Формування ключових компетентностей учнів шляхом використання практично орієнтованих завдань на уроках фізики

Сьогодні перед школою постає першочергове завдання: навчити

особистість жити – сформувати світогляд, виробити свою позицію у житті,

ставлення себе до інших, діяти відповідно до поставленого перед собою

завдання, тому освіта має вирішувати дві головні функції, готувати кадри для

суспільства і людину до життя у ньому. На сучасному етапі перетворень у

державі вчитель має реалізувати переважно демократичний стиль навчання

учнів, який ґрунтується на довірі та повазі, взаємодії, співпраці, умовах

партнерства, взаємному розумінні та конструктивному розв’язуванні

навчальних задач.

Актуальність поняття компетентності визначається тим, що саме компетентності є тими індикаторами, які дають змогу визначити готовність учня-випускника до життя, його подальшого особистого і суспільного розвитку.

Основою набуття компетентності є власна активна діяльність людини, що зумовлює вибір прийомів, форм, засобів навчання. До них належать: розв’язування практично орієнтованих завдань; аналіз життєвих ситуацій; використання наочності; проведення експерименту ужиткового спрямування; проведення учнівського дослідження; виконання проектів, розв’язування проблемних завдань, застосування технології розвитку критичного мислення тощо. З цією метою у методиці викладання і побудові уроків доцільно активізувати інтерактивні методи, зокрема метод проектів, інформаційні технології, проведення практикумів на основі статистичних матеріалів, а також семінарів, конференцій, ділових ігор, що спрямовані на розвиток аналітико-синтетичної діяльності учнів. На уроках слід привчати учнів користуватися індукцією, дедукцією, аналізом, синтезом, робити висновки й узагальнення.

Великого значення набуває метод проблемного навчання. Приклади проблемних завдань можуть бути такими: сформулювати завдання; поставити запитання з теми; спланувати діяльність; висунути гіпотезу і визначити план її перевірки; сформулювати спосіб дій у змінених умовах; визначити власну позицію; оцінити попередні результати; уявити інакше і зобразити; порівняти і обрати необхідний варіант; порівняти з еталоном; знайти підстави для класифікації й виконати її; перейти від загальної моделі до конкретнішої; визначити межі застосування закону тощо.

Формуванню навичок самостійної роботи, вмінь пошуку необхідної інформації у додаткових літературних джерелах слугують семінарські заняття, які викладач може планувати, враховуючи навчальні можливості учнів, підготовка та презентація учнівських творчих проектів.

Варто планувати виконання індивідуальних завдань, які передбачають ознайомлення як з розвитком тієї чи іншої науки в історичному аспекті, так і змістовних.

Важливим засобом навчання можуть стати контрольні запитання і тестові завдання, які спрямовані не на відтворення означень, фактів, формул, а на з'ясування елементів та структури означень об’єктів; їх місця в системі інших понять; операцій, які можуть виконувати з об’єктом; його особливостей та властивостей; окремих винятків та тонкощів. Велику роль у навчанні відіграє систематичне використання історичного матеріалу, який підвищує інтерес до вивчення предмета, пробуджує критичне ставлення до фактів, дає учням уявлення про природничі науки як невід'ємну складову загальнолюдської культури.

Ефективність засвоєння програмового матеріалу можна піднести завдяки застосуванню сучасних інформаційних технологій, які є визначальними у підготовці особистості до життя у постіндустріальному, інформаційному суспільстві. Широке застосування комп’ютерів у навчанні доцільне для проведення експериментів, практичних занять, інформаційного забезпечення, візуального інтерпретування діяльності, проведення досліджень.

При навчанні фізики одним із важливих видів навчальної діяльності є фізичний експеримент. В експериментальних роботах можуть використовуватися саморобні пристрої (зокрема, матеріали та речі ужиткового спрямування) за умови дотримання правил безпеки. Під час постановки нестандартних експериментальних робіт учитель повинен враховувати рівень володіння учнями теоретичним матеріалом, знання якого забезпечують успішне її виконання. Використання ужиткових дослідів може забезпечити не лише формування експериментальних умінь, а й переконати учнів у значущості знань для адекватного розв’язування реальних життєвих ситуацій. Учень, виконуючи ужиткові досліди, забезпечить сучасне і грамотне коригування життєвих уявлень, набуде безцінного життєвого досвіду. Ця інформація стане його особистим надбанням, зберігатиметься як резерв довготривалої пам'яті й перебуватиме в стані постійної готовності до актуалізації. Необхідно розширювати самостійне експериментування учнів, використовуючи найпростіше обладнання, інколи навіть саморобні прилади і побутове обладнання.

