Урочное планирование 07 темы «Молекулярно-кинетическая теория»
УМК «Физика 7-8-9» И.В.Кривченко


Основное содержание урока (план для учителя) Дидактические материалы
Урок 07.1.   Частицы вещества и их движение (см. § 07-а, § 07-б, § 07-в).

Макроскопические и микроскопические тела. Что такое МКТ и каковы ее основные положения. Макроскопический и микроскопический подходы.

Демонстрация опыта: «смешивание воды и спирта» (рекомендуется использовать не мензурки, а стеклянную трубку длиной около метра. Сначала в нее наливают воду, затем спирт, плотность которого меньше, и отмечают положение уровня резиновым колечком. Затем трубку аккуратно встряхивают и демонстрируют уменьшение объема).

Демонстрация опыта: «последовательное растворение краски» (рекомендуется использовать видеокамеру и видеопроектор, чтобы при сильном заднем освещении показать однородность окраски растворов всех степеней разбавленности).

Объяснения опытов с точки зрения МКТ. Виды частиц вещества: молекулы, ионы, атомы. Неизменность частиц вещества при физических процессах (противопоставление химическим).

Демонстрация модели: «броуновское движение» (важно: не рекомендуется использовать анимацию, а рекомендуется использовать именно механический прибор для моделирования броуновского движения, поскольку оно само, по сути, является механическим явлением).

Наблюдение и заслуга Р.Броуна. Объяснение броуновского движения. Диффузия в газах, жидкостях итвердых телах. Скорость движения частиц и температура. Зависимость скорости диффузии, растворения и броуновского движения от температуры. Связь температуры и кинетической энергии частиц.

Закрепление: задачи № 1аб (устно, фронтально, на слух).

Медиалекции § 07-а, § 07-б, § 07-в.

Проверялки § 07-а, § 07-б, § 07-в.

Задачи № 1аб (см. стр.33 учебника).

Рассуждалка Р 07-1.

Вычислялка В 07-1.

Домашнее задание.
• Проверялки § 07-а, § 07-б, § 07-в (в микрогруппах по назначению учителя).
• Рассуждалка 07-1 (для тех учащихся, кто не выполняет проверялки).
• Вычислялка 07-1 (всем, как повторение последней темы 7 класса).

Урок 07.2.   Взаимодействие частиц вещества (см. § 07-г).

Проверка д/з: вычислялка В 07-1 «Количество теплоты: начальный уровень» (только факт ее выполнения/невыполнения всеми учащимися класса; акцент обязательности выполнения всеми учащимися, т.к. § 07-д будет опираться на калориметрию в том числе).

Взаимодействие как действие первого тела на второе и одновременно второго на первое. Примеры из макромира.

Демонстрация опыта: «сцепление свинцовых цилиндриков» (возможна и даже рекомендуется замена или новая демонстрация: «сцепление влажных стекол»; акцент: стеклянные пластинки легко сдвинуть друг относительно друга, но очень трудно оторвать, если прикладывать силу рук перпендикулярно поверхностям).

Взаимодействие частиц веществ: их притяжение и/или отталкивание (как одного и того же вещества, так и различных веществ). Одновременность существования притяжения и отталкивания. Условие преобладания сил притяжения или сил отталкивания. Связь взаимодействия и потенциальной энергии частиц.

Демонстрация модели: «деформация изгиба объемной поролоновой губки» (рекомендуется на всех торцах губки нанести фломастером параллельные линии, это сделает наглядным сближение частей губки вокруг точки приложения силы и удаление частей губки на ее противоположной грани).

Объяснение возникновения силы упругости при деформации тел (на примере деформации изгиба) с точки зрения противоположного характера взаимодействия частиц на противоположных гранях.

Закрепление: тестилка Т 07-1 «Частицы вещества, их движение и взаимодействие» (устно, фронтально, через видеопроектор).

Медиалекция § 07-г.

Проверялка § 07-г.

Рассуждалка Р 07-2.

Тестилка Т 07-1.

Вычислялка В 07-2.

Домашнее задание.
• Тестилка Т 07-1 (обязательно).
• Вычислялка В 07-2 (в микрогруппах по назначению учителя, как повторение 7 класса).
• Рассуждалка Р 07-2 и Проверялка § 07-г (в других микрогруппах по назначению учителя, не затрагивая выполняющих вычислялку).

Урок 07.3.   Систематизирующая роль МКТ (см. § 07-д).

