого перемещения с приближением к нулевому уровню потенциальная энергия будет уменьшаться, но скорость движения растет, значит, увеличивается кинетическая энергия. При прохождении через вертикальное положение потенциальная энергия будет равна нулю, а кинетическая — максимальна. • Затем начнется подъем шарика вверх с уменьшением скорости и кинетической энергии и ростом высоты и потенциальной энергии. Потом шарик остановится и начнет двигаться в обратном направлении: при этом будет расти его кинетическая энергия и уменьшаться потенциальная. • А после прохождения вертикальной линии потенциальная энергия станет увеличиваться, а кинетическая снижаться. • И так будет повторяться несколько раз.
Ответы учащихся • 2 ответ. Кинетическая энергия максимальная в вертикальном положении нити и шарика в тот момент, когда его потенциальная энергия имеет самое маленькое значение. • 3 ответ. Движение со временем прекращается, потому что часть энергии шарика расходуется на работу против силы сопротивления воздуха. • 4 ответ. Движение шарика представляет собой повторяющиеся во времени перемещения.
Далее • Второй опыт: можно продемонстрировать превращение механической энергии также и на примере маятника Максвелла. Вопросы к опыту ставятся такие же, как и к опыту с математическим маятником. • Третий опыт: падение резинового мячика (шарика) с определенной высоты.
Действия учащихся • Анализируют превращения механической энергии по схеме анализа опыта с математическим маятником.
Этап обобщения (действия учителя) • Далее учащимся предлагается привести примеры повторяющихся процессов и явлений в природе, технике, социальной жизни (смена дня и ночи, времен года, движение транспорта по круговому маршруту в течение дня, движение поршней паро воза, качелей, явление приливов и отливов) и выделить общие свойства.
Этап обобщения (действия учащихся) • Учащиеся на основе примеров должны подчеркнуть, что основным свойством этих явлений является их периодическая повторяемость. Часть из этих явлений и процессов попадает под понятие колебаний.
Этап абстрагирования – определение явления колебания • Следует дать общее определение колебания как движения, характеризующегося той или иной степенью повторяемости во времени. Здесь сразу можно сообщить, что более подробно это явление будет рассмотрено позже.
Следующий этап обобщения (действия учителя) • Поставить итоговый вопрос: можно ли утверждать, что многие явления природы сопровождаются превращением одного вида энергии в другой?
Этап обобщения (действия учащихся) • Ответ, желательно, должен прозвучать утвердительный. • Если прозвучит другой ответ, то надо проводить коррекцию полученных знаний.