Однією з найважливіших ділянок роботи в системі навчання залишається розв’язування задач. Задачі різних типів можна ефективно використовувати на всіх етапах засвоєння знань: для розвитку інтересу, творчих здібностей і мотивації учнів до навчання, під час постановки проблеми, що потребує розв’язання, в процесі формування нових знань учнів, вироблення практичних умінь, з метою повторення, закріплення, систематизації та узагальнення засвоєного матеріалу, з метою контролю якості засвоєння навчального матеріалу чи діагностування навчальних досягнень учнів тощо.

За умов компетентнісного підходу розв’язування учнями навчальних

задач спрямовується не лише на оволодіння знаннями та вміннями, а й на

забезпечення можливості адекватно й ефективно діяти в реальних життєвих

обставинах. Як спробу зближення навчальних і життєвих задач, як засіб

набуття учнями предметної компетентності можна розглядати використання

практично орієнтованих завдань. Це різновид навчального завдання, окремі

складові якого: дане чи шукане, відоме чи невідоме, умова чи вимога,

вихідний чи кінцевий стан системи, явища, об’єкти, процеси, про які йдеться,

безпосередньо пов’язані з повсякденною реальністю, що оточує учня, з якою

він безпосередньо взаємодіє.

У практику викладання фізики я намагаюся впроваджувати новітні

освітні елементи, нетрадиційні прийоми й методи навчання, використовую

нові форми знань для активізації навчально-пізнавальної діяльності учнів.

Так пошуково-дослідницька робота дасть змогу підвищити пізнавальну

активність учнів, їхній інтерес до процесу навчання, самостійність. На уроках

фізики я працюю над проблемою: «Сучасні інноваційні технології-

найефективніший засіб формування ключових компетентностей учнів на

уроках фізики». Розумова активність формується під час здобуття інформації

та залежить від ступеня зацікавленості. Головна функція вчителя полягає

саме в тому, щоб формувати знання самостійно, скерувати їхню діяльність у

потрібному напрямку на основі відповідних планів, завдань, переконувати

школярів у тому, що найміцнішими знаннями є ті, які здобуті самостійно.

Ще К. Ушинський казав: «Гра не є пустою забавкою, це зміст життя

дитини, її творча діяльність, потрібна для її розвитку. У грі дитина живе, і

слід цього життя глибше залишається в ній, ніж слід дійсного життя». Тому

проводжу уроки у формі подорожі, учнівських конференцій, інтелектуальних

ігор, між предметних зв’язків та інші». Особливу увагу приділяю розвитку

творчих здібностей учнів при складанні домашнього завдання. Оскільки

фізика – наука експериментальна, обов’язково задаю учням домашні

експериментальні дослідження, наприклад: визначити середню швидкість, з

якою ви йдете зі школи до дому, й оцініти точність одержаного результату;

вивчити залежність зміни температури рідини від часу при її охолодженні;

дослідити, крізь які речовини магніт притягує невеличкі залізні предмети, а

крізь які – ні ... Я звернула увагу на те, що однією з педагогічних умов

успішногоформування навичок є емоційна забарвленість навчального

процесу. Створення ситуації успіху, коли учень переживає радість від

досягнутого результату в ході самостійного пошуку. Емоційне ставлення до

знань і способів діяльності сприяє швидкості і міцності їхнього засвоєння.

Для полегшення й стимулювання процесу навчання я намагаюся створити в

класі позитивне та інтелектуальне оточення. Після засвоєння учнями

сформульованої проблеми в класі повинна бути невимушена вільна

атмосфера, використовуватися стимулюючі методи заохочення (настанова,

порада, похвала). Учень повинен відчувати емоційний настрій класу і

приймати його, бути для учнів джерелом різноманітного досвіду, до якого

можна звернутися за порадою. У своїй практиці я застосовую колективні,

групові й індивідуальні форми роботи. Заохочую учнів до написання віршів

з використанням фізичних явищ і понять, ілюстрованих оповідань; казок; до

розробки кросвордів з фізики; практичних задач. Учні є активними

здобувачами знань шляхом власних пошуків, експериментів та помилок. Моя

роль – допомогти, порадити, створити передумови для активного

експериментування і пошуків.

