5. Урок-обобщение

Обобщение - это процесс выделения общего, существенного в рассматриваемых явлениях, фактах и событиях. Поэтому урок-обобщение посвящается систематизации изученного, определению главного в нем: основных понятий, закономерностей, применений, этапов процесса познания и т.д.

Представляем урок, на котором происходит обобщение теоретического материала.

Такой урок проводится после изучения темы <Электрический ток в различных средах>. Состоит он из трех частей.

Часть I -фронтальное повторение учебного материала по вопросам. Спрашиваю: что называется электрическим током? Какая физическая величина характеризует постоянный электрический ток? В каких единицах она измеряется? Какие условия необходимы для существования тока? К каким физическим объектам - средам - применимы эти условия? Какой должна быть установка для обнаружения и изучения электрического тока в среде? (Ответ дается в виде схемы.)

Часть II - выдвижение и решение проблемы: как протекает ток в различных средах, т. е. в металле, электролите, газе, вакууме, полупроводнике, диэлектрике? Проблему ставлю я, а ученики решают ее каждый индивидуально. Источником сведений служит учебник. Записи для удобства сравнения делают в таблицу, имеющую следующие графы: , <Среда>, <Носители свободного заряда> (подграфы <.Название>, <Причина образования>), <Зависимость сопротивления от температуры>, <Вольт-амперная характеристика>, <Практическое применение>. Вначале предлагаю просмотреть 67 <Электронная проводимость металлов> учебника (ссылки даны на издание 1984 г.) и заполнить первую строку таблицы; затем- 68, 69, посвященные электрическому току в жидкостях, и сделать запись во второй строке; далее- 70, 71 о токе в газах и заполнить третью строку; следующий шаг -просмотр 74 <Электрический ток в вакууме> и запись в четвертой строке таблицы и, наконец, последний- 77 <Электрический ток в полупроводниках> и заполнение пятой строки. (Последнюю графу-<Практическое применение> заполняют дома.) Внесенные в таблицу сведения обсуждают с классом, корректируют. Проводят беседу по получившейся таблице (табл. 18); вместе с учениками выявляю общее свойство разных сред - зависимость их сопротивления от температуры. Отмечаю при этом, что зависимость эта всюду разная.

Таблица 18

Электрический ток в различных средах

N п/п

Среда

Носители свободного заряда

Графики

Практическое применение

Название

Причина образования

- Зависимость сопротивления от температуры

Вольт-амперная характеристика

1

Металл

Электроны

Существуют в металле

2

Электролит

Ионы

Электролитическая диссоциация

3

Газ

Ионы и электроны

Ионизация

При самостоятельном разряде При несамостоятельном разряде

4

Вакуум

Посторонний источник заряженных частиц (например, катод)

Термоэлектронная эмиссия

5

Полупроводник

Электроны и

дырки

Существуют в веществе

6

Диэлектрик

Заряженные частицы

Существуют в веществе в незначительных количества

Часть III - экспериментальная работа. Обращают внимание учеников на тот факт, что вольт-амперные характеристики различных сред отличаются друг от друга; поэтому по их виду, а также по характеру зависимости сопротивления среды от температуры можно осуществить классификацию веществ. Предлагают воспользоваться этим фактом и выполнить экспериментальное задание.

Каждому ученику выдается <черный ящик> с клеммами (рис. 68), в котором скрыты какое-то вещество или элемент электрической цепи (например, резистор сопротивлением 0,5-1 кОм), электролит (раствор поваренной соли определенной концентрации), диэлектрик, электронная лампа-диод. (В качестве корпусов для <черных ящиков> взяты пластмассовые корпуса от выпускаемого промышленностью набора конденсаторов; крышку отделяют ножом, после чего вместо конденсатора впаивают необходимый прибор и крышку приклеивают на прежнее место.)

