Формування основних понять. На тему відводиться 7 годин, в т.ч

На тему відводиться 7 годин, в т.ч. виконується 3 лабораторні роботи. Головною методичною трудністю у викладанні цієї теми є абстрактність і не наочність ряду явищ. А відтак необхідне широке використання демонстраційних дослідів, засобів наочності, моделей, порівнянь на ін.

Мотивацією навчальної діяльності повинен бути вже відомий учням факт: тіла однакових об’ємів з різних речовин мають різну масу (і густину). Чому?

Формування поняття молекули розпочинають з використання життєвого досвіду учнів: їхніх знань про те, що речовину можна подрібнити (розмолоти, потовкти, розчинити). Демонструють досліди по стисканню повітряної кульки, розширенню твердих тіл при нагріванні, розчиненні крупинок фарби у воді. На основі експериментів підводять учнів до висновку про те, що існує границя подільності речовини. Таким чином, всі речовини складаються з маленьких частинок – молекул.

Молекула – найдрібніша частинка речовини, яка зберігає її властивості. Корисно розповісти учням коротку історію щодо розвитку уявлень про будову речовини.

Важливо продемонструвати не тільки поділ речовини (тіла) на частинки, а і зворотній процес – отримання цілого із частинок (2 краплі води можуть злитися в одну велику, із окремих цеглин можна побудувати дім і т.д.).

Далі демонструють знімки, отримані з допомого мікроскопу молекул різної речовини.

Молекула складається з атомів. Розглядають будову молекул водню, кисню, води. Повідомляють, що в науці прийнято схематичне зображення молекули. Воно є моделлю молекули.

Пропонують учням вдома виготовити з кольорового пластиліну кілька моделей молекул, потім розділити їх на атоми і скласти моделі нових молекул.

Ставлять перед учнями запитання: як же молекули розташовані в тілах? Для того, щоб відповісти на це запитання демонструють дослід по змішуванні води і спирту, води і солі та ін. Ці досліди можна змоделювати за допомогою пшона і гороху, металевих кульок і піску.

Формулюють висновок: між молекулами є проміжки.

Головною метою наступного уроку є формування уявлення про те, що невід’ємною властивістю матерії (речовини) є рух.

Існують два найбільш фундаментальні досліди для доведення руху молекул – дифузія і броунівський рух. Головними дослідами у 7 класі є досліди з дифузії, тому що їх легше здійснити і докладно пояснити. Демонструють дифузію краплі барвника у склянці з водою, дифузію кристалика марганцівки (аби учні не думали, що дифузія викликана силою тяжіння). Дослідження дифузії в газах варто розпочати з найпростішого: відкривають пляшечку з парфумами, камфорою, або пакет з нафталіном і ін.

Для з’ясування фізичної суті розглянутих явищ ставлять питання:

- Чи відбулося б явище, яке ви спостерігали, якби молекули газу не рухались?

Дають визначення явища дифузії:

Взаємне проникнення речовин при безпосередньому дотику, яке відбувається внаслідок хаотичного руху молекул називається дифузією.

Здогадку про рух молекул висловив ще давньоримський філософ Лукрецій Кар:

«… в освітленій смузі

грають роями вони, пориваються в напрямок різний,

наче в одвічній війні, нескінченні зав’язують битви,

втоми не знаючи, цілі загони в борні заповзятій

то наче в купу збиваються, то розбігаються знову».

Наочним доведенням руху молекул є, як відомо, броунівський рух. Бажано організувати його спостереження, незважаючи на технічні труднощі. За відсутності можливості можна продемонструвати комп’ютерну модель, фрагмент фільму або механічну модель.

Можна запропонувати учням уявити себе в ролі молекули: ох і дістанеться вам, якщо ви зменшитесь до розмірів молекул!

Спираючись на результати проведених дослідів, варто порівняти швидкість процесу дифузії в рідинах і газах. Після цього запитують: «Чи відбувається дифузія у твердих тілах?»

Після з’ясування цього питання роблять узагальнення: явище дифузії в рідинах, газах і твердих тілах вказує на те, що молекули і атоми будь-якої речовини знаходяться у стані неперервного руху.

Повідомляють учням, що швидкість руху різних молекул різна. Наприклад, швидкість руху молекул водню у повітрі досягає до 2000м/с, а молекули кисню – 500м/с. Ставлять запитання: «Чому запах парфумів поширюється не за соті долі секунди, а протягом якогось інтервалу часу?»

І наступне запитання: «Чи залежить швидкість дифузії від температури речовини?»

Пропонують пригадати досліди по розчиненню цукру у холодній воді. Роблять висновок: температура тіла пов’язана зі швидкістю руху молекул. За умови підвищення температури явище дифузії відбувається швидше (тому що молекули рухаються швидше).

Пропонують учням дома переконатись у тому, що чим більша швидкість руху молекул, тим вища температура речовини. (Для цього необхідно взяти пляшку з водою і термометр). При обговоренні в класі результатів експерименту, розповідають про життя і творчість англійського фізика Роберта Майєра, основоположника закону збереження і перетворення енергії.

Необхідно також розповісти і про російського вченого Михайла Ломоносова, який у своїй праці «Размышления о причине тепла и холода» (1745) писав: «… движение может настолько уменьшиться, что … никакое дальнейшее уменьшение движения невозможно. Следовательно, по необходимости должна существовать наибольшая и последняя степень холода».

Взаємне притягання і відштовхування молекул.Для обґрунтування існування притягання між молекулами ставлять учням запитання:

- Якщо всі тіла мають «зернисту» структуру, складаються з молекул, між якими є проміжки і які знаходяться в безперервному русі, то чому вони самі по собі не розпадаються на частини?

Пропонують зламати цвях, стиснути його. Для обговорення і формулювання відповіді на поставлене запитання демонструють досліди із свинцевими циліндрами й прилипанням скляної пластинки до води. За допомогою досліду учні переконуються в тому, що притягання між молекулами існує лише на дуже малих відстанях.

Про наявність відштовхування між молекулами свідчить той факт, що вони не зближуються впритул, а розділені проміжками. Наявність сил відштовхування пропонують встановити за допомогою фронтального досліду із медичним шприцом. Для цього поршень шприця розміщають посередині корпуса, після цього отвір під голку затикається і робиться спроба стиснути повітря. Виявляється, що зробити це неможливо, тому що виникають значні сили відштовхування. Якщо тепер відпустити поршень, то від під дією сил відштовхування поршень повертається у вихідне положення. Формулюють висновок: «Частинки речовини (молекули) взаємодіють одна з одною силами притягання і відштовхування одночасно, але на різних відстанях вони проявляються по-різному».

Пропонують учням трохи пофантазувати: добре, що молекули взаємодіють на малих відстанях. Інакше біда: ви сіли на стілець і…? Або взяли в руки ручку і …?

- Як можна продемонструвати взаємодію молекул за допомогою олівця? Крейди?

- Як пояснюються такі технологічні процеси як: фарбування деталей, змочування, пайка, зварювання?

Отриманні знання можна узагальнити у вигляді схеми:

Досліди, Речовина складається

в яких об’єм з частинок, між якими

тіла є проміжки

змінюється Всі тіла

складаються з молекул, між якими є проміжки

Досліди з Частинки дуже малі

розчиненням

крупинок

фарби

Досліди з Молекули речовини

явища дифузії безперервно і

хаотично рухаються.

Молекули перебувають

у безперервному

хаотичному русі

Досліди по Чим більша швидкість

залежності руху молекул, тим

дифузії від вища температура тіла

температури

Досліди по Між молекулами Молекули (атоми)

зчепленню помітна взаємодія на взаємодіють силами

свинцевих відстанях, менших від притягання і

циліндрів розмірів самих молекул відштовхування.

Досліди по

стисненню

повітря

Про різні стани речовини учні дещо знають з природознавства. Які ж особливості твердого, рідкого і газоподібного станів з точки зору їх молекулярної будови?

Необхідно показати учням, що багато фізичних властивостей речовин залежать від їх внутрішньої будови. При розгляді цього питання слід звернути увагу учнів на відмінності у молекулярній будові твердих тіл, рідин, газів.

Таким чином, знання в цій темі вчитель не повинен давати у готовому вигляді, а уміло створюючи проблемні ситуації з допомогою експерименту, спонукати учнів шукати шляхи розв’язання проблем, планувати експеримент з метою перевірки гіпотез, аналізувати його результати. Тільки у цьому випадку семикласники будуть опановувати емпіричний метод пізнання.