Орта мектепте “Жылу құбылысы” тақырыбын оқыту әдістемесі

СОДЕРЖАНИЕ

КІРІСПЕ4

1 ЖЫЛУ ҚҰБЫЛЫСЫ ЖӘНЕ ОНЫ ҚОЛДАНУ6

1. 1 Алғашқы тәжірібе мен байқаулар8

3 «ЖЫЛУ ӨТКІЗГІШТІК ЖӘНЕ КОНВЕКЦИЯ» САБАҒЫН ӨТКІЗУДЕ ДЕМОНСТРАЦИЯЛЫҚ ЭКСПЕРИМЕНТ21

3. 1 Конвекция сабағын өткізу21

3. 2 Жылу өткізгіштікке демонстратциялық тәжірибелер26

7-сурет Жылу өткізгіштікті бақылау27

3. 4 “Жылу құбылыстары” тарауына тестік тапсырма дайындау32

КІРІСПЕ

Менің бітіру жұмысымның мақсаты Орта мектепте “Жылу құбылысы” тақырыбын оқыту әдістемесі. Бітіру жұмысымда 8-сыныпта “Жылу кұбылысы” бөлімі қарастырылады. 8-сыныпқа арналған физика курысы бойынша оқу материалына тақырыптық жоспар жасалынды. “Жылу құбылысы” бөліміне 22 сағат бөлінген. Соның ішінде “Ішкі энергияға” 9 сағат, “Заттың агрегаттык күйінің өзгеруіне” 7 сағат және “Жылу машиналарына” 6 сағат бөлінді. Әр бір тараудың соңында бір сабақ қайталауға беріледі.

Электронды есептеу техникасын пайдалана білу мұғалімнің кәсібіне қажетті сапаның біріне айналды және де егер физиканы оқытуды компьютерлендіру үрдісін мектеп пәндерін оқыту әдістемесінің ең соңғы тенденцияларының бірі деп қарастырсақ, компьютерлік оқытудың әдіснамасын, ұстанымдарын және әдістемесін меңгеру мамандық сипаттамасының осы заманғы инварианттық талабы және мұғалім профессиограммасының бөлімі болуы тиіс.

Физика мұғалімінің компьютерлік сауатының бөліктерінің бүкіл жиынтығы оның компьютерлік техниканы сабақта және физика бойынша сыныптан тыс жұмыста пайдалануына ғана емес, сонымен қоса бағдарламалаудың жалпы білімдік негіздерін және оқушылардың есептеу техникасын білуін физика, математика және информатика негіздерінің пәнаралық байланыстар жүйесінде қалыптастырып, жетілдіруіне мүмкіндік береді [1] .

Жұмыстың мақсаты:

8-сыныпқа арналған физика курсындағы “Жылу құбылысы” бөлімінің оқу материалдарына такырыптық жоспарын құрау, осы тақырыпқа оқыту әдістемесін ашып, көрсету үшін төмендегі тапсырмаларды орындауға әдістемелік талдау жасау.

Сабақ жүргізу әдістемесін көрнекті етіп көрсету үшін, сабақ

жүргізу жоспарын жасау.

“Жылу кұбылыстары” бөлімін такырыптарға байланысты білімін бекітіп, тереңдету үшін, есептер таңдап шығарылуына талдау жасау. Есептер шығарып нәтижесін компьютерде көрсету;

“Жылу өткізгіштік және ковекция” сабағына окушыларды қызықтыру үшін демонстрациялық көрсетілімдер жасау. Microft Power Point бағдарламасы бойынша демонстрациялық көрсетілімдерді презентация арқылы көрсету

Жалпы тақырыпқа байланасты тестік тапсырмалар құрастыру. Microsoft Wisual Basic 6. 0 бағдарламасын қолдана отырып оқушылардың білімдерін тест арқылы тексеру. [7]

Жұмыстың өзектілігі:

Физика ғылымының бір саласы жылу құбылысы тарауына тоқталу аркылы “Жылулық қозғалыс” және “Ішкі энергия” сабақтарына жаңа технологияны пайдаланып, оқыту әдістемесін құрау.

Зерттеудің әдістері.

Зерттеу барысында алға қойған мақсат-міндеттерді шешу үшін ғылыми - теориялық сипаттама жинақтап анықтау.

Зерттеудің құрылымы.