Інтерактивні методи навчання тісно пов’язані з роботою учнів у групах

(парах). Це полегшує процес навчання, урізноманітнює його, робить

приємнішим, оживляє атмосферу в класі, часто дає несподівані ефекти в

роботі зі слабкими учнями. Учні, які здобувають знання і вміння активно, є

більш самостійними, критичними, легше формулюють свої відповіді.

Навчання фізики сприяє становленню та розвитку моральних рис

особистості – наполегливості й цілеспрямованості, пізнавальної активності й

самостійності, критичного мислення.

Одне з відповідальних завдань навчання фізики полягає в тому, що б

розвивати критичне мислення школярів, яке тісно пов’язане з математичним;

удосконалювати вміння мислити, робити висновки, тобто формувати

розумову культуру, що характеризується певним рівнем розвитку мислення,

оволодінням узагальненими прийомами міркувань, прагненням здобувати

знання й умінням застосовувати їх у незнайомих ситуаціях. Щоб кожен учень

зрозумів, що математичний стиль мислення не є привілеєм тільки

академічної еліти.

Наведу приклад уроку з фізики у 8 класі

«Електричний струм. Джерела електричного струму. ».

Тема: Електричний струм. Джерела електричного струму.

Мета: навчальна: з 'ясувати фізичну природу електричного струму;

сформувати поняття електричного струму, виявити умови його існування;

сформувати уявлення учнів про перетворення енергії у джерелах

електричного струму; ознайомити з різними джерелами електричного струму

та особливостями виникнення в них струму; з’ясувати роль джерела струму в

електричному колі та розглянути принцип їх дії;

розвиваюча: розвивати спостережливість, уявлення й логічне мислення,

інтерес до експерименту, уміння встановлювати причинні зв’язки; формувати

розуміння діалектичних змін, що відбуваються в провіднику до і під час

проходження струму; розкрити практичне застосування матеріалу,

виховна: виховувати в учнів вміння спілкуватися, працювати у групах,

сприяти розумінню необхідності дотримання правил безпеки під час

користування електроприладами. 

Обладнання: підручник, комп'ютери,батарейка, гальванометр, електроскопи,

електрофорна машина, генератор, гальванічні елементи, акумулятор (або

таблиця), термоелемент, фотоелемент, електрична лампочка, з'єднувальні

провідники, презентації вчителя та учнів .

Демонстрації: 1)дослід з електроскопами ( короткочасний струм);

2)демонстрація досліду Ерстеда;

3)Демонстрація:створюємо гальванічний елемент.

4) Демонстрація роботи електрофорної машини.

Тип уроку: засвоєння нових знань.

Краще один раз побачити,

ніж 100 разів почути.

Народна мудрість

Хід уроку

І. Організаційна частина. Емоційна хвилинка.

„ Людина боїться тiльки того , чого не знає, знання перемагає всякий страх “.

В .Г.Белiнський ,,Немає сили могутнішої, нiж знання; Людина, озброєна знаннями , — непереможна”.

М.Горький.IІ. Установочно-мотиваційний момент

Сьогодні нам з вами поталанило зустрітися і протягом уроку ми

поспілкуємося на фізичну тематику під гаслом « Знання добуваються в

процесі мислення».

III.Актуалізація і корекція опорних знань учнів

Фізичний турнір (презентація )

1.Розминка «Гімнастика для розуму»

Учні класу діляться на дві групи. Учні 1 групи ставлять запитання, на які

знають відповіді самі. А учні 2 групи відповідають на них. Запитання не

повторюються.

Запитання Відповіді

Яка будова атома? У центрі атома міститься ядро, яке

складається з протонів. Навколо ядра

рухаються електрони

Чому за звичайних умов сумарний

заряд тіла нейтральний?

Кількість електронів і протонів у тілі

однакова

Коли тіло заряджене негативно? Коли тіло має надлишкову кількість

електронів порівняно з незарядженим

станом

Як зарядиться тіло, якщо воно

втратить частину електронів?