Кроме этого, каждый получает выпрямитель <Практикум>, миллиамперметр (0-50 мА), вольтметр (0-15 В), соединительные провода. Требуется разобраться в классической проблемной ситуации: снять вольт-амперную характеристику <черного ящика> в прямом и обратном направлениях, вычертить ее в тетради (в масштабе), а потом по ней установить электрические свойства среды и обоснованно ответить на вопрос о содержимом <черного ящика>. Проводя процесс <опознания>, ученики должны обратиться к заполненной ранее таблице.

Опыт работы показывает, что для учащихся труден анализ вольт-амперных характеристик резистора (рис. 69) и электролита (рис. 70).

Но ребята без особого труда устанавливают наличие в <черном ящике> проводника, хотя не могут точно определить, что именно он собой представляет: металл или электролит, поэтому часто прибегают к дополнительным методам их идентификации (например, встряхиванию). В случае такого затруднения можно предложить снять вольт-амперную характеристику прибора повторно, поместив его в полиэтиленовый мешочек, а тот - в горячую воду. У электролита сопротивление уменьшится (кривая <поднимется>), а у металла - увеличится (кривая <опустится>).

В сильном классе или группе сильных учащихся можно дать задания с более сложными <черными ящиками>, т. е. такими, в которых смонтирован один из следующих объектов: а) коммутаторная лампочка (рассчитанная на 60 В); б) терморезистор (М2К); в) резистор, последовательно включенный с полупроводниковым диодом. Вольт-амперные характеристики этих объектов показаны наглядно на рисунках 71, 72, 73.

Их анализ не совсем прост. Дело в том, что протекающий по лампочке или терморезистору электрический ток нагревает их, что приводит к изменению силы тока в цепи: уменьшению в первом случае и увеличению-во втором. Вид последней характеристики указывает на наличие в цепи элемента с односторонней проводимостью (например, полупроводникового диода); при возрастании прямого тока через диод большая часть напряжения падает на резисторе, поэтому вольт-амперная характеристика при увеличении напряжения приобретает линейный характер.

Опыт показывает, что, как правило, с экспериментальными заданиями справляются все ученики. Поскольку эти задания содержат элемент <тайны>, выполнение их проходит с большим интересом.

Еще один урок обобщения теоретического материала. Урок посвящен обобщению знаний по кинематике и проводится в конце изучения этого раздела в IX классе. Основан на самостоятельной работе учащихся с самодельными дидактическими карточками (сделаны в двух вариантах) и таблицами, учебником физики.

Он состоит из двух частей: первая систематизирует известные сведения о равномерном движении, вторая - о равнопеременном.

Сообщают ученикам, что нынешний урок-это урок обобщения, т. е. выделения общих закономерностей в физических явлениях, и одновременно повторения кинематики. На нем придется обдумывать и осмысливать разные факты, делать сравнения и на их основе - выводы. Поэтому вначале - подготовительный этап, разминка.

Первая часть работы. Ученики получают самодельные дидактические карточки типа той, что изображена на рисунке 1 цветной вклейки VI . На ней показано несколько туристических маршрутов, исходящих из одного пункта. Задание: охарактеризовать эти маршруты с точки зрения физики, найти в них сходство и различие, заполнить таблицу 19.

Таблица 19

Анализ туристических маршрутов

Номер маршрута

Характеристики маршрута

Сравнение маршрутов, т.е. что у них

Вывод

Перемещение

Траектория

общее

разное

После обсуждения формулируют выводы: 1) у групп, идущих по маршрутам 2, 4, 5, 6, 7, одинаковые перемещения, у маршрутов 1, 2, 3 перемещения разные; 2) у групп, следующих по маршрутам 6, 7, одинакового типа траектории- прямолинейные, у групп 1, 2, 3,4, 5 - криволинейные. Вспоминают, что в физике называется перемещением и траекторией, заключают: движения групп 6 и 7 прямолинейные, остальных групп - криволинейные. Первые подчиняются законам прямолинейного движения, вторые - криволинейного.

Следующий этап работы - первый основной. Учащимся раздают дидактические карточки типа рисунка 2 на цветной вклейке VI : нужно найти то общее, что характерно для изображенных на картинках а - е ситуаций. Если ученики затрудняются, то им задают наводящие вопросы, например такие: в каких случаях совершаются похожие движения? Как называются эти движения?