Бітіру жұмыс мазмұнынан, кіріспеден, негізгі үш тараудан, қорытындыдан, әдебиет тізімінен және қосымша тапсырмалардан тұрады

1 ЖЫЛУ ҚҰБЫЛЫСЫ ЖӘНЕ ОНЫ ҚОЛДАНУ

Механикалық құбылыстардан кейінгі маңыздысы әрі мәндісі-жылу құбылыстары. Олар, өзіміз білетіндей, денелерді қыздыруға не салқындатуға, олардың температурасын өзгертуге байланысты. Өз кезегінде бұл процестер денелердің кейбір қасиеттерінің өзгеруін тудырады. Жылу процестерінің өтуі заттың құрылысына оның ішкі құрылымына тікелей байланысты.

Қыздыру кезінде дененің балқуы және булануы көлемін өзгертуі сіздерге мәлім. Осы құбылыстардың барлығы бір қарағанда біртұтас сияқты заттардың ішкі құрылысымен оңай түсіндіріледі.

Жылу процестері теориясының жасалу тарихы ғылыми акиқатқа жету қиын да кайшылықты жолдан өтті. Әйтсе де, жылу құбылыстары бағынатын заңдардың ашылуы осы құбылыстарды практикада, өнеркәсіпте барынша тиімді пайдалануға мүмкіндік береді.

Жылу кұбылыстарын түрмыста, өндірісте пайдалануға көптеген мысалдар келтіруге болады.

Заттың кұрылысы мен қасиеттері олардың өзара байланысы туралы мәселелерді зерттеу физика ғылымының маңызды бөлігінің, молекулалық физиканың негізін қалады.

Молекулалық физика молекула-кинетикалық түсініктерден туындайды. Осы түсініктерге сәйкес кез келген дене - қатты, сұйық не газ тектес - қарқындылығы температураға тәуелді, ретсіз (хаосты) қозғалыста болатын өте көп молекулалардан құралады.

Әрине, молекулалық физика зат құрылысы туралы мәселеге түпкілікті жауап бере алмайды. Дене құрылымы жайлы өте-мөте маңызды әрі кызықты мәліметтерді сіздер химияны, биологияны тағы басқа да ғылымдарды оку барысында ала аласыздар. [14]

Молекулалық физика мен оның молекула-кинетикалық теориясының мақсаты - денелердің ішкі құрылысы негізінде физикалық процестер мен құбылыстарды микроскоптық (микрофизикалық) анықтауды жүзеге асыру. Бұл денелердің тәжірибеде тікелей бақыланатын қасиеттерін (қысым температура, серпімділік, жылу өткізгіштік) түсіндіру үшін қажет.

Дегенмен, кейбір жағдайда денелердің касиеттері мен өзгерістері, олардың молекулалық құрылысы ескерілмей термодинамикалық түрде қарастырылады.

Жылу кұбылыстары мен денелердің әр түрлі қасиеттері олардың молекулалық құрылысы туралы түсінігі пайдаланылмай қарастырылатын физика саласы термодинамика деп аталады.

Термодинамика негізінде оның бірнеше іргелі заңдары (бастаулары) алынады. Бұл заңдар денелерге жүргізілген сан алуан бақылаулар мен тәжірибелерді қорыту негізінде тұжырымдалады. Термодинамиканың негізгі заңдары энергия өзгерісіне саяды, яғни жылу процестері энергияның берілісімен және түрленуімен байланысты термодинамикада біз жеке молекулалармен емес, орасан көп бөлшектерден тұратын макроскоптық денелермен істес боламыз. Мұндай денелер термодинамикалық жүйелер деп аталады. Термодинамикада жылу құбылыстары макроскоптық шамалармен: қысыммен (Р), температурамен (Т), көлеммен (V) сипатталады.

Молекулалық физика мен теормодинамика жетістіктері жаңа жылу двигательдерін, тоңазыту қондырғыларын, сұйық газ алуға арналған аппараттағы басқа да құрылғыларды жасаудың негізі болып табылады.

Ол белгіленген физикалық қасиеттері бар (механикалық, жылулық, электрлік, магниттік, оптикалық) жаңа материалдар алудың жолдарын көрсетеді.

Жылу құбылыстары көне заманнан-ақ адамдарды қызықтырған болатын. От жағу және оны өшіріп алмай ұстап отыру адамзаттың ұлы жауаптылықтарының бірі болып табылады. Жылу құбылыстарын түсіндіру, оның мәнін түсіндіру, оның мәнін түсіну үшін ғалымдар ұзақ уақыт еңбек етті.

XVII ғасырдан бастап XIX ғасырға дейін жылу табиғатына екі көзқарас болды. Бірінші теория бойынша қандайда бір жылу болады, ол бір денеден екіншісіне өте алатын және олардың қызғанынша анықтайтын материаның айырықша түрі [2] .