Проверка д/з: тестилка Т 07-1 «Частицы вещества, их движение и взаимодействие» (письменно, индивидуально, по распечаткам с fizika.ru).

Масса тела как сумма масс слагающих его частиц. Обоснование пропорциональности количеств теплот массе тела: Q=k·m, где коэффициент k может быть либо произведением сΔt (единица Дж/кг), либо удельной теплотой плавления/парообразования/сгорания (единица тоже Дж/кг). Микроскопическое истолкование макроскопического факта пропорциональности.

Демонстрация опыта: «затухающие колебания маятника Максвелла» (рекомендация: повторить опыт дважды, при повторе приклеив к диску несколько торчащих кусочков скотча, которые усилят затухание, т.е. превращение механической энергии во внутреннюю).

Закон сохранения и превращения энергии: макроскопическая и микроскопическая интерпретации сути закона. Макроскопическое (см. § 05-г) и микроскопическое (ср. § 07-д) определения внутренней энергии. Непротиворечивость двух различных определений внутренней энергии.

КЛР 07-2 «Изменение температуры смеси веществ» (кратковременная лабораторная работа, недифференцированная, неоцениваемая). Примечание: данную ЛР можно выполнить как в классе, так и дома. При домашнем выполнении этой ЛР в классе обязательна постановка заменяющего/аналогичного демонстрационного эксперимента.

Углубленный уровень: применение теоретических положений МКТ для объяснения феноменологических законов термодинамики: а) первый закон термодинамики с микроскопической точки зрения; б) второй закон термодинамики с микроскопической точки зрения.

Запас: задачи № 1вг (устно, фронтально, по книге).

Медиалекция § 07-д.

Проверялка § 07-д.

Тестилка Т 07-1 (распечатки).

Рассуждалка Р 07-3.

Задачи № 1вг (см. стр.33 учебника).

Описание КЛР 07-2.

Домашнее задание.
• Вычислялки В 07-1, В 07-2 (в микрогруппах, кроме уже выполнявших).
• Проверялка § 07-д и Рассуждалка Р 07-3 (в других микрогруппах).
• КЛР 07-2 (для желающих, по описанию на сайте).

Урок 07.4.   Кристаллические, аморфные и жидкие тела (см. § 07-е, § 07-ж, § 07-з).

Проверка д/з: заочно, по домашним письменным работам учащихся на сайте (см. электронный журнал учителя).

Кристаллические тела (поликристаллы и монокристаллы). Строение монокристаллов: дальний порядок в расположении частиц. Кристаллическая решетка. Дефекты монокристаллов. Движение частиц кристаллов.

КЛР 07-3 «Изучение поликристаллических тел» (кратковременная лабораторная работа, недифференцированная, неоцениваемая). Примечание: данную ЛР можно проводить с самыми разнообразными веществами, однако рекомендуем обязательно взять цинковые капли в кабинете химии и разломить каждую пополам плоскогубцами (на каждую парту выдается собирающая линза из набора по оптике).

Аморфные тела. Макроскопический признак аморфного тела: текучесть, сильно зависящая от температуры. Аморфное тело одновременно как твердое тело и как вязкая жидкость. Несинонимичность пар понятий: твердое тело и аморфное тело, твердое тело и кристаллическое тело. Микроскопическое строение аморфных тел в сравнении с жидкими и кристаллами. Движение частиц аморфных тел. Самопроизвольная кристаллизация аморфных тел. Принцип минимизации потенциальной энергии частиц.

Демонстрация опыта: «размягчение стеклянной палочки» (рекомендация: палочку над пламенем держать на весу; после самопроизвольного прогиба начать тянуть за концы, демонстрируя пластичность и вязкость стекла и утоньшение палочки в месте нагрева).

Жидкости. Макроскопический признак жидкого тела: текучесть, слабо зависящая от температуры. Основные свойства жидкостей: различная текучесть, постоянство объема, подчинение закону Паскаля. Микроскопическое строение жидкостей и объяснение их основных свойств. Условность представления о постоянстве объема жидкости.

Демонстрация опыта: «различная текучесть/вязкость воды и масла» (рекомендация: налить жидкости в одинаковые флаконы с одинаковыми отверстиями, перевернув флаконы, сравнить времена вытекания обеих жидкостей).

Запас: задачи № 2аб (устно, фронтально, по книге).

Медиалекции § 07-е, § 07-ж, § 07-з.

