Л. с ирлянова Школа №33, г. Саранск Проблемное обучение позволяет наиболее полно решить задачу развития мышления учащихся. Вданной работе сделана попытка показать формирова­ние логических (мыслительных) операций на проблемном урок

Вид материала

Урок

Содержание Цели урока ВОПРОС. - С каким из этих взаимодействий вы знакомы? ОТВЕТ ВОПРОС: — Вспомните первое положение молекулярно-кинетической теории. ОТВЕТ ВОПРОС: — Из чего состоят атомы? ОТВЕТ ВОПРОС: — А бывает ли заряд без частицы? ОТВЕТ ВОПРОС: — Что происходит при взаимодействии частиц с противоположными зна­ками, одинаковыми? ОТВЕТ

Подобный материал:

• Программа адаптационных встреч для пятиклассников Вданной программе сделана попытка, 172.82kb.
• Урок литературы в 9 классе Тема: М. А. Шолохов: страницы биографии. Рассказ «Судьба, 35.19kb.
• Публичный отчет директора школы /2009-2010 уч г./ Моу «Средняя общеобразовательная, 442.76kb.
• Учебные задания на развитие мыслительных операций, 84.79kb.
• Методика изучения словесно логического мышления. Цель, 118.54kb.
• Муниципальное бюджетное образовательное учреждение, 129.25kb.
• Анализе материалов по теме нами была сделана попытка выделить этапы развития авиамоделизма, 167.92kb.
• О. В. Мохова Школа 126 юзао результат Учебной деятельности школьника зависит от уровня, 159.43kb.
• Технология развития критического мышления, 179.38kb.
• В. А. Телков Муниципальное образовательное учреждение средняя общеобразовательная школа, 97.88kb.

Формирование понятий "электрический заряд" и "элементарные частицы"

Л.С Ирлянова Школа №33, г. Саранск

Проблемное обучение позволяет наиболее полно решить задачу развития мышления учащихся. В данной работе сделана попытка показать формирова­ние логических (мыслительных) операций на проблемном уроке, посвященном изучению физических понятий "электрический заряд" и "элементарные части­цы". В методике преподавания физики установлено, что общая структура изу­чения физических явлений содержит следующие элементы:

- наблюдение явления;

- выявление характерных особенностей явления;

- установление связей данного явления с другими;

- введение новых понятий для описания явления;

- установление закономерностей, относящихся к рассматриваемому явле­нию.

Тема: Электродинамика. Электрический заряд и элементарные частицы.

Цели урока:

Обучающая: 1) изучить электрические явления; 2) сформировать понятия: электрический заряд; элементарные частицы.

Развивающая: Формирование логических операций.

Оборудование: 2 высоковольтных преобразователя, 4 электрических сул­тана, 2 электрометра, разрядник, источники постоянного тока, воздушные ша­рики.

Ход урока.

С целью формирования у учащихся представления об электромагнитных взаимодействиях, предусматривается повторение типов физических взаимодей­ствий: гравитационного, электромагнитного, сильного и слабого. Сильное и слабое взаимодействия определяют процессы в очень малых масштабах - внут­ри атомов и ядер атомов. Гравитационные и электромагнитные - наиболее рас­пространённые .

ВОПРОС.

- С каким из этих взаимодействий вы знакомы?

ОТВЕТ:

- С гравитационным.

ВОПРОС:

- По какому существенному признаку вы определяете, что эти взаимодей­ствия - гравитационные?

ОТВЕТ:

- Проявление сил тяготения между телами из-за наличия масс.

Учитель говорит, что взаимодействие между электрически заряженными телами носит название электромагнитного взаимодействия, которое ответст­венно за большинство явлений в повседневной жизни. Ясно, что невозможно описать эти явления все сразу. Поэтому поделим мир электромагнитных явлений на три раздела. В первом разделе изучим особенности взаимодействия в этом частном случае, когда источники взаимодействия - электрические заряды покоятся, как друг относительно друга, так и относительно наблюдателя. Во втором разделе мы узнаем, как меняется характер взаимодействия между элек­трическими зарядами, которые движутся с некоторой средней скоростью по электрической цепи. Этот раздел называется "Постоянный электрический ток". В третьем разделе - "Электродинамика" - мы узнаем о том, что происходит, когда электрические заряды движутся с переменной скоростью.