1. 1 Алғашқы тәжірібе мен байқаулар

Ежелден жылу туралы не білген. Ғылым тарихы өте тереңнен басталады. Көптеген мәдениетті елдер тарихынан ғылым теориясы туралы негіздердің жасалғанын білеміз. Жылу құбылыстарын зерттеуде сол уақытқа жатқызуға болады. Ол кездер ғылымның тек алғашқы қадамдары еді, және зерттеу құралы қарапайым бақылау ғана. Суан мезгілдерімен ғана сол кездегі ғалымдар (оларды жаратылыс филосовтары деп атаған) табиғат сырларын түсінуге тырысқан. Тәжірибелік фактілердің орны пайымды болжамдар мен философиялық ойлар мен толықтырылатын.

Жылу көзі ең бірінші от болғандықтан ежелгі гректермен римдер от құпиясын ашуды көздеген, отты әлем жаратушы стихиялардың бірі деп қарастырады. Өмір сүруге аса маңызды болғандықтан ауа, су, жерде бөлек стихиялар болып танылады. Ежелгі бір шығармалардың бірінде "Жылу-ыстық табиғаттың негізі. Өсіп-өнуіде жылуға байланысты. Жануарлардың да, өсімдіктердің де өніп-өсуі осы жылудың арқасы" - делінген.

Ол кезде де жылу бөлудің қарапайым түрлері белгілі болған. Олар булану, қайнау, балқу. Бірақ бұл кұбылыстарды түсіндіру мүмкін емес еді.

Тағы да өте маңызды жылу мен қозғалыс арасындағы байланыс та тілге тия кетірген. Белгілі рим ақыны, философы Лукреций Кар (біздің эрамызға дейінгі бірінші ғасырда өмір сүрген ) “Заттар табиғаты туралы” деген еңбегінде қорғасын шардың қатты дененің бетінде домалатқанда қызитынын аңғарғаны туралы жазады.

Бұдан сәл ертерек (біздің эрамызға дейінгі екінші ғасырда өмір сүрген) ең бірінші рет қыздырылған бу механикалық қозғалыс тудыруға пайдаланылған. Бұл грек инженері Герон Александрийскийдің ойлап тапқаны. Оны «эолипил» деп атаған.

Эолипил горизонталь орналасқан осьте айналатын шар тәріздес. Ол шардан түтіктер шығарылған. Түтіктер екі жакқа қаратылып тең бүгілген. Екі осьтік трубалардан шарға жабық ыдыстан ыстық бу барады. Ал екі жаққа қарай түтіктерден шықкан бу шарды қозғалтып, қарама-қарсы айналдырады.

Сөйтіп біздің эрамызға дейінгі екі мың жыл бұрын бу турбинасының принціпі ашылған. Герон булану қыздырған кезде көлемін ұлғайтатынын да білген. Міне ежелгі танымдар туралы осы.

Бұл байқауларға физикалық түсінік беріп, бір жүйеге әкелу үшін бірнеше жүз жылдықтар керек болды. Бұл жолға ғылым тек XVIII ғасырда ғана келді. Бұл уақытқа дейін көптеген құралдар ойлап табылды. Олар жан-жақты зерттеліп физикалық құбылыстарға айқын түсінік беруге көп септігін тигізді. Бұл құралдарға термометрді де жатқызуға болады [12] .

1-сурет Геронның Эолипилі

1. 2 Жылу құбылысы тарауына тақырыптық жоспар

Кесте 1 Тақырыптық жоспар

1-кестенің жалғасы

2 ЖЫЛУЛЫҚ ҚОЗҒАЛЫС ЖӘНЕ ІШКІ ЭНЕРГИЯ ТАҚЫРЫБЫНА ЖАҢА ТЕХНОЛОГИЯНЫ ПАЙДАЛАНУ АРҚЫЛЫ САБАҚ ЖОСПАРЫН ҚҰРАУ

Модульдік технологияны «Қалпына келтіре қайталай оқыту» негізгі ұғымдарды игеріп, ұғымдардың ұқсастығы мен айырмашылығын ажырата білуге, ішкі байланыстарды анықтауға, білімді өз бетінше ізденуге қолайлы жағдай жасайды. «Жылу құбылыстары» тарауындағы тұжырымдарды салыстырайық.

Дененің балқуы конденсация кезінде температурасы өзгермейді, ал ішкі энергиясы кемиді. Кебу сұйықтың ішінде болатын буға айналу кұбылысы.