Проверялки § 07-е, § 07-ж, § 07-з.

Рассуждалка Р 07-4.

Описание КЛР 07-3.

Задачи № 2аб (см. стр.33 учебника).

Домашнее задание.
• Проверялки § 07-е, § 07-ж, § 07-з (в микрогруппах по назначению учителя).
• Рассуждалка 07-4 (для тех учащихся, кто не выполняет проверялки).
• Описание КЛР 07-3 (дооформить отчеты в тетради).

Урок 07.5.   Газообразные тела и агрегатные превращения (см. § 07-и, § 07-й).

Проверка д/з: заочно, по домашним письменным работам учащихся на сайте (см. электронный журнал учителя).

Разновидности газов: различия их физических и химических свойств. Строение газообразных тел (при обычных условиях: температура, давление). Объяснение существования давления газа и его зависимости от температуры. Объяснение хорошей сжимаемости газа и подчинения закону Паскаля.

Демонстрация опыта: «почти 100%-ное сжатие газа» (рекомендация: использовать стеклянный толстостенный шприц старой конструкции; его поршень можно вдавить даже силой руки почти на 100% от объема цилиндра; обсудить связь со значительным превосходством межмолекулярных расстояний по сравнению с размерами молекул).

Схема уточненных названий агрегатных состояний и агрегатных превращений (кристалл вместо твердого тела, газ и пар как синонимы, существование сублимации). Конденсированные среды: твердые тела и жидкости как противопоставление газообразным средам (сравнение типичных плотностей газов и конденсированных сред).

Демонстрация опыта «бурное парообразование при кипении воды» (рекомендация: использовать теневую проекцию на белый экран; вода, кипящая в колбе с узким соплом, создает на выходе из него невиддимый пар; на некотором удалении от сопла невидимый пар становится видимым туманом, т.е. водой в мелкодисперсном состоянии, которое в просторечии ошибочно называют паром).

Изменения кинетических и потенциальных энергий частиц при агрегатных превращениях. Теплообмен с внешней средой (тепловыделение/теплопоглощение) как обязательное условие агрегатного превращения любого вещества.

Закрепление: тестилка Т 07-2 «Твердые, жидкие и газообразные вещества» (устно, фронтально, через видеопроектор).

Запас: задачи № 2вг (устно, фронтально, по книге).

Медиалекции § 07-и, § 07-й.

Проверялки § 07-и, § 07-й.

Тестилка Т 07-2.

Задачи № 2вг (см. стр.33 учебника).

Домашнее задание.
• Тестилка Т 07-2 (обязательно).
• Рассуждалка 07-4 (в микрогруппах для тех учащихся, кто не выполнял на предыдущем уроке).
• Проверялки § 07-и, § 07-й (в других микрогруппах по назначению учителя).

Урок 07.6.   Насыщенный пар и влажность воздуха (см. § 07-к, § 07-л).

Проверка д/з: заочно, по домашним письменным работам учащихся на сайте (см. электронный журнал учителя). Примечание: сдача теста будет организована на уроке контрольной работы позднее.

Ход эксперимента, приводящего к понятию насыщенного пара. Динамическое равновесие между паром и жидкостью (в т.ч. насыщенным паром и жидкостью). Давление насыщенного пара. Табличные значения давлений насыщенных паров для некоторых пар жидкость/газ. Особенности применения терминов газ и пар.

Демонстрация приборов: «волосяной гигрометр, аспирационный психрометр и психрометр Августа» (рекомендация: провести демонстрацию эвристически, например, вызвать трех учеников к столу учителя, одновременно с выдачей им трех приборов спроецировать на экран психрометрическую таблицу; устроить соревнование учащихся 1-2-3 рядов: кто быстрее сообразит как пользоваться таблицей и верно подсчитает относительную влажность воздуха в классе).

Относительная влажность как величина, характеризующая степень близости водяного пара к насыщению. Как интерпретировать краевые случаи: влажность 0% и влажность 100%. Физиологические и технологические последствия наличия низкой и/или высокой влажности воздуха. Принцип действия гигрометра и психрометра.

Закрепление: задачи № 8абв (устно, фронтально, по книгам).

Медиалекции § 07-к, § 07-л.

Проверялки § 07-к, § 07-л.

Рассуждалка Р 07-5.

Задачи № 8абв (см. стр.35 учебника).

Домашнее задание.
• Проверялки § 07-к, § 07-л (в микрогруппах по назначению учителя).
• Рассуждалка Р 07-5 (в других микрогруппах).
• Задачи № 8абв (дооформить в тетради).