После этого рассказа выделяем проблему, которая должна быть решена на данном уроке. Выясним, как можно получить электрические заряды? Далее изучим, какое действие оказывают они друг на друга, когда остаются непод­вижными. Возникает проблемная ситуация и начинается ее анализ. Учитель го­ворит, что со словами "электричество", "электрический заряд", "электрический ток" учащиеся встречались много раз и успели к ним привыкнуть. Но как отве­тить на вопрос: "Что такое электрический заряд?" Формулируем противоречие. Дело в том, что понятие "заряд" - это основное, первичное понятие, которое на современном уровне развития наших знаний не сводится к каким-либо более простым понятиям.

Говорим, что на этом уроке раскроем физический смысл понятия "заряд".

Учащиеся сталкиваются с необходимостью использовать ранее усвоенные знания в новых практических условиях - проблемная ситуация первого типа.

В данном случае они убеждаются, что имеющихся знаний и умений недос­таточно для решения новых задач. И поэтому возникает противоречие между прежними и новыми знаниями. Для разрешения противоречия обращаемся к демонстрационному эксперименту.

Ход эксперимента: 2 одинаковых высоковольтных преобразователя ("Раз­ряд 1") подключены каждый к своей паре султанов. Кроме того, к преобразова­телям подключены электрометры, которые позволяют сравнить значения вы­ходных напряжений (в данном случае они одинаковы).

Учащиеся наблюдают за ходом эксперимента, анализируют его и выделяют признаки.

1. Взаимодействия электромагнитные.

2. Сила взаимодействия одинакова.

3. Султаны в каждой установке притягиваются.

4. Заряды электрометров одинаковы.

Вывод: заряды одинаковы, следовательно, сила взаимодействия одинако­вая.

Далее демонстрация несколько усложняется. Используя ту же самую уста­новку, изменим выходное напряжение на одном из преобразователей.

Учащимся дается задание проанализировать свои наблюдения. На основе анализа выделить признаки сходства в наблюдаемых явлениях и записать их:

1. Взаимодействия электромагнитные.

2. Султаны притягиваются.

3. Заряды разноимённые.

4. Электрометры зарядились.

Далее выделяем признаки отличия:

1. Заряды электрометров различны.

2. Сила взаимодействия различна.

Вывод: заряд различный, следовательно, различна и сила взаимодействия. Чем больше заряд, тем сильнее взаимодействие.

Далее вновь ставится проблема: раскрыть физический смысл понятия "за­ряд".

— Что такое заряд, как физическая величина?

ОТВЕТ:

— Заряд — это физическая величина, определяющая интенсивность (меру) электромагнитных взаимодействий.

На следующем этапе, раскрывается сущность явлений электризации, уста­навливается закон сохранения электрического заряда.

ВОПРОС:

— Вспомните первое положение молекулярно-кинетической теории. ОТВЕТ:

— Все макроскопические тела состоят из молекул и атомов.

ВОПРОС:

— Из чего состоят атомы?

ОТВЕТ:

— Из ядра и электронов.

ВОПРОС:

— Из чего состоит ядро?

ОТВЕТ:

— Из протонов и нейтронов. Протон, неШрон» электрон — элементарные частицы.

ВОПРОС:

— Имеют ли эти частицы массу?

ОТВЕТ:

— Имеют.

ВОПРОС:

— А бывает ли заряд без частицы?

ОТВЕТ:

— Нет.

Делаем вывод, что заряд - это свойство элементарных частиц и заряженных тел. Элементарные частицы, из которых состоит атом, взаимодействуют между собой.

Записываем определение: взаимодействия между элементарными частица­ми называются электромагнитными.

Проанализируем электромагнитные взаимодействия между элементарными частицами.