Кебу кез-келген тұрақты температурада, сұйыктың бетінің ауданына, желге байланыссыз болады. Кебу энергияны сұйықтан, ауадан қыздырғыштан алады.

Адиобаталық (тез) сығылғанда ауаның температурасы жылдам азайып цилиндрдегі қоспа жанады, су булары конденсацияланады (дизель) ішкі энергия кемиді.

Оқу материалын бүтін бірліктер құрып оқыту оқылмаған (немесе ұмыта бастаған) білім элементтерін өздігінен оқытушының көмегінсіз қалпына келтіреді және объектіні берік байланыс жиынтығы емес, бүтіндей көрсетеді.

Ол үшін оқушы өз қызметін ең төменгі деңгейдегі тапсырманы орындаудан бастайды, келесі деңгейге көтеріледі. Окушылар арасындағы өзара жарысу, еңбегіне қарай бағалау, өзіне деген сенімін арттырып, шығармашылық қабілетін шыңдайды. Деңгейлік тапсырмалар оқушылардың білімін пайдалануға, толықтыруға, жүйелендіруге негізделген, олардың ойлау қабілетін эмперикалық (үйренушілік) деңгейден теориялық (шығармашылык) деңгейге дейін көтерілуге бағытталып кұралады. [3]

Енді 8 сыныптағы «Жылу кұбылыстары» тарауындағы ең қысқа модульді қарастырайық .

Сабақтың тақырыбы: Жылулык қозғалыс. Ішкі энергия .

Сабақтың типі: Жаңа білімді меңгеру.

Сабақтың түрі: Жеке, жұптық, топтық.

Оқытудың әдістері: Модельдік, жүйелі-кұрылымды:

Көрнекіліктер: Қорғасын шар, темір такта, арнаулы ыдыс,

насос, тірек-хабарлама

Кесте 2 Сабақтың өткiзу алгоритмi

Педагогикалық технологияның тағы бір ерекшелігі оқушылардың біліміндегі оқулықтарды дер кезінде түзету және еңбегіне қарай бағалау.

I Тiректiк бiлiмдi еске түсiру.

ұрады.

І Зат бөлшектерден тұрады.

II. Бөлшектер үздiксiз қозғалады.

ІІІ Бөлшектер өзара әсерлеседi

1. Ыстық су мен салқын судың айырмашылығы ?
2. Дененің температурасы неге байланысты ?
3. 3. 00С мұзбен судың айырмашылығы неде ? ІІ

Кесте 3 Материяның қозғалысы

Кесте 4 Энергияның түрі

2. 1“Жылу қозғалыс” және “ішкі энергия” тақырыбына сабақ жоспарын талдау

№1 сабақ

Сабақтың тақырыбы: Жылулық қозғалыс. Ішкі энергия

Кесте 5 Жылулық қозғалыс

Ішкі энергия

Ішкі энергия деген не?

1. Ішкі энергияның өлшем бірлігі?
2. Шардың жылдамдығы көбейді. Оның ішкі энергиясы өзгереді ме
3. Шарды жерден жоғары көтердік. Оның ішкі энергиясы өзгереді ме?

5. Ыстық сумен салқын судың ішкі энергиясы бірдей ме?

6. 0°С мұз суға айналады. Оның ішкі энергиясы өзгереді ме?

7. Кристал денелер балқыған кезде оның температурасы өзгермейді. Оның ішкі

энергиясы өзгере ме?

Кіріспе бөлімінде оқушыларды тіректік білімді пайдалануға, модельдеуге немесе «тіректік хабарлама» жасауға үйретемін. Энергияның айналу және сақталу заңы табиғаттың іргелі заңы болып табылады. Сондықтан энергия ұғымына ерекше мән беріп, әр окушыға алдын-ала негізгі сұрақтар мен жауап беру алгоритімін әзірлеп қоямын.

Диалог бөлімінде тапсырманы орындау кезінде окушылар тіректік хабарламаны пайдаланып, сапалық сапсалық есепті шығару кезінде жауаптарын жауап беру алгоритімін салыстырып отырады.

Жауап беру алгоритмі

Жылулық қозғалыс. Ішкі энергия тақырыбына:

1. Жылулық қозғалыс денелерді құрайтын бөлшектердің ретсіз қозғалысы.
2. Жылулық қозғалыстың ерекшелігі - оған өте көп бөлшек қатысадыжәне әрбір бөлшек ретсіз қозғалады.

3) Ішкі энергия денені құрайтын бөлшектердің козғалыс (кинетикалық) энергиясы.

