План-конспект уроку є дипломантом І ступеня Всеукраїнського конкурсу на кращий план-конспект уроків природничих дисциплін із елементами медіаграмотності для 1-11 класів у 2018/19 н.р. («Фізика»)
ТЕМА: Джерела електричного струму
Формування предметних компетентностей: сформувати поняття про джерела струму і їх види, роль джерел у створенні струму, домогтися того, щоб учні розуміли для чого під’єднують джерело у коло, що відбувається в середині джерела.
Формування ключових компетентностей: формувати в учнів здатність застосовувати отримані знання на практиці; сприяти самовихованню свідомого, відповідального ставлення до навколишнього середовища; вміння знаходити потрібну інформацію використовуючи різні джерела; формувати критичне мислення; аргументувати власну думку.
Тип уроку: комбінований урок.
Обладнання: навчальна презентація, комп’ютер, планшети та телефони.
План уроку:
І. ОРГАНІЗАЦІЙНИЙ ЕТАП
ІІ. ПЕРЕВІРКА ДОМАШНЬОГО ЗАВДАННЯ
III. АКТУАЛІЗАЦІЯ ОПОРНИХ ЗНАНЬ ТА ВМІНЬ
IV. ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ
V. ПІДБИТТЯ ПІДСУМКІВ УРОКУ
VІ. ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ
Хід уроку
І. ОРГАНІЗАЦІЙНИЙ ЕТАП
ІІ. ПЕРЕВІРКА ДОМАШНЬОГО ЗАВДАННЯ
Проведення фронтального опитування.
III. Мотивація
Епіграф: електрика – ось ті крила,
які несуть людство в чудовий світ
безмежних можливостей.
Нікола Тесла
Багатьом знайома ситуація: необхідно терміново зателефонувати, ви берете мобільний телефон і з прикрістю виявляєте, що батарея акумуляторів розрядилась, а телефон із дива технічної думки перетворився на шматок пластику. Те саме може статись і з акумуляторами фотоапарата, плеєра, ліхтарика, годинника.
Що робити, щоб ваш пристрій запрацював? Запронуйте вихід із такої ситуації?
Очікувані відповіді: включити у розетку, якщо це неможливо, то акумулятор треба потерти, нагріти, перезавантажити телефон і т. д.
Отже, треба зробити щось таке, щоб акумулятор підзарядився!
IV. ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ
Отже, майже всі побутові прилади у нас вдома (чайник, праска, фен, пральна машина, комп’ютер…) є електричними. Тобто працюють, коли є струм.
Щоб в провіднику з’явився електричний струм, треба щоб з однієї сторони провідника був «+», а з іншої «-«.
А який прилад створює цей «+» і «-«? Ось є лампочка, до якого приладу мені треба її під’єднати, щоб по ній пішов струм? Очікувана відповідь: до батарейки або до акумулятора.
Правильно! А ще, ці пристрої називаються джерелами струму.
Сьогодні ми маємо дізнатися як працює джерело струму, які вони бувають.
У джерелі струму відбувається розділення заряджених частинок на позитивні «+» і негативні «–» за рахунок виконання роботи так званими сторонніми силами (або силами неелектричного походження).
Давайте спробуємо розібратися, що означає вислів – сторонні сили, або сили не електричного походження?
Учні шукають відповідь в Інтернеті і намагаються пояснити значення цих слів.
Ви молодці! Отже, сторонні сили можуть мати механічну, теплову, хімічну, світлову природу.
І ось залежно від того, яка стороння сила працює в джерелі їх поділяють на:
Фізичні джерела електричного струму – пристрої, в яких розділення зарядів відбувається за рахунок механічної, світлової або теплової енергії.
А зараз ми розділимось на 4 групи і кожна група використовуючи Інтернет підготує презентацію про певне джерело струму, при цьому не забувайте посилатись на сторінки, з яких ви берете інформацію.
1 група – Джерела, у яких механічна енергія перетворюється в електричну енергію.
2 група - Джерела, у яких теплова енергія перетворюється в електричну енергію.
3 група - Джерела, у яких світлова енергія перетворюється в електричну енергію.
4 група - Джерела, у яких хімічна енергія перетворюється в електричну енергію.
По завершенні кожна група презентує свою роботу за допомогою проектора.
Всі інші записують у зошит основні моменти, створюючи конспект.
Наприклад:
Механічна енергія перетворюється на електричну в електрофорній машині. Два диски з органічного скла (з розміщеними по колу металевими смужками) обертаються у протилежних напрямках. Унаслідок тертя дротяних щіток об смужки на полюсах машини накопичуються заряди протилежних знаків. При наближенні електродів між ними проскакує блискавка – короткочасний електричний струм.
Теплова енергія перетворюється на електричну енергію у термопарі.
Якщо дві дротини, виготовлені з різних металів, спаяти, а місце спаювання потім нагріти, то у дротинах виникне електричний струм.
Світлова енергія перетворюється на електричну енергію у сонячних батареях.
Під дією світла, що падає на поверхню пластин з напівпровідника, наприклад селену або кремнію, у них відбувається перерозподіл позитивних і негативних електричних зарядів.
Хімічна енергія перетворюється на електричну енергію у гальванічних елементах і акумуляторах. В них розподіл зарядів відбувається за рахунок енергії, що виділяється внаслідок хімічних реакцій.
Будь-який гальванічний елемент складається з двох електродів та електроліту (речовина, що проводить струм).
Між електродами й електролітом відбуваються хімічні реакції, в результаті яких один із електродів набуває позитивного заряду, а другий — негативного заряду.
