Машины для преобразования энергии технология 7 класс конспект

Обновлено: 02.07.2024

В статье представлено учебное проектирование в рамках креативного урока "Преобразование энергии в тепловых процессах". Учебная проблема реализована в форме вопроса, не совпадающего с темой (можно ли создать "вечный двигатель"?), ответом на который являтся новое знание для обучающихся. При создании презентации использовались творческие работы учеников старших классов ( "самодельные" ЦОР), что мотивирует семиклассников на создание собственных проектов и решение практических задач.

Вложение	Размер
preobrazovanie_energii_v_teplovyh_processah.rar	985.08 КБ

Предварительный просмотр:

Автор: Огнева Марина Владимировна

Цель урока: формирование ключевых компетенций обучающихся.

Задачи урока (выбраны в соответствии с государственными стандартами) :

Повторить, углубить имеющиеся у учащихся знания о законе сохранения энергии в тепловых процессах ( образовательные).
Развивать умение участвовать в диалоге, аргументировать и формулировать выводы, используя для решения познавательных и коммуникативных задач различные источники информации: учебные тексты, справочные данные, мультимедийную презентацию, ресурсы Интернета ( развивающие ).
Воспитывать умение согласовывать и координировать свои действия и самостоятельно оценивать результат в процессе совместной деятельности ( воспитательные ).

Тип урока: креативный.

Оборудование: интерактивная доска, компьютеры для обучающихся и учителя, мультимедийный проектор (место проведения - компьютерный класс).

План проведения урока:

Виды деятельности учителя

Виды деятельности ученика

1. организационный этап

Подготовка учащихся к работе на уроке.

Подготовительный – планирование, поиск информации в различных источниках

(выполнение домашнего задания к уроку по теме).

2. Подготовка к основному этапу занятия.

Обеспечение мотивации и принятие учащимися цели, учебно-познавательной деятельности, актуализация опорных знаний и умений.

Просмотр и обсуждение презентации.

Критерий оценки: работа двигателя не должна противоречить закону сохранения энергии.

Стимулирование мыслительной деятельности учащихся.

4.Усвоение новых знаний и способов действий.

Обеспечение восприятия и осмысления знаний и способов действий, связей и отношений в объекте изучения.

Поэтапная проверка выполнения задания с использованием интерактивной доски.

Самостоятельная работа с различными источниками (1 группа -поиск и изучение учебных текстов, справочных данных, 2 группа - работа с мультимедийной презентацией, использование моделей, ресурсов Интернета). Для сильных учеников предлагается дополнительное задание.

5.Контроль и самопроверка знаний.

Выявление качества и уровня овладения знаниями и способами действий, обеспечение их коррекции.

Учащиеся других групп задают вопросы на уточнение.

Выделение мировоззренческих идей (закон сохранения энергии).

6.Подведение итогов занятий.

Дать анализ и оценку успешности достижения целей и наметить перспективу последующей работы.

Рейтинговая оценка за урок.

7. Информация о домашнем задании.

Обеспечение понимания цели, содержания и способов выполнения домашнего задания.

Вместе с семьей ответить

на вопросы теста

Желаю вам успеха!

Мобилизация учащихся на рефлексию своего поведения (мотивации, способов деятельности, общения).

учащиеся заполняют карточку с рефлексивной анкетой и на выходе из класса выбирают цвет эмоциональной рефлексии.

О, сколько нам открытий чудных

Готовят просвещенья дух,

И опыт, сын ошибок трудных

И, гений парадоксов друг,

И случай, бог-изобретатель.

Цель: поиск альтернативных источников энергии

д/з : Вместе с семьей ответить на вопросы теста

Желаю вам успеха!

Эпиграфы на плакатах

« За основание тут мы берем

- Хвала великому светилу!

Спустя столетья Солнца жар

Чудесно переходит в силу,

Свет, электричество и пар.

Франция XIX век.

Ученики проходят в класс и рассаживаются за компьютеры. Звонок на урок.

