Урок-исследование в 7-м классе Действие жидкости и газа на погруженное в них тело

Цели урока:

  • Образовательные:
  • активизировать знания учащихся о причинах возникновения давления жидкости и газа,
  • создать условия для овладения учащимися понятием выталкивающей силы, знания о направлении действия выталкивающей силы,
  • помочь учащимся установить качественную зависимость выталкивающей силы от объема погруженной части тела и плотности жидкости или газа;
  • продолжить работу по формированию навыков научного познания мира,
  • создать условия для овладения учащимися эвристическим методом представления наблюдаемого явления – методом графических образов.
  • Развивающие:
    • развивать экспериментальные умения, навыки логического мышления, умение обосновывать свои высказывания, делать выводы, выделять главное, представлять информацию в различных знаковых системах,
    • развивать у учащихся интерес к познанию законов природы и их применению;
    • развивать умение проводить рефлексию своей деятельности.
  • Воспитательные:
    • создать условия для приобретения убежденности учащихся в познаваемости окружающего мира,
    • приучать учащихся к доброжелательному общению, взаимопомощи, к самооценке.

    Оборудование и ТСО: компьютер, проектор, экран, электронная презентация (Приложение 3), таблицы, аквариум, теннисный мяч, два яблока: красное и зеленое, динамометр, мензурка, отливной стакан, вода пресная, вода соленая, картофель, тела одинаковой массы, но разного объема, тела одинакового объема, но разной массы.

    Комплект для учащихся: мензурка, карандаш, динамометр, отливной сосуд, груз, тезисный план урока, лист для фиксирования целей; задания для организации независимой практики, диагностический тест.

    Ход урока

    1. Безоценочный этап — 3 мин

    Назначение: обеспечение готовности учащихся к совместной деятельности, «разогрев», создание положительного настроя на урок.

    Чтобы настроить ребят на быструю смену видов деятельности, сконцентрировать внимание, способствовать развитию быстроты реакции, скорости и гибкости мышления, придать дух соревновательности, можно предложить учащимся необычную разминку.

    Перед началом разминки ученикам дается установка примерно такого содержания:

    - Ребята, вам будет предложена серия довольно простых вопросов. Однако работа усложняется тем, что ее придется выполнять в высоком темпе. Ваша задача: прослушав очень внимательно каждый вопрос, как можно быстрее дать на него четкий ответ.

    После этого работа должна проходить в форме учебного диалога. Учащиеся могут отвечать и хором, не поднимая рук (цель: кто быстрее). Каждый вариант решения оценивается учителем, обращается внимание на ошибки, неточности, вскрываются причины их возникновения. Обучение должно быть победным: негативные оценки давать не следует, наоборот, нужно вселять уверенность в том, что все препятствия преодолимы. Возможные варианты вопросов:

    • Какой сегодня день недели?
    • Сколько дней в нынешнем месяце? А в июле столько же?
    • Как зовут папу вашей мамы?
    • Какой по счету в году нынешний месяц?
    • Сколько концов у двух палок? А у двух с половиной?
    • Кто говорит на всех языках?
    • До каких пор волк в лес бежит?
    • Быстро назовите 5 имен мальчиков.
    • Даны числа 50, 25, 40, 15, 10. Каждое из них уменьшите на пять. Уменьшите в пять раз. Быстро произнесите ответ.

    Упражнение на развитие внутренней визуализации

    Предлагаем ребятам закрыть глаза и представить ягоду клубники. Дети должны рассмотреть ее внимательно, отметить цвет, размер, форму, посмотреть сверху, затем поднять повыше и разглядеть снизу. А теперь начните вращать. Попробуйте изменить цвет. Теперь пусть дети поделятся своими впечатлениями. Какие образы у них возникают?

    Это упражнение очень хорошо настраивает детей на восприятие новой темы.

    Теперь просим их представить сочное красное яблоко…

    И неожиданно, помещаем заранее приготовленное яблоко в аквариум! Что мы видим? Оно плавает! Достаем зеленое яблоко и тоже помещаем его в аквариум. Оно тонет! В чем дело? Намеренно подводим учащихся к выдвижению гипотезы, о том, что возможно причина в цвете? Даем время ребятам высказать свои предположения, скорее всего, учащимися будет озвучена гипотеза о влиянии воды на погруженное тело.

    Совместно с учащимися формулируем учебную задачу: выяснить, как влияет жидкость на тело, погруженное в неё.

    Озвучиваем тему занятия, помогаем учащимся сформулировать и зафиксировать личностные цели изучения данной темы: какую цель вы ставите перед собой на этот урок? Чему каждый из вас хочет научиться сегодня? Что этот вопрос значит именно для вас?

    Общие цели записываем на доске, ребята дополняют своими целями.

    Тема занятий Личная цель Планируемый результат Достигнута цель или нет

    Научиться …
    Узнать…
    Применить…

    Работа по заполнению листка активности ведется на протяжении изучения всей темы. Это поможет ребенку развить свои рефлексивные умения, поскольку он будет продумывать к каждому занятию не только цели и планируемый результат, а также виды деятельности, которые являются наиболее эффективными именно для него. (Приложение 1)

    Напоминаем учащимся, что основными этапами научного познания мира являются следующие:

    • Наблюдение, эксперимент
    • Выдвижение гипотезы
    • Проверка гипотезы экспериментом
    • Выбор наиболее вероятной гипотезы и её обоснование
    • Теоретические расчеты

    2. Этап изучения нового (повторяются все этапы научного познания)

    Предлагаем провести эксперименты по обнаружению выталкивающей силы:

    1. Охарактеризуйте поведение карандаша внутри жидкости: опишите, что произойдет с карандашом, если его погрузить в мензурку и быстро отпустить?
    2. Вывод: если карандаш начал двигаться, значит, на него подействовала сила. Карандаш (или теннисный шарик) движется вверх, значит, эта сила направлена вверх.

    3. Пронаблюдайте, как измениться растяжение пружины, если прикрепленный к ней груз опустить в жидкость. Опишите, что вы видели?
    4. Вывод: тело становиться легче в воде! А если опустить груз в соленую воду? Проверяем…
      Насколько же легче становится груз в воде?

    Вес тела в воздухе Вес в пресной воде Разность показаний в воздухе и воде
    Вес тела в воздухе Вес в соленой воде Разность показаний

    Сравнивая показания, учащиеся убеждаются, что в воде тело становиться легче.

    Повторяем вместе с учащимися этапы наших действий, приходим к выводу, что это и есть та сила, с которой вода выталкивает тело:

    • Нашли вес тела в воздухе
    • Нашли вес тела в воде
    • Вычислили разность показаний динамометра = выталкивающая сила

    Предлагаем учащимся выяснить, от чего зависит выталкивающая сила?

    Активизируем знания через систему вопросов, сопровождая ответы учащихся видеорядом:

    • Как распределяется давление внутри жидкости под действие силы тяжести?
    • Чем объясняется увеличение давления жидкости с глубиной?
    • Как распределяется давление в жидкости на одном и том же уровне?

    Демонстрационный эксперимент (проводит ученик, по желанию)

    Оборудование:

    1) стакан с водой, динамометр, два тела одинаковой массы, но разного объема.
    Сравниваем разности веса двух тел одинаковой массы, но разного объема, в воздухе и воде. Зависит ли и как величина выталкивающей силы от объема?

    2) рычажные весы, на них уравновешены эти грузы, два стакана с водой.

    Нарушится ли равновесие весов, если грузы опустить в воду? Если в стакан насыпать соль?

    Учащиеся вспоминают, что если они надевают спасательный жилет, или надувной круг, то они не тонут в воде, даже если не умеют плавать

    Вывод: величина выталкивающей силы зависит от объема, чем больше объем тела, тем больше выталкивающая сила (выводы появляются на доске, дублируются на слайдах)

    В результате, учащиеся убеждаются, что на тело, погруженное в жидкость, действует выталкивающая сила, направленная вверх, величина этой силы зависит от объема тела и жидкости, в которую его погружают. (от её плотности)

    Предлагаем новую проблему: бывает ли такой случай, когда тело всплывает в воздухе? Проверяем, отпустив воздушный шарик, надутый гелием.

    Учительская презентация нового материала в режиме диалога с учащимися (Модель 66 «Подготовка к ЕГЭ», под ред. Ханнанова)

    Исторический факт: открытие Архимеда

    Сила, которая выталкивает тело из жидкости или газа, называется выталкивающей, или архимедовой силой. Значение этой силы древнегреческий ученый Архимед установил примерно за 250 лет до н.э.

    По преданию, сиракузский царь Гиерон поручил ювелиру изготовить золотую корону. Когда корона была изготовлена, у царя возникло подозрение, что часть золота заменили равной по массе частью серебра. Как Архимеду удалось разоблачить ювелира:

    Взял корону Гиерон,
    оглядел со всех сторон…
    Чистым золотом сверкает…
    Но ведь всякое бывает,
    и добавить серебро
    можно к золоту хитро,
    а того и хуже – медь
    (если совесть не иметь)…
    Не желал терпеть урон
    Наш известный Гиерон.
    И позвал он Архимеда…
    Началась у них беседа.

    Вот корона, Архимед.
    Золотая или нет?
    Чистым золотом сверкает,
    Но ведь, знаешь, все бывает,
    и добавить серебро
    можно к золоту хитро,
    а того и хуже – медь
    если совесть не иметь…
    Честно ль сделана работа?
    Золота? Иль позолота?
    Нужно все определить,
    Но корону – не пилить!
    И задумался ученый:
    Что известно? Вес короны.
    Ну, а как найти объем?
    Думал ночью, думал днем,
    И, однажды, в ванне моясь,
    Погрузил себя по пояс:
    На пол вылилась вода…
    Догадался он тогда,
    Как найти объем короны!
    И помчался к Гиерону-
    Не обут, и не одет,
    Знаменитый Архимед.

    Эврика, раскрыл секрет!
    Наш воскликнул Архимед…
    Как вышел из этой ситуации ученый?

    Можно предложить учащимся найти описание решения этой проблемы дома.

    3. Для организации обратной связи используем заранее заготовленные листы обратной связи:

    • Показать на опыте как вода выталкивает картофель
    • Определить выталкивающую силу на опыте
    • Зависит ли выталкивающая сила от глубины погружения?

    Проверяем правильность ответа, работая с интерактивной моделью 66. (Приложение 4)

    4. Для организации независимой самостоятельной практики учащихся, организуем групповую дискуссию по предложенным вопросам:

    • Собака-водолаз легко вытаскивает тонущего из воды, но на берегу не может сдвинуть его с места. Значит ли это, что на суше на человека действует меньшая сила тяжести, чем в воде?
    • Где легче научиться плавать — в реке, или в море? Почему?
    • Если в стакан с газированной водой опустить виноградинку, то она сначала утонет, а потом будет всплывать. Означает ли это. Что выталкивающая сила, действующая на виноградинку, изменялась, или изменилась сила притяжения?

    5. Самоконтроль и самооценка

    В чем я разобрался? Доволен ли я? Что мне понравилось сегодня на уроке?
    Прописать в тетради.

    6. Подведение коллективных итогов. Рефлексия

    7. Домашнее задание

    На выбор, в зависимости от своей успешности на уроке.

    8. Завершение урока

    Тест для выяснения картины затруднений на 3-4 мин (Приложение 2)

    Следующий: