Методическая разработка урока по физике «Мы строим дом» по теме «Количество теплоты»

Методическая разработка урока «Мы стоим дом» по теме «Количество теплоты»

Автор: Чинёнова Ирина Сергеевна, преподаватель государственного автономного образовательного учреждения среднего профессионального образования Свердловской области «Уральский политехнический колледж», г.Екатеринбург

Аннотация

В данной методической разработке представлены учебно-методические рекомендации по организации и проведению итогового занятия по физике по теме «Основы термодинамики. Количество теплоты» для студентов 1 курса Уральского политехнического колледжа. В данной разработке представлена одна из форм организации метода проектов, с использованием информационных и игровых технологий.

1 Введение

Модернизации Российского образования предполагает необходимость существенных изменений в системе образования, ускорение темпов развития общества, расширение возможностей политического и социального выбора, что вызывает необходимость повышения уровня готовности граждан к такому выбору. Современное общество требует творчески развитых работников, глубокого знания ими научно-технических и экономических основ производства, сознательного, творческого отношения к труду.

Роль курса физики в СПО при решении этих задач особенно велика, так как в нем излагаются основы науки, современные достижения которой определяют характер и основные направления научно-технического прогресса, а при его изучении открываются большие возможности для развития творческих способностей студентов, формирования их интереса к проблемам, важным для ускорения НТП.

Создание модели профессионального образования, которая реализуется в Уральском политехническом колледже, является средством реализации в подготовке качественного специалиста. Согласно государственным требованиям ФГОС СПО специальности «Теплоснабжение и теплотехническое оборудование», выпускник должен

осознать себя и свое место в современном обществе;

быть способным к самостоятельным действиям в условиях неопределенности;

быть готовым к проявлению ответственности за выполняемую работу;

уметь применять информационные технологии для решения профессиональных задач;

быть способным организовывать свой труд, готовым к применению компьютерной техники в сфере профессиональной деятельности;

быть готовым к постоянному приобретению новых знаний.

В связи с сокращением количества учебных часов (модернизация образования предполагает разгрузку содержания образования и увеличение часов на самостоятельную работу студентов) возникает необходимость внедрения в учебный процесс инновационных технологий и методик, помогающих студентам в социализации, раскрытии творческого потенциала, развитии самостоятельности. Такие методики позволяют не только развить креативную личность, но уже на I курсе сформировать у студентов стремление к получению данной специальности, поднять ее престиж, показать прикладное значение физики в быту и промышленности.

Одной из «новых старых» (или хорошо забытых) методик обучения является работа над учебными проектами. Разновидностью проектов являются ролево-игровые проекты. В таких проектах участники принимают на себя определенные роли, обусловленные характером и содержанием проекта, особенностью решаемой проблемы. Результаты таких проектов могут намечаться в начале проекта, а могут вырисовываться лишь к его концу. Степень творчества здесь очень высокая, но доминирующим видом деятельности все-таки является ролевая игра.

В данной методической разработке урока представлена одна из возможных форм организации ролево-игрового проекта по физике для студентов СПО I курса.

2 Технологическая карта урока

Дисциплина: физика

Специальность и группа: специальность 1006 «Теплоснабжение и теплотехническое оборудование», Т-196

Тема: Основы термодинамики. Количество теплоты.

Тип занятия: занятие по закреплению изучаемого материала

Форма занятия:Коллективная

Вид занятия:Урок-креативная игра «Мы строим дом»

Метод обучения: Элементы метода проектов, учебно-деловая игра(УДИ)- частный случай интерактивного метода и его модификация– имитационная ролевая игра

Цели занятия:

Обучающая (учебная): закрепить понятие о количестве теплоты и способах ее расчета, повторение основных уравнений для составления теплового баланса.:

Развивающая:Развитие монологической речи, выявление творческого потенциала студентов, формирование навыков творческого мышления, познавательных умений.

Воспитательная:Вызвать заинтересованность в получении специальности, формирование положительного отношения к будущей профессии, активизировать самостоятельную работу студентов, формирование умений работы в команде, воспитание чувства долга, ответственности, воспитание аккуратности.