Урок 07.7.   Подготовка к контрольной работе.

Проверка д/з: заочно, по домашним письменным работам учащихся на сайте (см. электронный журнал учителя).

Решение задач на усмотрение учителя по образцу задач нарастающей сложности репетиционного варианта контрольной работы (по подтемам: количество теплоты, первый закон термодинамики, влажность воздуха). Рекомендация: по-прежнему не все расчетные задачи решать количественно, а лишь записать «дано» и вычертить графики. Рекомендуемые подборки задач по теме 07 и «генератор карточек» самостоятельных работ см. здесь – www.fizika.ru/zadachki/index.php?theme=07

Опубликовать репетиционный вариант контрольной работы (вывесить на информационном стенде в классе и/или предоставить ссылку на интернет-ресурс).

Задачи № 3аб, 4аб, 5аб, 6аб (см. стр.34 учебника).

Репетиционный вариант к/р.

Вычислялка В 07-4.

Домашнее задание.
• Репетиционный вариант к/р (обязательно).
• Подготовиться к сдаче тестилки Т 07-2 (повторение).
• Вычислялка В 07-4 (для желающих).

Урок 07.8.   Контрольная работа.

Проверка д/з: тестилка Т 07-2 «Твердые, жидкие и газообразные вещества» (письменно, индивидуально, по распечаткам с fizika.ru).

Письменная контрольная работа: решение текстовых задач и задач-графиков (по подтемам: количество теплоты, первый закон термодинамики, влажность воздуха).

Методические замечания. 1. Поскольку задачи по количеству теплоты уже контролировались заданиями-вычислялками в количественном аспекте, в данной контрольной работе будет достаточным требовать только записать «дано» и вычертить графики (как мы уже неоднократно проделывали на уроках). 2. Это не касается задач на первый закон термодинамики (в таких задачах особое внимание обращаем на знаки теплоты и работы, а не только на конечный ответ). 3. Задачи по влажности также должны быть доведены до количественного ответа (одной задачи в варианте достаточно).

Тестилка Т 07-2 (распечатки).

Карточки вариантов к/р.

Конспект теоретического материала (см. стр.32 учебника).

Задачи № 7абвг (см. стр.35 учебника).

Домашнее задание.
• Конспект теоретического материала (наизусть).
• Задачи № 7абвг (для претендующих на «отлично» в четверти).

Урок 07.9.   Резерв.

Проверка д/з: взаимоконтроль в микрогруппах по конспекту теоретического материала; в это время учитель заслушивает и консультирует всех выполнивших задачи № 7абвг.

Примечание: урок проводится, только если прогнозируется достаточное предканикулярное число уроков, чтобы успеть завершить следующую тему 08 «Электронно-ионная теория». Урок 08.8 «ЛР Инструктаж по электрооборудованию» проводится в обязательном порядке в доканикулярное время, чтобы в следующей 2й четверти 1го полугодия полностью завершить изучение электрического тока и успеть провести контрольную работу.

Конспект теоретического материала (см. стр.32 учебника).

Домашнее задание.
• ДЛР 07-1 (для желающих).

Общеметодические рекомендации к теме 07

Это первая тема в курсе физики 8 класса нашего УМК, и первая в школьном курсе физики, где только одна (и притом не обязательная) формула, соответственно, нет обязательных расчётных задач. Это прекрасная возможность порешать расчётные задачи на повторение понятия «количество теплоты». А таких задач, как мы знаем, очень много и самых разных, от элементарных до олимпиадных.

Изучение «молекул» не в начале 7 класса, а в начале 8-го, имеет несколько «минусов», но гораздо больше «плюсов». Остановимся на них подробно.

1. За курс 7 класса учащиеся накопили огромный багаж знаний о механических и тепловых свойствах веществ: а) плотности газов превосходят плотности жидких и твёрдых тел в 100-1000 раз; б) давление распространяется по жидкостям и газам; в) давление газа существует само по себе, без гравитации и при возрастании температуры возрастает; г) газы обладают массой; д) работа силы трения скольжения приводит к возрастанию температуры тела; е) существует внутренняя энергия тел; ж) количество теплоты пропорционально массе; з) при плавлении и кипении теплота поглощается телом, но его температура не меняется.