Ученики получают карточки типа рисунка 74. Им поясняют, что на бумажных лентах а - е зафиксированы с помощью чернильной капельницы через указанные там промежутки времени движения различных тел.

 

Рис.74

Нужно расшифровать эти записи, выявить однотипные движения и сказать, что общего у них. После выполнения задания проходит беседа. Выясняется, что движения, зафиксированные на лентах а, б, в, е, равномерные, а на лентах г, д - неравномерные; движения а, е совершаются с одинаковой скоростью, равной I см/с, а движения б, в - тоже с постоянными, но уже другими скоростями - 2 и 0,5 см/с. Вспоминают, что называется прямолинейным равномерным движением и что неравномерным.

Ученики приступают к созданию обобщающей таблицы <Прямолинейное равномерное движение>, в которую будут собраны воедино все сведения об этом виде движения и его закономерности. Делают ее на развороте тетради. В ней 6 разных по ширине столбцов, их названия пишут постепенно. Первый столбец - <Примеры>: в него записывают содержание картинок, представленных на рисунке 2 вклейки. Затем проставляют название второго столбца - <Скорость>, а в сам столбец - сведения о скорости: v = const . Пишут название третьего столбца <Перемещение>; для того чтобы заполнить его, ученикам предлагают открыть учебник ( 6 издания 1984 г.) и найти формулу для расчета перемещения; появляется запись s = vt .

Учащиеся получают еще одну дидактическую карточку-типа рисунка 75. К ней задание: выберите по графикам однотипные движения; ответьте на вопрос: что общего у них? После выслушивания разных мнений с их обоснованием выясняют, что графики а, в, д, ж характеризуют прямолинейное равномерное движение, а остальные - неравномерное, что на графиках а, ж изображено движение с одинаковой скоростью. После этого дается название еще одному столбцу таблицы - <График скорости> и туда зарисовывают вид этого графика.

Ученикам предлагают открыть учебник (7) и найти, как выглядит график зависимости координаты тела от времени для тел, совершающих прямолинейное равномерное движение. Требуется назвать соответствующим образом предпоследний столбец и внести туда чертеж графика. Получается таблица 20.

│Таблица 20

Прямолинейное равномерное движение

 

К таблице делают такое пояснение. Здесь собраны все важнейшие сведения о равномерном прямолинейном движении; все тела в технике и природе, участвующие в таких движениях, подчиняются записанным закономерностям, их объединяют и делают родственными именно эти общие свойства.

Вторая часть работы. Ученики получают сначала карточки типа рисунка 3 на цветной вклейке VI . Задание аналогично зад гнию к карточке 2: нужно сказать, что общего у движений, изображенных на картинках а-д. Затем анализируют рисунок 79. Для занимательности его можно сопроводить такими словами: <С орбитальной космической станции получены фотографии перемещений нескольких объектов; ЭВМ <перевела> эти фотоснимки в графики движения, и они поступили к вам на дешифровку и обработку информации. Как вы можете охарактеризовать эти движения? Выделите однотипные и дайте сведения о них>. Далее ученики готовят и заполняют большую (тоже на тетрадный разворот) сводную таблицу, в которой будут собраны все основные сведения о. прямолинейном равнопеременном движении. У таблицы 7 столбцов: 1 - <Примеры>, 2 - <Ускорение>, 3 - <Скорость>, 4- <Перемещение>, 5 - <График скорости>, 6-<График ускорения>, 7- <Вывод>. Для заполнения столбца 1 используют карточку (см. рис. 3 на вклейке VI ) и свои жизненные наблюдения; сведения в столбцы 2-4 берут из учебника, просматривая 12, 13, а для заполнения столбца 5 обращаются к карточке, изображенной на рисунке 79, или к 13 учебника; как заполнить два последних столбца, придумывают сами. После завершения работы таблица выглядит так, как таблица 21.

Таблица 21

Прямолинейное равнопеременное (равноускоренное) движение