Проблемна ситуація: Чому не можна з’єднувати полюси гальванічного елемента коротким провідником? Як ви думаєте?
Метод Сторітеллінг: А зараз я вам розкажу захоплюючу історію про те, як була створена перша батарейка (правильно говорити: гальванічний елемент) і яку роль у цьому зіграла жаб’яча лапка!
Дружина Луіджі Гальвано захворіла. Лікарі порадили їй вживати суп з жаб′ячих лапок. Щоб зробити приємне дружині, яку він сильно кохав, Гальвано власноруч готував страву. Якось він наловив багато жаб, помив їх і, так як не було на той час холодильників, вирішив жаб’ячі лапки посушити. Він почепив їх на металеві гачки і повісив на проволоку наче білизну. Аж раптом він помітив, що коли лапка коливаючись на вітрі торкалась іншої дротини, то вона скорочувалась! Як таке могло бути, якщо жабка вже була не жива?! Це явище Гальвані назвав «тваринною електрикою».
Інший вчений, Алессандро Вольта зацікавився відкриттям Гальвано і продовжив досліди. Експерименти він проводив на собі: одну монету клав під язика, а іншу зверху та з′єднував їх дротом. Вольта відчував кислий смак , він знав що це смак електрики! Завершилися досліди у 1799 році створенням першого джерела неперервного електричного струму. Джерело складалося з мідних та цинкових кружків, які були розділені шматочками тканини, змочених водою або кислотою. Прилад був вперше презентований на засіданні Лондонського королівського товариства у 1800 році, та був названий «Вольтов стовп». Сам Вольта називав його гальванічним елементом на честь Гальвано.
Продемонструвати відеоуривок даного відкриття.
А давайте з вами порахуємо приблизно, скільки гальванічних елементів є у вас вдома? В середньому 10 штук. А так як вас в класі 30, то всього 300 гальванічних елементів. А в школі 1000 учнів, тоді у нас всіх 10000 гальванічних елементів! А в нашому місті 36 шкіл, отже – 360000 гальванічних елементів! І рано чи пізно вони виходять з ладу. Що ви з ними тоді робите? Просто викидаєте у сміття?
Використовуємо стратегію «Дебати»
Розділяємо учнів на 2 групи: учні першої групи шукають в Інтернеті інформацію про те, що зіпсовані гальванічні елементи не шкідливі, а учні другої групи – про те, що вони забруднюють навколишнє середовище.
Учні добирають аргументи на підтримку своєї позиції.
Отже, я думаю, що після сьогоднішнього уроку ніхто з вас не буде більше викидати у сміття зіпсовані гальванічні елементи. Я пропоную вам перевірити в Інтернеті таку інформацію : 1 гальванічний елемент може зіпсувати 20 м3 грунту, або 400 л води. А також знайдіть інформацію, скільки і яких тварин проживає в лісі на такій території
Відео про утилізацію батарейок.
Сподіваюсь інформація з відео змусить нас бути більш свідомими захисниками навколишнього середовища та відповідальними громадянами.
V. Підсумок уроку:
Використовуючи стратерію «Сенкан»
VI. Домашнє завдання: Поділяємо клас на групи, кожна з яких використовуючи наукові журнали, газети, Інтернет готує проект на тему «Альтернативні джерела струму»:
1 група «Добування електричної енергії з рослин»,
2 група «Добування електричної енергії з біомаси»,
3 група «Добування електричної енергії з грунту»
Вивчити § 25, Вправа № 25 (1 – 4)
Додаткові матеріали:
Електрика з біомаси
E Європі набирає популярність ще одна ефективна технологія використання біомаси - когенерація. Когенерація - процес спільного вироблення тепла і електроенергії використанням біомаси в якості палива - найбільш ефективна форма використання деревних відходів і збереження лісових масивів. Використання біомаси (тріска і інші відходи виробництва) відбувається таким чином, щоб частина найбільш якісної деревини (товсті гілки, дров'яна деревина) можна використовувати для виробництва палет, в той час як інша частина (кора, тонкі гілки і ін.) Йде на спільне виробництво тепла і електрики (когенерацію).
Отримане тепло і електроенергію можна використовувати як для внутрішніх потреб виробництва, так і для їх подачі в приватний житловий сектор.
Електрика з рослин
Для отримання електроенергії було вирішено використовувати один з побічних продуктів фотосинтезу - процесу, що протікає в живих рослинах.
Технологія Plant-e полягає в наступному. Рослини особливого виду висаджуються в спеціальні пластикові контейнери, площа яких дорівнює приблизно чверті квадратного метра. Ці рослини інтенсивно ростуть і за рахунок процесів фотосинтезу виробляють деякі види цукристих сполук.
Цукор з грунту досить активно реагує з атмосферним киснем, і в ході протікає хімічної реакції утворюється безліч вільних електронів. Виробляється при цьому електрики, "зібраного" електродами в ґрунті, досить для того, щоб забезпечити потреби світлодіодних освітлювальних приладів, точок доступу Wi-Fi або зарядки акумуляторних батарей мобільних електронних пристроїв. У цьому запевняють розробники. Використовуючи цю технологію, Plant-e в листопаді 2014 року почала реалізацію програми Starry Sky. В її рамках за допомогою енергії, одержуваної від рослин, в місті Вагенінген і передмісті Амстердама вже живиться близько 300 вуличних ліхтарів, кілька Wi-Fi-хотспотов і точок зарядки мобільних телефонів.
Автор: Тютюнова Оксана Іванівна, вчитель фізики і інформатики КЗ «Загальноосвітня школа ІІ-ІІІ ст. №31 Вінницької міської ради»