2. Именно в 8 классе начинается изучение химии, где понятия атома и молекулы могут быть введены именно научно, в отличие от физики. Следовательно, при изучении «молекул» в начале 8 класса гораздо больше предпосылок, что эта тема станет системообразующей для обобщения и, конечно, объяснения многих фактов, изученных за курс нашего 7 класса. Итак, обобщение уже изученных механических и тепловых свойств макроскопических тел с высоты МКТ – главная задача этой темы.

3. МКТ – это не теория-служанка, а самостоятельный раздел физики, опирающийся на понятия массы частиц, сил взаимодействия, кинетических и потенциальных энергий частиц, внутренней энергии всего тела. Как же можно полноценно изучать полноценный раздел физики, не имея в начале 7 класса знаний о силах и видах энергии? Поэтому мы и предлагаем подождать до начала 8 класса, когда все названные понятия уже изучены, и могут быть применены для понимания сути атомно-молекулярного учения.

Теперь несколько частнометодических рекомендаций.

Из нашего опыта известно, что учителя традиционно предлагают учащимся выполнить дома опыт по наблюдению диффузии. Это, конечно, хорошо, но этот опыт требует нескольких дней-недель наблюдения, поэтому в глазах ребятишек теряет эмоциональную окраску, очень важную для поддержания интереса. Мы предлагаем в обязательном порядке предложить им проделать дома: а) опыт по смешиванию воды и спирта (для этого лучше использовать не мензурки, как описано в § 07-б, а тонкую и длинную стеклянную или пластмассовую трубку, отмечая на ней фломастером высоту воды + спирта, а затем их смеси при встряхивании трубки), а также, б) опыт с последовательным растворением краски в воде (сейчас у многих есть видеокамеры с сильным оптическим зумом, и можно прекрасно отснять бледность, но равномерность окраски последнего раствора с большим увеличением). Отснятое видео следует показать в классе, предварительно устроив конкурсный отбор. Эмоции обеспечены!

На третьем уроке предлагается углубленный уровень изучения теории: а) первый закон термодинамики с микроскопической точки зрения; б) второй закон термодинамики с микроскопической точки зрения. Несмотря на нетрадиционность этих вопросов для основной школы, они совершенно не сложны для понимания учащимися, которые уже знакомы с понятиями кинетической и потенциальной энергий.

При изучении § 07-е «Кристаллические тела» и § 07-ж «Аморфные тела» рекомендуем организовать фронтальное наблюдение моно- и поли-кристаллов. Их можно позаимствовать на время урока в кабинете географии (из коллекции минералов), а также попросить у учителя химии десяток цинковых «капель-плюшек» (их в кабинете химии всегда в достатке). Разломив каждую «каплю-плюшку» прямо на уроке физики перед классом плоскогубцами, и, выдав на каждую парту собирающую линзу из набора для лабораторных работ по оптике, вы организуете прекрасное наблюдение в лупу поликристаллической структутры излома цинка на каждой парте. Также рекомендуем запастись свежими (аморфными) и засахарившимися (с образовавшимися кристалликами) леденцами, и рассмотреть их изломы. Высокая наглядность и эмоции обеспечены!

И в заключение – из истории методики преподавания физики в СССР.

Авторы ставшего уже классическим учебника физики (см. например, А.В.Перышкин, Н.А.Родина, Физика 6-7, изд. 6, 1984 г) предполагали такие внутрипредметные связи материала темы «Первоначальные сведения о строении вещества» в других темах курса 6-го (сейчас 7-го) класса:

§ 26. Выражение плотности вещества через массу молекулы.
§ 37. Силы взаимодействия молекул и явление смачивания.
§ 40. Давление газа.
§ 41. Передача давления жидкостями и газами.
§ 42. Свободная поверхность жидкости.
§ 47. Существование воздушной оболочки Земли.

В других параграфах сведения о строении вещества никак не применяются. Следовательно, эти параграфы и составляли прочность внутрипредметных связей понятия «молекула» в 7 классе. Однако в последующих изданиях (см. например, изд. 12, 1993 г) три из этих шести параграфов были убраны, а преподавание последнего в ежегодных методических рекомендациях было сочтено необязательным (поскольку там объясняется недостижимость молекулами воздуха второй космической скорости). Таким образом, четыре из шести запланированных авторами внутрипредметных «мостиков» не выдержали проверку временем. Это мы тоже считаем подтверждением целесообразности изучения «молекул» именно в начале 8 класса.

© 2014. Кривченко Игорь Викторович (г. Москва)