Гаснет свет, включается стробоскоп, звучат раскаты грома, слова учителя (слайды №1-8) :

Великий физик А. Эйнштейн доказал, что полную энергию можно определить по формуле Е=mc² . Получается, что в каждой песчинке – колоссальное количество энергии. Почему же человечество испытывает энергетический кризис? Внутренняя энергия топлива и энергия падающей воды - основные источники энергии. Потребители энергии - каждый из нас: электроэнергия, топливо, одежда, предметы быта, жилища. Единство различных форм материи проявляется в их превращении друг в друга. Современная наука рассматривает следующие формы энергии: механическую, тепловую, электромагнитную, ядерную, биологическую и химическую. Количественным выражением этой способности является закон сохранения энергии. Он выполняется во всех явлениях природы, так как является следствием равномерности хода времени.

Каковы причины нарушения равновесия в природе? Количество сжигаемого топлива таково, что выделяемые при горении продукты меняют состав воздуха. В городах накапливается углекислый газ, порождающий парниковый эффект. Последствия: болезни, изменение климата.

Кольская АЭС вырабатывает в год-12 -12,3млрд кВт/ч; 17 гидроэлектростанций до 6,5 млрд. кВт/ч в год, 5 ТЭС. Апатитская ТЭС до 0,8 млрд. кВт/ч. В Мурманской области вырабатывается в год 19-20 млрд. кВт/ч

(1,8% в эл. эн. России, 70% дефицита в электрической энергии).

Как предотвратить экологические бедствия? (Строить очистные сооружения).

На Венере - плотнейшая атмосфера из СО 2. Атмосферное давление больше, чем на Земле (в 300 раз!). Планета – парник. Температура около 350 о С днем и ночью, мало воды. Значение тепловых явлений очень велико: изменение температуры организма на 0,5 о С означает заболевание. Организм не в состоянии компенсировать изменение температуры при теплообмене со средой. Нужно изобретать одежду, строить жилища, подбирать топливо.

Человек и животные

Холодно в мокрой одежде

Защита организма от перегрева – пот, от мороза - жир

2. Тепловые явления

Теплоизоляция бытовых приборов

Конвекция в помещении и в холодильнике

Защита посадок при помощи снежного покрова

Ученые и открытия

Слайды 9 -14 в презентации

Задание для обучающихся

Цель: поиск альтернативных источников энергии.

Критерий оценки: работа двигателя не должна противоречить закону сохранения энергии.

(Поставьте себе один балл, если вы справились)

Архимедов винт, вращаясь, поднимает воду в верхний бак (кинетическая энергия переходит в потенциальную энергию ),

2) откуда она вытекает из лотка струёй, ударяющей в лопатки водяного колеса ( потенциальная энергия падающей воды переходит в кинетическую энергию и внутреннюю энергию ).

3) Водяное колесо вращает точильный камень и одновременно двигает. тот самый Архимедов винт, который поднимает воду в верхний бак ( кинетическая энергия падающей воды переходит в кинетическую энергию камня и внутреннюю энергию и в потенциальную энергию ),

4) Винт поворачивает колесо, а колесо — винт. может ли это быть и почему? ( Нет, так как часть механической энергии переходит во внутреннюю ).

Слайды № 1, 2,3, 23

За счет какой энергии механической (т.е. потенциальной и кинетической) или внутренней ( охлаждение ) совершается работа?

Слайды № 5, 17,18,23

Определите тип двигателя.

Слайды № 4, 6,17,18,19,21

На каких этапах работы двигателя возможны потери энергии в данном устройстве? ( На всех). Предложите способы компенсации потерь энергии. (Доливать воду, уменьшать за счет смазки трение).

Слайды № 4, 16, 17, 20

Вы сделали открытие?

Сформулируйте вывод о возможности существования вечного двигателя. (Невозможно построить вечный двигатель первого рода, который бы мог работать бесконечно долго без извлечения энергии из окружающей среды .

Невозможно создать вечный двигатель второго рода, который работал бы бесконечно долго за счет охлаждения какого-либо одного тела).

Хотите узнать дополнительно о тепловых двигателях?