Анализ этого взаимодействия выявляет объективное противоречие имею­щихся знаний об элементарных частицах и необходимости описать поведение макроскопических объектов. То есть создаётся теоретическая проблемная си­туация первого и четвёртого типа, когда учащиеся не знают способа решениязадачи из-за недостаточности имеющихся знаний. Это противоречие решается только умственным поиском, пробуждающим интерес к исследованию.

ВОПРОС:

— Что происходит при взаимодействии частиц с противоположными зна­ками, одинаковыми?

ОТВЕТ:

— Притягиваются, отталкиваются.

Вывод: разноименно заряженные частицы - притягиваются, одноименно заряженные - отталкиваются.

ВОПРОС:

— Чем отличаются заряд положительный от заряда отрицательного? Между отрицательными и положительными зарядами природных различий

нет. Это обозначение принято в науке условно. И если бы знаки зарядов частиц поменяли местами, то от этого характер электромагнитных взаимодействий не

изменился бы.

Существует минимальный заряд, называемый элементарным. Величина его равна заряду электрона. Отделить часть заряда у электрона невозможно.

Каким образом макроскопические тела приобретают электрический заряд? Ведь в действительности все макроскопические тела любого вещества не име­ют заряда, так как число электронов в атоме равно числу протонов в ядре. По­лучается, что положительные и отрицательные частицы связаны в атоме, обра­зуя в атоме нейтральную систему. Обратимся к повседневным опытам по элек­тризации тел. Учащиеся затрудняются объяснить электризацию трением, по­скольку только что говорилось о нейтральном заряде атома в целом.

Вновь возникает проблемная ситуация, но уже практическая (третий тип), то есть теоретически трудно объяснить практические результаты: объективное противоречие задачи в сознании ученика превращается в проблему, в логиче­ское противоречие.

Опыты: Электризация трением (расчёска, ручка - делают ученики, учитель

- воздушными шарами).

Делаем вывод: макроскопическим телам можно сообщить заряд трением.

Приводим примеры из жизни и объясняем, что происходит между макро­скопическими телами в результате трения, и почему появился заряд у тел.

Здесь необходимо сделать вывод: в результате трения происходит электри­зация тел. Причём, небольшая часть электронов переходит из одного тела на другое и заряжает его отрицательно. Значит, заряды этих тел будут одинаковы по модулю и противоположны по знаку. А это говорит о выполнении закона сохранения электрических зарядов. То есть совместное решение проблемы учителя с учащимися путём применения особых методических приёмов посте­пенно приводит к раскрытию содержания важного закона.

Этот закон справедлив для замкнутой системы, в которую не входят извне и из которой не выходят наружу заряженные частицы.

Закон: В замкнутой системе алгебраическая сумма зарядов остаётся неиз­менной. Если заряды обозначить через qf,qb ---qn, то

q1+q2 +… +qn = const

Справедливость закона сохранения заряда подтверждают наблюдения над огромным числом превращений элементарных частиц. Этот закон выражает одно из самых фундаментальных свойств электрического заряда. Истинная причина сохранения заряда до сих пор неизвестна. Предполагается, что полный электрический заряд во вселенной равен нулю.

Закрепление:

1) Потрите стержень электроскопа ненаэлектризованной каучуковой палоч­кой. Электроскоп обнаружил заряд. Почему?

2) Почему при переливании из одной цистерны в другую бензин может вос­пламениться, если не принять специальных мер предосторожности?

3) Можно ли на концах стеклянной палочки получить два одновременно существующих разноимённых заряда?

Выводы:

а) Понятие "электрический заряд" возникло, как обобщение опытных фак­тов.

б) Величину заряда характеризует сила взаимодействия между неподвиж­ными заряженными телами.

в) В замкнутой системе справедлив закон сохранения электрического заря­да.

Итак, при решении нашей задачи, мы расчленили её на серию подзадач, за­меняли сложную задачу сходной, но более простой, чтобы затем вернуться к исходной. Формулировали противоречия, а ученики искали решение возни­кающих на каждом этапе подпроблем, воспроизводили свои знания, понимая, что их не хватает для решения новых проблем. Собственно это и является сти­мулом для поиска.