Позитивно, бо на ньому залишиться

частково нескомпенсований

позитивний заряд ядер атомів

Які електрони називаються вільними? Які втратили зв'язок з ядром атома і

вільно рухаються

Що таке електризація через вплив? Це розділення заряджених частинок

під дію електричного поля

Учні, які брали участь у повторенні, записують на полях зошитів 1 бал.

Який буде доданий до оцінки за урок.

2.Мозковий штурм. (Оцінюється в 2 бали.)

а) Причини виникнення цього явища називають електричною силою. Дослідження цього явища показали, що під час взаємодії тіл, заряджається кожне з них. Це явище виникає в разі натирання одних тіл іншими. Явище, в результаті якого тіла набувають властивості притягувати інші тіла називають… (електризація)

б) Тіла набувають його в результаті взаємодії. Його вимірюють за допомогою електрометра або електроскопа. Його одиниця вимірювання Кл. – на честь французького вченого Шарля Кулона. Він характеризує здатність заряджених частинок до електромагнітних взаємодій і визначає їх інтенсивність…  (електричний заряд)

в) Його існування установили видатні англійські вчені М. Фарадей, Дж. Максвел. Висновки щодо його існування можна зробити, розглядаючи його дію. Воно діє з певною силою на різноманітні зарядженні тіла, що перебувають у ньому. Воно існує навколо заряджених тіл чи частинок… (електричне поле)

г) Він є найважливішим законом електрики. Над ним працював фізик та інженер, який дослідив силу взаємодії між зарядженими тілами. У 1785р. цей вчений сформулював закон взаємодії, названий його ім’ям. Відповідно до цього закону сила взаємодії заряджених нерухомих тіл

прямо пропорційна значеним їхніх зарядів і обернено пропорційна квадрату відстані між ними. (закон Кулона)

3. Конкурс ерудитів (Оцінюється в 1 бал)

Виберіть правильну відповідь.1. (1б). На що перетворюється атом, якщо він втрачає декілька електронів?а) позитивний йон; б) нейтрон; в) негативний йон; г) протон.2. (1б). Як зміниться сила взаємодії точкових зарядів, якщо відстань між ними збільшити вдвічі?а) збільшиться в 2 рази; б) збільшиться в 4 рази; в) зменшиться в 2 рази;г) зменшиться в 4 рази.3. (1б). При віддаленні від зарядженого тіла електричне поле...а) ...не змінюється; б) ...підсилюється; в) ...послаблюється.4. (1б.) Різнойменно заряджені тіла...а) ...притягаються; б) ...відштовхуються; в) ...не взаємодіють.5. (1б). На що перетворюється атом, якщо він отримує декілька електронів?а) позитивний йон; б) нейтрон; в) негативний йон; г) протон.6.(1б). Як зміниться сила взаємодії двох точкових зарядів, якщо значення одного з них зменшити вдвічі?а) збільшиться в 2 рази; б) збільшиться в 4 рази;в) зменшиться вдвічі;г) зменшиться втричі.7. (1б). Одиницею вимірювання електричного заряду є ...а) ... 1 Кл; б) ...1 Н ; в) ... 1 м; г) ... 1Дж.8. (1б.) Однойменно заряджені тіла...а) ...притягаються; б) ...відштовхуються; в) ...не взаємодіють.

4. Розглянемо явище електризації, розв’язавши якісні задачі .

Конкурс кмітливих (Оцінюється в 2 бали) Задача 1

Після посадки в аеропорту до літака, не відразу приставляють металевий трап, а спочатку опускають на землю металевий трос, з’єднаний з корпусом. Для чого це роблять?

Відповідь: Літаки електризуються внаслідок взаємодії з повітрям та хмарами. Електричний заряд корпуса літака упродовж польоту в хмарах і під час опадів зі збільшенням швидкості значно зростає. Тому корпус літака розряджають. Оскільки може статися електричний розряд і виникне пожежа

Задача 2.

Чому на автозаправках не дозволяють заливати бензин у пластикові каністри, а дозволяють тільки у металеві.Відповідь :  цього не можна роботи,тому що пластмас – діелектрик. Через тертя бензину може утворитися вибух, а в металевих – заряд, виштовхнутий на поверхню, піде у землю. 

Задача 3.

Газета «Известия» 2 березня 1969р. розташувала наступний репортаж: «… У Швеції зараз стоїть дуже суха погода і при цьому спостерігається цікаве явище… вітаємося за руку, як раптом тебе б’є струм, взявся за якийсь металевий предмет - знов удар».Відповідь: Повітря Скандинавії настільки сухе, що статистична електрика не йде із організму, а накопичується у ньому у великих кількостях. 

Задача 4.

Гладячи шерсть кота долонею в темноті, можна помітити невеликі іскорки. Які виникають між рукою і шерстю. Яка причина їх виникнення?

Задача 5.

Де у вас дома швидше всього збирається пил? Чому?

Задача 6.

Краплини дощу та сніжинки майже завжди електрично заряджені. Чому?

ІV. Мотивація навчання.

Учитель. Отже, вивчаючи тему «Електричне поле», ви отримали певні

знання про види електричних зарядів, їх властивості та взаємодію і знаєте

відповіді на запитання:

- Чим відрізняється простір, що оточує наелектризовані тіла, від

простору, що оточує не наелектризовані тіла?

- Що таке електричне поле?

- Як діє заряд, який утворює електричне поле, на інші заряди, які вносять

у це електричне поле?

Сьогодні ми продовжимо говорити про заряджені частинки та їх рух за

певних умов. Про електричний струм чули всі. Люди його використовують у

промисловості, сільському господарстві, побуті, транспорті.

Запитання до учнів. Що ви знаєте про електричний струм і його

застосування? (Учні розповідають, використовуючи свій життєвий досвід,

про використання струму для освітлення приміщень, у побутових приладах, у

промисловості та на транспорті) (1 бал за відповідь)

V. Оголошення і запис теми уроку та плану

(презентація )

Слово вчителя: Ще древнім римлянам було відомо, що морські скати мають дивовижну здатність влучати на відстані в дрібних риб, крабів та восьминогів. Вони, випадково пропливаючи біля ската, раптом починали конвульсивно тіпатися й одразу завмирали. Яким чином скат уколював свої жертви? (Їх убивав електричний струм, який генерують спеціальні органи ската.) Що ж таке електричний струм?

На це питання дасть відповідь наша тема: «Електричний струм. Джерела електричного струму. »

План уроку

1. Природа струму

2. Струм провідності

3. Умови виникнення та існування струму

4. Джерела струму

Учитель. Сьогодні ми з вами з’ясуємо механізм та умови виникнення електричного струму.

Метод «Асоціації»

Запитання до учнів. Які слова є аналогічними до слова «струм». Які у

вас виникають асоціації?

Діти називають слова : «струмок», «рух» , «течія».

Учитель. Дійсно, коли ми вимовляємо слово «струм», то маємо на увазі, що

щось тече, рухається. Слово струм походить від слова струмок, тобто тече –

рухається в одному напрямку.

VI. Постановка проблемного запитання

- Які найкращі провідники ви знаєте? ( Метали)

VІI. Розвиток уяви, мислення

- Уявімо, що ми подумки проникли в кристалічний провідник. Що ми бачимо

у вузлах кристалічної гратки? ( атоми, будова яких нагадує Сонячну систему)

- А що може відбуватися з найвіддаленішим від ядра електроном? ( Він може

відірватися від осі обертання і стати вільним. І таких неслухів тут багато.)

- Як приборкати цей хаос? ( Треба створити електричне поле. Тоді отримаємо

впорядкований рух заряджених частинок в металах. Цей струм називають

струмом провідності).

VІІІ. Формування нових знань учнів

Демонстрація. Дослід з електроскопами ( короткочасний струм)

Зарядимо один із двох електрометрів за допомогою ебонітової палички.

З'єднавши кульки електрометрів металевим стрижнем, помітимо, що пока-

зання першого електрометра зменшилися, а стрілка раніше незарядженого

електрометра відхилилася. Це означає, що частина електричного заряду через

стрижень перейшла від одного електрометра до іншого. У цьому випадку

говорять, що по металевому стрижню протікав електричний струм.

Висновок:Отже, електричним струмом в металах називається

впорядкований рух заряджених частинок.