4. Дененің ішкі энергиясы ол джененің механикалық энергиясына тәуелді емес.
5. V = 1м3сутегі - 14 Дж (5т, 3м)
6. Ішкі энергияны пайдалану оңай емес және әркашанда мүмкін бола бермейді.

Сабақтың тақырыбы: Ішкі энергияны өзгерту тәсілдері.

1) Денеге әсер етіп, жұмыс жасау арқылы оның ішкі энергиясын көбейтуге болады.

2) Дене жұмыс жасаса оның ішкі энергиясы азаяды.

3) Жылу берілу жұмыс істемей-ақ, дененің ішкі энергиясының өзгеру процесі.

Сабақтың тақырыбы: “Жылу берілудің түрлері”

1) Жылу өткізгіштік - қатты денелердегі молекулалардың тербелісі арқылы ішкі энергияның таралуы.

2) Конвекция - сұйықтар мен газдардың ағыны арқылы ішкі энергияның тасмалдануы.

3) Сәуле шығару - дененің сәуле шығару (қабылдау) арқылы ішкі энергияның өзгеруі.

Қорытынды бөлімінде тестілік сынақтан кейін міндетті түрде қатемен жұмыс болып, жіберген қателерін тағыда тіректік хабарламаны және жауап беру алгоритмін пайдаланып, әр оқушы түзету жүргізеді. Міне, осындай жұмыстан кейін алынған тексеру жұмысы оң нәтиже беретінне күмән жоқ [5] .

"Сәулелену" (Сәулелік жылу алмасу), "Табиғаттағы және техникадағы жылу" берілудің мысалдары тақырыбына сабақ жоспарын талдау

Сабақтың тақырыбы: "Сәулелену" және "Табиғаттағы және техникадағы жылу берілу мысалдары "

Сабақтың мақсаты : Оқушылардың өз бетінше ойлау қабілетін дамыту, алған білімдерін жеткізе білу.

Сабақтың түрі : Шығармашылық іздену арқылы өз бетімен білім алу.

Көрнекіліктер: Плакаттар.

Сабақтың барысы:

І. Ұйымдастыру кезеңі. (2 мин)

ІІ. Өткен сабақты игеру барысын тексеру (ауызша) . (9мин)

ІІІ. Жаңа сабақты түсіндіру. (17мин)

... жалғасы

Физиканы оқыту әдістемесінің міндеттері

Орта мектептің физика курсында компьютерді пайдалану арқылы идеал газ күйінің теңдеуін және газ заңдарын оқыту

Физиканы оқыту әдістемесі – педагогикалық ғылым, оның зерттейтін мәселелері мен зерттеу әдістері. Физика курсының басқа пәндермен байланысы

Физиканы оқыту әдістерінің классификациясы

Қатты денелердегі “электр өткізгіштік” бөлімін компьютердің қолдануымен орта мектепте оқыту

Физиканы оқыту әдістемесі – педагогикалық ғылым саласы, оқытудың негізгі мәселелері мен тәсілдері

Орта мектепте «жарық дисперсиясы» тақырыбын оқыту әдістемесі

Оқыту әдістерінің классификациясы

Идеал газ күйінің теңдеуі тақырыбын оқыту әдістемесі

Физиканы оқыту әдістері

• Іс жүргізу
• Автоматтандыру, Техника
• Алғашқы әскери дайындық
• Астрономия
• Ауыл шаруашылығы
• Банк ісі
• Бизнесті бағалау
• Биология
• Бухгалтерлік іс
• Валеология
• Ветеринария
• География
• Геология, Геофизика, Геодезия
• Дін
• Ет, сүт, шарап өнімдері
• Жалпы тарих
• Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
• Журналистика
• Информатика
• Кеден ісі
• Маркетинг
• Математика, Геометрия
• Медицина
• Мемлекеттік басқару
• Менеджмент
• Мұнай, Газ
• Мұрағат ісі
• Мәдениеттану
• ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
• Педагогика
• Полиграфия
• Психология
• Салық
• Саясаттану
• Сақтандыру
• Сертификаттау, стандарттау
• Социология, Демография
• Спорт
• Статистика
• Тілтану, Филология
• Тарихи тұлғалар
• Тау-кен ісі
• Транспорт
• Туризм
• Физика
• Философия
• Халықаралық қатынастар
• Химия
• Экология, Қоршаған ортаны қорғау
• Экономика
• Экономикалық география
• Электротехника
• Қазақстан тарихы
• Қаржы
• Құрылыс
• Құқық, Криминалистика
• Әдебиет
• Өнер, музыка
• Өнеркәсіп, Өндіріс