Задачи занятия:

студент должен иметь представление:об основных понятиях динамики и термодинамики

студент должен знать:понятия «сила», «масса», «термодинамическая система», «термодинамический процесс» «внутренняя энергия», «удельная теплоемкость», «удельная теплота сгорания топлива», «удельная теплота плавления», способы изменения внутренней энергии

студент должен уметь:решать задачи на расчет теплоты в различных термодинамических процессах, использование законов Ньютона, определение КПД двигателей и тепловых машин

Внутрипредметные связи: Основные понятия динамики, законы Ньютона.

Межпредметные связи:

Обеспечивающие: математика, информационные технологии, экология

Обеспечиваемые: спец дисциплины: котельные установки, ТОТ, экологические основы природопользования, экономика отрасли

Структура занятия

3 Основная часть.

Подготовительный этап

За неделю до занятия группе дается задание (задания лучше выдавать лидерам, наиболее активным студентам).

Набрать себе команду (не менее 10 человек, в группе наиболее оптимально создавать не более 3 команд)

Команда – это строительная фирма, которая разрабатывает проекты индивидуальных домов, составляет расходные строительные сметы, проектирует системы отопления и др. Каждый участник команды выбирает себе роль:

директор фирмы;

художник-архитектор (дизайнер);

инженер-расчетчик;

инженер-теплоизолировщик;

котельщик;

печник;

отопитель-расчетчик;

экономист-счетчик;

экономист теплоэнергетик;

эколог.

Представить свою строительную фирму:

название;

девиз;

эмблема;

«история существования»;

основные стратегии развития фирмы, направления работы;

компьютерная презентация фирмы;

обеспечить каждого члена фирмы отличительными знаками (бейдж).

Представление фирмы 5-7 минут.

За несколько дней до урока, когда команды сформированы, выдается домашнее задание фирмам

Задание командам

На рынке строительных материалов выяснить:

Какие бывают виды кирпичей, из какого материала их изготавливают, какой структуры бывают кирпичи? (можно взять рекламные проспекты, прайс-листы)

Какие бывают окна, виды стеклопакетов, из каких материалов их изготовляют?

Какие бывают виды кровельных материалов. Выяснить, какие из них лучше по теплоизоляционным свойствам.

Задание художникам-архитекторам

Создать эскиз, чертёж дома (на листе формата А1 или в формате презентации PowerPoint).

Каждой команде даются собственные входные данные, например:

А) Площадь основания дома 200 м², в доме должно быть 2 этажа. 5 комнат, кухня, санузел, камин. Высота потолков 3 м.

Б) Площадь основания дома 150 м², в доме 1 этаж, 3 комнаты, кухня, санузел, камин. Высота потолков 3 м.

В) Площадь основания дома 250 м², в доме должно быть 2 этажа. 5 комнат с санузлами каждая, гостиная с камином. Высота потолков 3 м.

Задание котельщикам

Создать проект и начертить эскиз (на листе формата А1 или в формате презентации PowerPoint) системы отопления дома отдельным котлом (где нужно расположить этот котел, какой вид топлива будет использоваться, какие виды теплопередачи будут использоваться в данной системе отопления)

Задание печникам

Создать проект и начертить эскиз (на листе формата А1 или в формате презентации PowerPoint) камина.

Необходимо также подготовить раздаточный материал с заданиями, в которых студенты, используя физические формулы, рассчитывают основные физические величины, связанные с количеством теплоты и другими видами теплопередачи (см. приложение 1),

Провести жеребьевку для определения последовательности выступления команд

Ход урока. Игра

Для обеспечения урока необходимы ТСО: ПК, мультимедийный проектор или плазменная панель, проигрыватель СD.

Организационный момент, актуализация темы, мотивация

Преподаватель:

Урок посвящен закреплению материала по теме «Виды теплопередачи, количество теплоты»

Семья, род, страна – каждое объединение стремится к миру, улучшению жизни. Семья поставлена в основание единения людей. Только крепкое основание, то есть фундамент, сможет выдержать многоэтажное строение. Поэтому возрождение человеческого общества возможно только на основе возрождения семьи. Человек, у которого есть дом, устроенный быт, трудится на благо Родины.

Все мы граждане нашей великой России.

Гражданин с большой буквы – это порядочный человек, хороший семьянин, компетентный специалист.

Сегодня у вас есть возможность выступить в роли состоявшегося специалиста и продемонстрировать знания и умения, которые предъявляются к выпускнику специальности «Теплоснабжение и теплотехническое оборудование» в качестве квалификационных требований.

«Мы строим дом» - это учебно-деловая имитационная игра.

Цель нашего занятия: используя метод проектов, в игровой форме закрепить понятие о количестве теплоты, разработать основу проекта жилого дома и выяснить, какие теплотехнические расчеты нужны для его реализации, и по возможности выполнить их, используя физические формулы, тем самым осознав роль физики как учебной дисциплины в системе специальных дисциплин.

Введение в игру

Каждая команда представляет собой строительную фирму, среди которых предварительно был проведен тендер на выполнение определенного заказа.

Оценивать вашу работу будет экспертный совет в составе:

(представление жюри, в жюри были приглашены преподаватели специальных дисциплин данной специальности, преподавателей, ведущих курсовые и дипломные проекты на специальности1006 «Теплоснабжение и теплотехническое оборудование»)

Презентация фирм

Давайте познакомимся с фирмами и их командами.

(идет презентация фирм в порядке, установленном предварительной жеребьевкой; представление фирм сопровождается компьютерными презентациями (см. Приложение 2).

Расчет строительного проекта

По результатам тендера фирмы выполняют определенный заказ. Им необходимо разработать и составить основные технические и теплотехнические расчеты дома.

Директора фирм! Получите задания и приступайте к расчетам, в вашем распоряжении 30 мин.

(студентам выдаются задания, черновики для расчетов и бланки для ответов (см. Приложения 3,4)).

Уважаемые сотрудники фирм, я всем желаю успешного выполнения работы!

Уважаемые гости, в любом проекте дома должны быть строительные, теплотехнические, экономические, экологические расчеты, которые сейчас выполняют наши фирмы. Каждый сотрудник фирмы выполняет задание согласно своему статусу в команде.

(студенты получают задания, а преподаватель в это время комментирует эти задания с презентацией (см. Приложение 5)

Защита проектов

Время вышло. Мы приступаем к защите проектов.

(идет защита проектов; студенты представляют свои проекты домов и расчетов; расчеты в письменном виде сдаются экспертной комиссии;)

Спасибо за выступление фирмам.

Подведение итогов

Мы с вами, уважаемые студенты и гости, прослушали защиты всех проектов.

Экспертный совет приступает к подведению итогов

Директора фирм приступают к своей непосредственной обязанности: распределению заработной платы. Как всегда, ваша зарплата – это ваши оценки. Не забывайте учитывать КТУ (коэффициент трудового участия каждого сотрудника)

Для подведения итогов слово предоставляется экспертам

(Определение победителя, вручение гранда, вручение грамот, номинаций см. приложение 6)

Благодарю за работу Вас, уважаемые эксперты!

Благодарю за работу директоров и сотрудников фирм.

Сегодня мы строили дом для семьи, друзей, а семья – это ячейка нашего общества, государства!

Граждане! Служите Родине и знайте, что вы пришли в этот мир выполнить великий долг.

И помните – чем больше счастливых людей в стране, тем счастливее наша Россия!

Я предлагаю закончить наш урок песней-гимном вашей группы (см. Приложение 7)

До свидания!

4 Приложения

Приложение 7

Песня теплотехников (на мотив «Шаланды полные кефали…»

Сюда мы долго поступали,

Сказать мы можем лишь одно:

Мы теплотехниками станем,

Чтоб людям подарить тепло.

Специальность мы не выбирали,

Мы скажем только вот о чем:

В руках с рожденья мы держали

Отвертку с разводным ключом.

Припев:

Мы теперь студенты - это классно!

Посмотрите вы сейчас на нас,

Ведь названье группы нашей славной

Верьте, прогремит еще не раз!

С утра, заметив первый лучик,

Вся теплотехника спешит,

Чтоб в колледже загрызть научный

Теплотехнический гранит.

Нам легкой жизнь не обещали,

Ничто не остановит нас

«Не пропадем!» - мы так сказали

Ведь наша группа - просто класс!

Припев.

Мы первокурсники уж месяц

Сказать мы можем: «Мы из тех

Кто прославляет наш любимый,

Наш славный, дружный Политех».

Сюда мы долго поступали

Сказать мы можем лишь одно:

«Мы просим, чтоб нас уважали,

А то вам не дадим тепло!'

Припев.

Приложение 6

Номинации:

Лучший экономический расчет;

Лучший теплотехнический расчет;

Самая яркая презентация фирмы;

Лучший директор фирмы;

Лучший природосберегающий проект;

Пример оформления дипломов

Приложение 3

Задание инженерам-расчетчикам

Оцените вес дома, если нормальное давление на грунт не должно превышать р=5·10⁴ Па.

Не учитывая вес потолочных балок рассчитайте число кирпичей для дома, если масса одного кирпича 5 кг

Рассчитать согласно проекту количество окон

Рассчитать площадь поверхности крыши

Определить жилой объем дома

Задание инженерам- теплоизолировщикам

Какую толщину стен выбрать и из какого материала?

Какие изготовить окна?

Какую крышу выбрать: железную, кровельную, черепичную? Чем обусловлен выбор материала?

Каким цветом лучше покрасить наружные стены дома в северных широтах? В южных широтах?

Какие способы теплопередачи тепла наружу необходимо предотвратить?

Сколько воды стечет со всей поверхности крыши весной за 1 час, если Солнце за 1 с при 0⁰С сообщает количество теплоты 1,36 кДж на 1 м²?

Задание художникам-архитекторам

Создать эскиз, чертёж дома (на листе формата А1 или в формате презентации PowerPoint).(дом для семьи)

Задание котельщикам

Создать проект и начертить эскиз (на листе формата А1 или в формате презентации PowerPoint) системы отопления дома отдельным котлом (где нужно расположить этот котел, какой вид топлива будет использоваться, какие виды теплопередачи будут использоваться в данной системе отопления) (защита проекта)

Задание печникам

Создать проект и начертить эскиз (на листе формата А1 или в формате презентации PowerPoint) камина. (защита проекта)

Задание отопителям расчетчикам (в расчетах участвуют печники и котельщики)

Какое количество теплоты нужно передать всем жилым помещениям осенью, чтобы нагреть в них воздух от 0⁰С до 20⁰С. (плотность воздуха принять равной 1,29 кг/м³)

Какое количество теплоты нужно передать всем жилым помещениям осенью, чтобы нагреть в них воздух от -20⁰С до 20⁰С.

Сколько природного газа при этом нужно сжечь?

Сколько керосина газа при этом нужно сжечь?

Сколько угля при этом нужно сжечь?

Сколько дров при этом нужно сжечь?

Заданиеэкономистам теплоэнергетикам

Рассчитать КПД печи камина, если в ней сгорает 3 кг дров, а воздух в комнате объемом 60 м³ нагрелся на 20⁰С.

Куда «исчезло» остальное тепло?

Сколько различных видов топлива израсходуется за месяц (месяц-30 дней):

Дров в камине, если камин разжигают 2 раза в день и сжигают 7 кг дров за раз.

Природного газа в котле, если в сутки котел работает 10 часов и за час потребляется 330г. природного газа

Керосина в котле, если в сутки котел работает 11 часов и за час потребляется 250г. керосина

Задание экономистам-сметчикам

Сколько средств нужно затратить:?

Чтобы приобрести кирпичи (стоимость кирпича 9 р.)?

Чтобы приобрести стеклопакеты (стоимость 1 стеклопакета 12 тыс.руб.)?

Чтобы приобрести черепицу (стоимость 1 м² черепицы стоит 500 руб.)

Какие еще необходимы материалы?

Задание экологу

Какое количество углекислого газа выделится за месяц при сгорании:

природного газа?

керосина?

дров?

Масса углекислого газа m(СО₂)=масса топливаудельное количество углекислого газа

Какой вид топлива с точки зрения защиты окружающей среды предпочесть? Почему?

Как влияет процесс сгорания топлива на окружающую среду?

Приложение 4

Названии фирмы___________________________________

П риложение 2

Приложение 1

ТЕПЛОВЫЕ СВОЙСТВА ТВЕРДЫХ ТЕЛ

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/53246-metodicheskaja-razrabotka-uroka-po-fizike-my-