Вчитель. Тож дамо наукове визначення електричного струму.

Запис у зошит Електричний струм – це впорядкований (напрямлений)

рух електрично заряджених частинок.

Електричний струм може створюватися будь якими зарядженими

частинками: електронами (у металевих провідниках), йонами (в

електролітах), йонами та електронами (у газах).

Більша частина електронів у атомах металу надійно утримуються ядрами, проте частина електронів можуть відриватися від атома, ставати «вільними» і «блукати» всередині металу. Атоми, які втратили свої електрони, перетворюються на позитивні йони. Вільні електрони безладно (хаотично) рухаються всередині металу. Якщо такий провідник потрапляє в електричне поле, то воно починає діяти на вільні електрони, примушуючи їх рухатися у визначеному напрямку. На своєму шляху вільним електронам доводиться зустрічатися з позитивними йонами, які своїм притяганням заважають просуванню електронів, тим самим відбираючи в електронів частину їхньої кінетичної енергії. Але зовнішнє електричне поле діє на електрони з більшою силою, тому вони продовжують напрямлений рух.

 За звичайних умов у шматку металу електричний струм не спостерігається. А як його можна виявити?

При існуванні різних видів електричного струму для них є спільною магнітна дія, яку ми дослідимо повторивши дослід Ерстеда.Демонстрація досліду Ерстеда: Над магнітною стрілкою розміщуємо провідник, до якого приєднується гальванічний елемент. У разі вмикання струму магнітна стрілка відхиляється – спостерігається магнітна дія струму. Саме наявність магнітної дії і є тією властивістю, що дає змогу говорити про наявність електричного струму. 

Перегляд відеороликів «Виникнення струму», «Електричний струм в

металах»

Запис у зошит Для існування електричного струму необхідні такі умови:

1) наявність вільних електричних зарядів у провіднику;

2) наявність зовнішнього електричного поля для провідника.

Електричний струм припиняється, якщо електричне поле, що створює

рух зарядів, зникає. Порівняйте електричний струм з річкою , та зробіть

висновок, що необхідно для виникнення електричного струму. Як

називається початок річки? А з чого починається електричний струм? Чи

можете ви сказати, що рух води нагадує рух електронів? По чому тече вода у

річці?А по чому тече струм?

Висновок:

Щоб електричний струм у провіднику існував протягом певного часу,

треба постійно підтримувати в ньому електричне поле. Електричне поле в

провідниках створюється і може довго підтримуватися джерелами

електричного струму. Джерела струму бувають різні, але в будь-якому з них

виконується робота з розділення позитивно і негативно заряджених частинок.

Розділені частинки нагромаджуються на полюсах джерела струму – так

називають місця, до яких за допомогою клем або затискачів під’єднують

провідники. Один полюс джерела заряджається позитивно, а другий – не-

гативно.

Запис у зошит Джерела електричного струму-це пристрої, у яких

відбувається перетворення енергії певного виду на електричну енергію.

Клас ділиться на два варіанти (оцінюється 1 бал)

І варіант – робота з підручником - « механічна енергія перетворюється в

електричну» (п.25 стор.130)

ІІ варіант – робота з підручником - « хімічна енергія перетворюється в

електричну. (п.25, стор.130) »

1. Запис в зошитах джерел струму

а) генератори Механічна енергія → в електричну.

б) гальванічні елементи, батарейки, акумулятори. Хімічна енергія → в )

генератори електричну

в) термоелемент. Теплова енергія → в електричну.

г) фотоелемент. Світлова енергія → в електричну.

Х. Види джерел електричного струму

(презентація )

Гальванічні елементи

У гальванічних елементах у розчин певних речовин, наприклад кислот, опускають дві пластинки з різних речовин, що по-різному взаємодіють з роз-чином. Унаслідок хімічних реакцій ці пластинки (електроди) заряджаються різнойменно і можуть створювати струм протягом тривалого часу.

Демонструємо різні види гальванічних елементів та пояснюємо принцип їх

дії.

Ознайомлюємо учнів з будовою гальванічного елемента за рисунком на слайді та за рисунком і текстом підручника (самостійна робота учнів), після чого вони відповідають на питання вчителя про принцип його дії.

Будь-який гальванічний елемент складається з двох електродів та електроліту. Електроди можна виготовити з різних металів. Досить часто замість одного з металевих електродів використовують вугільний електрод або такий, що містить оксиди металів. Електролітом слугує тверда або рідка речовина, що проводить електричний струм завдяки наявності в ній великої кількості вільних заряджених частинок — йонів.У гальванічному елементі  електродами є цинкова й мідна пластинки, а електролітом — розчин сульфатної кислоти.Між електродами й електролітом відбуваються хімічні реакції, у результаті яких один із електродів (анод) набуває позитивного заряду, а другий (катод) — негативного. На рис. 3 зображено принципову будову манганово-

цинкового елемента — одного з видів гальванічних елементів, що широко застосовують для забезпечення електроживлення фотоапаратів, плеєрів, настінних годинників, кишенькових ліхтариків тощо.

Рис3. Принципова будова манганово-цинкового елемента.

Через деякий час «працездатність» гальванічного елемента закінчується через виснаження запасу речовин, що беруть участь у реакціях.

Акумулятори — інший тип хімічних джерел струму.

В акумуляторі (від слова акумуляре – нагромаджувати) у розчин, наприклад, сульфатної кислоти, опускають два однакові електроди. Але такий акумулятор струму не дає, його попередньо потрібно зарядити, пропускаючи через розчин струм певного напрямку. При цьому на електродах відбуваються різні хімічні реакції і вони набувають різних властивостей. Тепер акумулятор працюватиме як звичайний гальванічний елемент. Акумулятори можуть давати струм значної сили і використовуватися багато разів. Акумулятори широко застосовують для освітлення залізничних вагонів, автомобілів, для запуску автомобільного двигуна, для живлення електроенергією підводних човнів, наукової апаратури на штучних супутни-ках Землі. Слід зазначити, що й акумулятори й гальванічні елементи зазвичай об'єднують, одержуючи відповідно акумуляторну батарею або батарею гальванічних елементів (рис4.)

Рис. 4 Акумуляторна батарея. Батарея гальванічних елементів.

Демонстрація. Створюємо гальванічний елемент (оцінюється 1 бал)Візьмемо мідну й цинкову пластинки та очистимо їхні поверхні. Між пластинками покладемо тканину, змочену в слабкому розчині сульфатної кислоти. Виготовлений пристрій являє собою найпростіше хімічне джерело електричного струму — гальванічний елемент . Якщо з'єднати нластинки через гальванометр (чутливий електровимірювальний прилад, який часто використовують як індикатор наявності слабкого електричного струму), то

прилад зафіксує наявність струму.Гальванічний елемент уперше створив італійський учений фізик А. Вольта (рис.1);

Рис1. Італійський учений А. Вольт.

Він назвав його на честь свого співвітчизника Л. Ґальвані (рис.2).

Рис.2 Л. Гальвані.

Найпростіший акумулятор складається з двох цинкових пластин,

поміщених у розчин сірчаної кислоти. Для того, щоб акумулятор став

джерелом струму, його спочатку треба зарядити. Для заряджання

акумулятора крізь нього пропускають струм від будь-якого іншого джерела

струму. Після того як акумулятор зарядиться, його можна використовувати

як самостійне джерело струму.

У процесі заряджання електричний струм в акумуляторі виконує

роботу, у результаті якої електрична енергія перетворюється на хімічну

енергію акумулятора. Під час розряджання акумулятора ця енергія

перетворюється знов на електричну.

Акумулятори бувають різних видів: свинцеві (чи кислотні),

залізонікелеві (чи лужні). Але принцип роботи в них однаковий: вони

накопичують енергію, перш ніж стати самостійним джерелом струму.

Сонячні батареї – це пристрої, у яких відбувається перетворення

енергії сонячного випромінюванняв електричну енергію.

Слайд Фотоелемент

Під дією світла, що падає на поверхню пластин з деяких речовин, наприклад, селену або кремнію, в них відбувається перерозподіл позитивних і негативних електричних зарядів. На цьому ґрунтується будова та дія сонячних батарей.

При освітленні напівпровідників світлова енергія може безпосередньо

перетворитися на електричну (продемонструвати). Це явище називають

фотоефектом. На цьому ґрунтується дія фотоелементів, сонячних

батарей.

Термоелементи

Якщо спаяти дві дротини, виготовлені з різних матеріалів, та нагріти місце спаювання, то в дротинах виникне електричний струм (продемонстру вати). В такому джерелі струму, який називається термоелементом, внутрішня енергія нагрівника перетворюється на електричну енергію. Особливо ефективним у термоелементах є поєднання металевих провідників і напівпровідників.

Демонстрація. Нагріваємо спай термопари, підключеної до

гальванометра. Спостерігаємо виникнення електричного струму.

Учитель. На електростанціях різних видів електричний струм виробляють за допомогою генераторів електричного струму.

Під час обертання рамки з певною кількістю витків ізольованого провідника в магнітному полі виконується механічна робота, полюси генератора заряджаються різнойменно, в лампі, під'єднаній до них, виникає струм і вона світиться (продемонструвати). Так само працюють генератори (латинське слово, означає той, що створює, виробляє) на великих електростанціях.

Слайд. Електрофорна машина

Давайте розглянемо роботу електрофорної машини (продемонструвати), в ній механічна енергія перетворюється на електричну.

Демонстрація. Обертаємо диски електрофорної машини. Спостерігаємо

виникнення електричних розрядів.

Вибір певних видів хімічних джерел струму продиктований сферою їхнього застосування. Так, в автомобілях доцільно використовувати відносно дешеві кислотні акумуляторні батареї, і те, що нони є досить важкими, не є вирішальним фактором. А от джерела струму для мобільних телефонів мають бути легкими та безпечними, тому в них варто використовувати так звані літійіонні батареї, хоча вони є порівняно дорогими.

XI. Узагальнення знань. (презентація)

Слово вчителя

Електричний струм – напрямлений рух заряджених частинок або заряджених

тіл.

Електрична енергія найбільш універсальна, вона легко перетворюється в

механічну, теплову, хімічну, світлову тощо. Електричну енергію зручно

розподіляти між різноманітними споживачами. Електричну енергію можна

досить просто передавати на великі відстані без значних затрат. 

Пристрої, що перетворюють різні види енергії на електричну енергію,

називають джерелами електричного струму.

XII. Підсумок уроку

Розгадування кросворду (1 бал)

1 С

2 Т

3 Р

4 У

5 М

1. Природне електричне явище. ( блискавка)

2. Джерело струму, в якому світлова енергія перетворюється в

електричну ( фотоелемент)

3. Носій струму в металах ( електрон)

4. Упорядкований рух заряджених частинок ( струм)

5. Один із видів джерел струму ( акумулятор)

XIII. Оцінювання роботи учнів

Учні підраховують кількість балів та визначають, оцінки.

(Найбільша кількість балів, яку можуть набрати учні - 12)

XIV. Рефлексія. Закінчити фразу:

Я зрозумів, що…..

Я запам’ятав, що…

Мені на уроці…

XV. Домашнє завдання

1. § 23,25 (підручник В.Г.Бар'яхтар, О.О.Довгий)

2. Підготувати повідомлення: 1) «Блискавка та її походження»

2) «Біологічний електрострум»

3. Практична робота «Вивчення будови батарейки для кишенькового ліхтарика». Потрібно взяти три зіпсованих батарейки для кишенькового ліхтарика; дві з них розібрати; на аркуш картону приклеїти всі складові та підписати.

4. Експериментальне завдання

«Фруктова батарейка» (стор.135 підручник В.Г.Бар'яхтар, О.О.Довгий)

6.Домашній проект. Змайструй батарейку

Для досліду тобі потрібно:

Міцний паперовий рушник; харчова фольга; ножиці; мідні монети; кухона сіль; вода; два изольованих мідних провода; маленька лампочка

(1,5 В).

Твої дії:

1. Розчини в воді невелику кількість солі;

2. Поріж паперовий рушник і фольгу на квадратики трохи більші за монету;

3. Намочи паперові квадратики в солоній воді;

4. Поклади один на одного гіркою: мідну монету, кусочок фольги, знову монету, і так далл декілька разів. Зверху гірки повинна бути бумага, внизу – монета.

5. Захищений кінець одного провода підсунь під гірку, другий кінець приєднай до лампочки. Один кінець другого провода поклади на гірку зверху, другий також приєднай до лампочке. Що получилось?