Подсчитайте итоговое количество баллов

Дополнительное задание для желающих

Какая из величин не измеряется в Джоулях?

внутренняя энергия; 2) количество теплоты; 3) работа; 4) сила

При каждом последующем прыжке мяч поднимается на меньшую высоту, так как…

1) часть его механической энергии переходит во внутреннюю; 2) его потенциальная энергия переходит в кинетическую; 3) его кинетическая энергия переходит в потенциальную;4) не выполняется закон сохранения энергии.

3.Над телом совершен термодинамический процесс, в результате которого тело вернулось в состояние с исходной температурой. В результате такого процесса:

1) работа обязательно равна нулю; 2) количество теплоты обязательно равно нулю; 3) тело изменило объем; 4) изменение внутренней энергии равно нулю.

4. Если содержащий в закрытом сосуде газ нагреть, удерживая пробку, а затем пробку отпустить, то она вылетит. При выталкивании пробки происходит преобразование…

1) потенциальной энергии газа в потенциальную энергию пробки; 2) внутренней энергии газа в потенциальную энергию пробки; 3) внутренней энергии газа в кинетическую энергию пробки; 4) кинетической энергии газа в кинетическую энергию пробки.

5.В каком случае КПД автомобильного двигателя выше - зимой или летом?

1) одинаково; 2) летом; 3) зимой; 4) определенного ответа дать нельзя, так как зависит от конкретного двигателя.

6.Какие из приведенных формулировок являются верными?

А.Изменение внутренней энергии системы всегда равно сумме работы внешних сил и количества теплоты, переданного системе.

Б. Внутреннюю энергию системы можно изменить за счет работы внешних сил или количества теплоты, переданного системе.

1) Только А ; 2) Только Б ; 3)А и Б ; 4) Ни А, ни Б.

Хотите узнать свою оценку за тест? Сформулируйте вывод о возможности существования вечного двигателя.

(Закон сохранения энергии в тепловых процессах объясняет невозможность построения вечного двигателя первого рода, который бы мог работать бесконечно долго без затрат энергии.

рейтинговая оценка = (коллективная оценка + самооценка + оценка учителя)/3.

средняя коллективная оценка

Урок окончен. Спасибо за внимание.

«Здесь приходится бежать со всех ног,

чтобы только остаться на том же месте!

Ну, а если хочешь попасть в другое место,

тогда нужно бежать, по крайней мере,

Метод проектов ориентирован на формирование творческого мышления и следующих ключевых компетенций учащихся [ 1 ]:

умение планировать и представлять конечный результат;
умение получать необходимую информацию из разных источников;
умение оценивать результаты и публично защищать свой проект;
умение конструктивно обсуждать результаты каждого этапа и формулировать запросы о помощи.
умение выражать замыслы с помощью рисунков, таблиц, диаграмм, макетов .

Учтены психологические, возрастные особенности обучающихся 7-го класса, а также приоритеты для школьного курса физики на этапе основного общего образования программы.

В познавательной деятельности: использование для познания закона сохранения энергии в тепловых процессах следующих методов: наблюдение, эксперимент, моделирование; приобретение опыта выдвижения гипотез для объяснения фактов и экспериментальной проверки выдвигаемых гипотез; использование приобретеннх знаний и умений в повседневной жизни для рационального использования энергии.

В информационно-коммуникативной деятельности: развитие способности понимать точку зрения собеседника и признавать право на иное мнение; использование для решения познавательных и коммуникативных задач различных источников информации.

В рефлексивной деятельности: владение навыками контроля и оценки своей деятельности; организация учебной деятельности: постановка цели, планирование.

формирование научных знаний о законе сохранения энергии - фундаментального утверждения современной науки;
формирование научного мировоззрения и критического мышления учащихся;
формирование ключевых компетенций обучающихся (см. выше).

Основной акцент по данной программе делается на научный и мировоззренческий аспект образования по физике, являющийся важным вкладом в создание интеллектуального потенциала страны.

Психологические аспекты урока: связь содержания программы с именами выдающихся ученых; содержание самостоятельных исследований учащихся актуализирует факторы интеллекта, присущие творческой деятельности;признание жизненного опыта учащихся в сфере физики.

Личностно- значимое понимание: законы физики и методы науки усваиваются школьниками легче, поскольку они имеют значимую для ребенка проблему, которую они способны разрешить самостоятельно.

Анализ и оценка успешности достижения целей, наметить перспективу последующей работы.
Заполнение карточки – саморефлексия. Рейтинговая оценка деятельности.

Методы обучения на уроке и приоритеты

Метод проблемного изложения ( существует ли вечный двигатель?).

Частично-поисковый метод ( поиск и изучение учебных текстов, справочных данных, просмотр мультимедийной презентации, использование ресурсов Интернета, проведение анализа основных понятий и законов по теме ). При этом, опираясь на психологические особенности личности ученика, максимально реализовывались его потенциальные возможности к обучению. Так как обучаемые с доминирующей аудиальной модальностью показывают более низкие результаты при работе обучающими компьютерными системами [3], то второй группе (аудиалы) были предложены печатные источники инфомации при выполнении самостоятельной работы.

Дизайн-петля — алгоритм проектной деятельности [8]

Шаг 1. Определение потребности

Шаг 2. Исследование объектов

Шаг 3 . Требования к объекту

Шаг 6. Планирование

Шаг 4. Выработка первоначальных идей

Шаг 5. Анализ идей. Выбор одной

Шаг 7. Изготовление

Шаг 8 .Оценка (рефлексия)

Интерактивные методы обучения в сочетании с использованием мультимедиа помогают изменить роль учащегося, превращая его из пассивного слушателя в активного участника учебного процесса .
Аналогия . ( Проектируем не вечный двигатель, а способы получения альтернативных источников энергии ).
Ассоциация (метод формирования идеи альтернативных источников энергии) - одна из важнейших задач в обучении творческой личности.

Использование информационно-коммуникативных технологий обосновано тем, что это позволяет обучающимся в доступной форме познакомиться с изучаемыми явлениями, исследовать модели. Использование интерактивной доски вносит дополнительную динамику в развитие урока. На начальном уровне усвоения управление учебной деятельностью обучающихся можно доверить компьютеру, однако в центре реального учебного процесса в настоящее время обучающиеся предпочитают видеть учителя, а не компьютер[7].

Согласно шести валеологическим показателей ЗОЖ положительные эмоции поддерживаются за счет снятия напряжения в начале и в конце урока.

Опыт показывает, что подобные уроки по формированию ключевых компетенций улучшают эмоциональное состояние учащихся, эффективны в достижении конечного результата. Качество обучения по физике в этом классе за год - 70%. При подведении итогов урока выяснилось, что обучающиеся усвоили тему с качеством знаний 72%.

Формирование основных и предметных компетенций на уроке; эффективное построение учебного процесса на уроке; воспитание самостоятельной мыслящей личности; создание условий для развития познавательной активности обучающихся, самореализации их творческих способностей.

Планируемые образовательные результаты

Личностные - Готовность и способность к саморазвитию и самообразованию на основе мотивации к обучению и познанию; готовность и способность вести диалог с другими людьми и достигать в нем взаимопонимания; формирование компетенций анализа, проектирования, организации деятельности, рефлексии изменений.

Метапредметные – Умение соотносить свои действия с планируемыми результатами, осуществлять контроль своей деятельности в процессе достижения результата, определять способы действий в рамках предложенных условий и требований, корректировать свои действия в соответствии с изменяющейся ситуацией. Умение оценивать правильность выполнения учебной задачи, собственные возможности её решения, владения основами самоконтроля, самооценки.

Предметные - Перечисляют, характеризуют и распознают устройства для накопления энергии, для передачи энергии; фиксируют и анализируют динамику собственных

образовательных результатов, распознают устройства для накопления энергии

Обосновывают и осуществляют выбор наиболее эффективных способов решения учебных и познавательных задач.

Оборудование

Техническое оснащение (проектор.), раздаточный материал

Наглядно-демонстрационный материал

Презентация, учебник Технология. 7 класс под редакцией В. М. Казакевича, ЭОР, энциклопедии, статьи, иллюстрации.

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Конспект урока по технологии

Учитель Аметова С.М.

Дата Класс № урока

Тема : Тепловые машины внутреннего сгорания

Образовательные:

· дать студентам историческую справку о создании тепловых двигателей, показать взаимосвязь развития науки и общества;

· показать вклад русских изобретателей и ученых в создании и развитии тепловых двигателей;

· раскрыть роль и значение тепловых двигателей в современном мире;

· познакомить студентов с принципом действия тепловых двигателей;

Развивающие:

· развивать умение анализировать, выделять главное, выдвигать гипотезы, делать выводы;

· развивать умение самостоятельного поиска информации;

· развивать познавательную деятельность студентов;

· развивать навыки самооценки.

Воспитательные:

· воспитывать культуру общения;

Предметные:научиться находить и представлять информацию о видах и функциях климатических приборов;изучить потребность в бытовых электроприборах для уборки и создания микроклимата в жилом помещении;

Метапредметные :формулировать умения сопоставлять, анализировать, сравнивать, ставить и формулировать проблему самостоятельно создавать алгоритм деятельности;формировать умения постановки цели, моделировать ситуации, планировать свою деятельность, проводить рефлексию, оценивать свою работу и действия;

Личностные : Развитие у учащихся трудолюбия и ответственности за качество своей деятельности, сформулировать мотивацию и самомотивацию изучения темы

Тип урока : изучение нового материала

Оборудование: рабочие тетради.

1.Организационный момент.Приветствие.Готовность учащихся к уроку.Проверка отсутствующих.

«…Хотя всем было известно, что машина устаревшая, никуда не годная и так далее, но, даже и такая, она поражала своей невероятной, сокрушительной силой.

Стальные шатуны, облитые тугим зеленым маслом, носились туда и обратно с легкостью, изумительной при их стопудовом весе.

Жарко шаркали поршни. Порхали литые кривошипы. Медные диски эксцентриков быстро и нервно терлись друг о друга, оказывая таинственное влияние на почти незаметную, кропотливую деятельность скромных, но очень важных золотников.

А мы сегодня будем говорить о тепловых двигателях.

4.Основная часть урока(новый материал). Тепловой двигатель внутреннего сгорания – это устройство, предназначенное для преобразования тепловой энергии от сгорания топлива в механическую работу.

В зависимости от вида используемой энергии механическая энергия может быть получена от:
• ротора, вращающегося под действием внешних или внутренних сил;
• поршня, совершающего возвратно-поступательные движения;
• природного источника или аппарата, подающего на рабочий орган поток
газа или жидкости;
• струи жидкости или газа как источников энергии.
Двигатели приводят в действие все рабочие машины и технологические
установки на производстве. Все виды сухопутного, водного, воздушного
и космического транспорта оборудованы соответствующими двигателями. Двигатели установлены во многих бытовых приборах.

Реактивный двигатель – это устройство, создающее необходимую для движения силу тяги посредством преобразования внутренней энергии топлива в кинетическую энергию реактивной струи рабочего тела.

Ракетный двигатель – это вид реактивного двигателя, создающее необходимую для движения силу тяги посредством преобразования исходной энергии в кинетическую энергию реактивной струи рабочего тела.

В тепловых двигателях внутреннего сгорания рабочим телом является горячий газ под высоким давлением.

Основными видами тепловых ДВС являются бензиновый и дизельный ДВС и газовая турбина. Ракетный двигатель в отличии от воздушно-реактивного двигателя не нуждается в кислороде для сгорания топлива.

Атомный ракетный двигатель является будущим космонавтики.

ДВС – очень распространенный вид теплового двигателя. Топливо в нем сгорает прямо в цилиндре, внутри самого двигателя. Отсюда и происходит название этого двигателя (записать в тетради).

ДВС – работает на жидком топливе (бензин, керосин, нефть) или на горючем газе.

Рассмотрим модель ДВС в разрезе.

Двигатель состоит из цилиндра, в котором, перемешается поршень 3, соединенный посредством шатуна 4, с коленчатым валом 5. На валу укреплен тяжелый маховик 6, предназначенный для уменьшения неравномерности вращения вала.

В верхней части цилиндра имеется 2 клапана 1 и 2, которые открываются и закрываются механически при помощи распределительного вала, 7 свеча.

А теперь более подробно рассмотрим схему работы такого двигателя.

а) мертвые точки;
б) ход поршня

Принцип действия ДВС.

Крайние положения поршня в цилиндре называют мертвыми точками.

Расстояние, проходимое поршнем от одной мертвой точки до другой,

называется ходом поршня.

Один рабочий цикл в двигателе происходит за 4 хода поршня или такта.

Поэтому такие двигатели называются четырёхтактными. Рассмотрим более

подробно каждый такт.

Один рабочий цикл в двигателе происходит за 4 хода поршня, или, как говорят, за четыре такта. Поэтому такие двигатели называют четырехтактными.

Цикл двигателя:

Впуск.
Сжатие.
Рабочий ход.
Выпуск.

Итак, мы с вами узнали, почему двигатель называют ДВС.

5.Физминутка. Повороты зрачками. Закрыть глаза сжать веки с силой и отпустить. Посмотреть налево, направо, вверх, вниз,

выполнить упражнение 5 раз.

6.Первичное усвоение новых знаний. Двигатель внутреннего сгорания – один из самых распространённых тепловых двигателей. Он приводит в движение автомобили, тракторы, тепловозы, теплоходы и т.д.

Первый двигатель внутреннего сгорания был создан в 1860 г. французским инженером Этьеном Ленуаром, а затем был усовершенствован. Тест по пройдейной сегодня теме.

7.Закрепление изученного материала Изобретением, созданием и произ
водством двигателей разных конструкций занимаются инженеры, инженеры-
конструкторы, технологи, дизайнеры, рабочие и техники различных промыш
ленных предприятий и сотрудники научно-исследовательских организаций Хочется отметить, что научно-технический прогресс неуклонно совершенствует конструкции, технические характеристики автомобилей. Важным на современном этапе является создание новых экономичных и экологически чистых машин. Это- машины нового века, новых технологий. Это – машины будущего. Может быть кто-то из вас и будет изобретателем этих машин. Желаю вам в этом удачи.

Что было сложным сегодня на уроке?

Что больше всего запомнилось ?

О чем более подробнее хотели бы знать?

Что было интересным?

1.К каждой иллюстрации подберите подходящую подпись

1 А) бензиновый

2 Б) ракетный

3 В ) реактивный

2.Какие из названных двигателей не являются двигателями внутреннего сгорания?

o Паровая турбина

o Бензиновый двигатель

o Паровая мащина

o Газовая турбина

o Пневматический двигатель

3.Какой из двигателей внутреннего сгорания обладает наибольшим коэффициентом полезного действия?

o Бензиновый двигатель

o Дизельный двигатель

o Газовая турбина

4. Какой двигатель является самым распространённым на автомобильном транспорте?

o Бензиновый

o Дизельный

o Реактивный

o Газовая турбина

o Ракетный

5. Какие из перечисленных двигателей никогда не ставят на самолеты?

Основные понятии: Двигатель – это устройство, преобразующее какой-либо вид энергии в механическую работу или энергию другого вида.

Пояснения: Двигателем называется устройство, преобразующее какой-либо вид энергии в механическую работу или в энергию другого вида. Ветряные и водяные двигатели преобразуют природную энергию движущегося воздуха или движущейся воды в механическую энергию или работу. Тепловые двигатели преобразуют тепловую энергию в другие виды энергии или работу.

Литература: Технология. 7 класс : учеб. для общеобразоват. организаций / [В. М. Казакевич, Г. В. Пичугина, Г. Ю. Семенова и др.]; под ред. В. М. Казакевича. — М.: Просвещение, 2017.

Читайте также: