Урок "Кристаллические и аморфные тела" 11 класс

Проект урока по предмету 

(учителя физики МБОУ СОШ им. Л. Н. Толстого п. Лев Толстой  Трунтаевой С. Ю.)



Предмет: физика

Уровень образования: общеобразовательный  10 класс

Тема: « Кристаллические и аморфные тела.»

Тип урока: изучение и первичное закрепление новых знаний и способов деятельности. 

Форма проведения урока: урок  по системно-деятельностному подходу

Время проведения: декабрь

Участники: учащиеся 10 класса

Цель:  знакомство учащихся со строением и свойствами кристаллических и аморфных тел, обусловленными формой кристаллов, симметрией пространственных кристаллических решёток.

Планируемый результат обучения, в том числе и формирование УУД: 

	Познавательные УУД: самостоятельное выделение и формулирование познавательной цели; построение самостоятельного процесса поиска информации,  изучение роста кристаллов под микроскопом, самостоятельное получение кристаллов из паров, выращивание кристаллов в домашних условиях.

	Коммуникативные УУД: планирование учебного сотрудничества с учителем и сверстниками  определение цели, функций участников, способов взаимодействия при выполнении работы; умение с достаточной полнотой и точностью выражать свои мысли в соответствии с задачами и условиями коммуникации.

	Регулятивные УУД:  целеполагание как постановка учебной задачи; оценка  осознание качества и уровня усвоения знаний; оценка результатов работы.

Личностные УУД: формирование умений управлять своей учебной деятельностью, формирование интереса к физике при анализе физических явлений, формирование мотивации постановкой познавательных задач, раскрытием связи теории и опыта, развитие внимания, памяти, творческого мышления.

Основные понятия: кристаллы, аморфные тела.

Межпредметные связи: химия, биология.

Ресурсы: мультимедийный проектор, ПК, презентация; оборудование:  Модель  пространственной решётки кристаллов 

Таблица плотностей некоторых веществ

Лабораторное:  на каждую парту: коллекция минералов и горных пород, лупа, школьный микроскоп, насыщенные растворы поваренной соли и двухромокислого аммония, предметное стекло, пипетка, пробирка, порошок натрия, спиртовка. 



Информационные источники:

	 Учебник. Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Сотский Н.Н. 19-е изд. - М.: Просвещение, 2010

http://school-collection.edu.ru 

http://fcior.edu.ru 

Технологическая карта урока



Этапы урока

Содержание учебного материала.

Деятельность учителя

Деятельность

обучающихся

ФОУД

Формирование УУД

Организационный момент



	Включение в урок: Здравствуйте, садитесь.  Проверка готовности учащихся к уроку.

	

Приветствуют учителя.

Проверяют готовность к уроку (наличие тетради, учебника,   технических средств).



Личностные: самоопределение.

Коммуникативные: планирование учебного сотрудничества с учителем и сверстниками







Повторение изученного материала.

















Вопросы: Как вещество из газообразного состояния переходит в жидкое? 

Что происходит с веществом при его переходе из газообразного состояния в жидкое?

	

	

	Как вы считаете, не сводится ли отвердевание к такому же процессу? Быть может, при отвердевании молекулы сближаются ещё больше?

	

	

	

	

	

  Как объяснить различие свойств твёрдых тел и жидкостей? 

	

Для того чтобы вещество перешло из газообразного состояния в жидкое, надо газ охладить и сжать

Когда  газ превращается в жидкость, его молекулы сближаются. Расстояние между молекулами становится в несколько раз меньше, чем в газе. Поэтому плотность жидкости во много раз больше плотности газа.

Если посмотреть в таблицу плотностей ρв = 1000 кг/м3 ρл = 900 кг/м3 Поэтому можно сказать, что плотность вещества в твёрдом состоянии очень мало отличается от плотности того же вещества в жидком состоянии. Следовательно, жидкость превращается в твёрдое тело не в результате сближения молекул.







Коммуникативные: 

умение строить высказывания и воспринимать их.



Постановка проблемы

 Ребята, посмотрите на экран и ответьте на вопрос: что общего между предметами, которые вы видите на экране.

Подавляющее большинство используемых в современной технике материалов имеет кристаллическое строение. Исключение составляет, пожалуй, только широко известное и используемое стекло – аморфный материал. Поэтому, говоря о кристаллах и имея в виду только крупные, красивые, большей частью прозрачные образования, найденные в природе или изготовленные искусственным образом, мы делаем ошибку. Кристаллы – это не только драгоценные камни: простая медная проволочка или алюминиевая вилка состоят из материала, имеющего кристаллическое строение. Сталь для машин, алюминиевые сплавы для ракет и самолетов, полупроводниковые приборы и многое другое содержат в основе кристаллы разного типа, с разными свойствами.

Логическое завершение этапа: формулирование темы и целей урока.



Формулируют тему и цели урока.

Тема « Кристаллические и аморфные тела».

Цели:  познакомиться с удивительным миром кристаллов, рассмотреть закономерности образования и строения кристаллических и аморфных тел и их основные физические свойства, способы выращивания кристаллов, применение кристаллов в науке и технике.                                                                                                                     

Познавательные: постановка и формулирование проблемы.

Регулятивные: целеполагание.

Личностные: установление учащимися связи между целью учебной деятельности и ее мотивом.

Открытие нового знания

	Кристаллы – вещества, в которых мельчайшие частицы (атомы, ионы или молекулы) «упакованы» в определенном порядке. В результате при росте кристаллов на их поверхности самопроизвольно возникают плоские грани, а сами кристаллы принимают разнообразную геометрическую форму.

Чем кристаллы отличаются от аморфных тел?

У кристаллов дальний порядок в расположении молекул и более устойчивое их положение, а у аморфных тел ближний и температура плавления не постоянна. Примером аморфных тел может служить стекло, полиэтилен, 

Существует даже специальная наука – кристаллография. Она началась с осознания того факта, что независимо от своего происхождения кристаллы одного сорта имеют одинаковые внешние формы и внутреннее строение. Основы физической кристаллографии были заложены нашим соотечественником М. В. Ломоносовым. Давайте рассмотрим более подробно строение и свойства кристаллов. 

В зависимости от строения, кристаллы делятся на ионные, ковалентные, молекулярные и металлические.

Существенным свойством монокристалла является анизотропия – неодинаковость физических свойств вещества (электрические, механические и т. д.) по различным направлениям. Посмотрите на лист слюды. Он легко расщепляется по плоскости  и в то же время обладает высокой прочностью в направлении, перпендикулярном плоскости листа 

Все кристаллические соединения можно разделить на моно- и поликристаллические. Монокристалл представляет собой монолит с единой ненарушенной кристаллической решеткой.  . Природные монокристаллы больших размеров встречаются очень редко. 

Большинство кристаллических тел являются поликристаллическими, то есть состоят из множества мелких кристалликов (кристаллитов), иногда видных только при сильном увеличении, например многие горные породы, технические металлы и сплавы. 

	

	

	

	

	

	

	

	

	 

Обсуждение результатов наблюдений.



Многие видные ученые, внесшие большой вклад в развитие химии, минералогии, других наук, начинали свои первые опыты именно с выращивания кристаллов. Помимо чисто внешних эффектов, эти опыты заставляют задумываться над тем, как устроены кристаллы и как они образуются, почему разные вещества дают кристаллы разной формы, а некоторые вовсе не образуют кристаллов, что надо сделать, чтобы кристаллы получились большими и красивыми. 

Сейчас мы послушаем отчёт ваших одноклассников, которые выращивали кристаллы медного купороса  и поваренной соли дома.( опережающее домашнее задание).

Учитель: Итак, вы наблюдали за ростом кристаллов. Какие же условия могут повлиять на форму и скорость роста кристаллов.  

Посмотрим на рост кристаллов.















































Опыт со слюдой, наблюдение роста снежинок показывают, что свойства монокристаллов в разных направлениях неодинаковы. Можно указать и другие свойства, например теплопроводность, сопротивление, которые тоже зависят от направления по отношению к прямым, соединяющим узлы решёток. Это свойство кристаллов называют анизотропией. 













Самостоятельная работа учащихся с раздаточным материалом. Изучение особенностей строения ионных, ковалентных, молекулярных и металлических кристаллов.







Рассмотрение слюды( у каждого на парте).





 Самостоятельная работа учащихся   «Изучение образцов твердых тел.»

  Приборы и материалы: 

лупа; 

коллекция минералов и горных пород, металлов и сплавов; 

пробирка с песком.

Ход работы:

Осмотрите внешний вид минералов, горных пород, металлов и сплавов. Обратите внимание на их форму, цвет и блеск.

С помощью лупы рассмотрите структуру образцов горных пород  

Результаты наблюдений запишите в  таблицу

Заполните таблицу:

 

название кристалла

      форма 

              тип кристалла

   цвет и блеск





монокристалл

поликристалл



































	Выступления 2-х учащихся.

	

	

	

Практическая работа №2 «Выращивание кристаллов под микроскопом» (тема в тетрадь)

Оборудование: школьный микроскоп, насыщенные растворы поваренной соли и  медного купороса, предметное стекло, пипетка.

Инструкция ( не всем учащимся): Микроскоп установите на столе, тубус опустите. На предметное стекло нанесите пипеткой каплю раствора  медного купороса и поместите предметное стекло под микроскоп. Поворотом ручки наведите на резкость. Через 2 мин после нанесения раствора начнётся кристаллизация. Зарисуйте картину, сделайте вывод о форме кристаллов. То же проделайте с раствором поваренной соли.  

Практическая работа №3 «Получение кристаллов из паров» 

Оборудование: пробирка, порошок натрия (нашатыря), спиртовка, лупа.

Инструкция( не всем учащимся): 1. Насыпьте в пробирку немного порошка натрия (нашатыря) и осторожно введите пробирку в пламя спиртовки, пробирку держите наклонно, открытым концом от себя. Через некоторое время прекратите нагревание.

2. Рассмотрите внимательно с помощью лупы, что образуется на стенках пробирки.

3. Объясните наблюдаемое явление. Зарисуйте результаты наблюдений в тетради 

  

	

	

Познавательные: установление причинно- следственных связей, построение логической цепи рассуждений, доказательство; выявление признаков; синтез как составление целого из частей;  

Регулятивные: планирование, контроль, коррекция, оценка. соотнесение того, что уже известно и усвоено учащимися, и того, что ещё неизвестно;



Коммуникативные: постановка вопросов – инициативное сотрудничество в поиске и сборе информации; управление поведением партнера – контроль, коррекция, оценка действий партнера; умение с достаточно полнотой и точностью выразить свои мысли в соответствии с задачами и условиями коммуникации.









































Познавательные: постановка и формулирование проблемы, самостоятельное создание алгоритмов деятельности при решении проблем творческого и поискового характера.

Первичное закрепление

Ответьте на вопросы:

 Как называется наука, которая изучает свойства кристаллов?

Что такое кристалл?

В чем отличие моно- и поликристаллов?

Какие вам запомнились способы выращивания кристаллов?

Где и как применяются кристаллы.



 



Отвечают на вопросы.







  Регулятивные:

целеполагание, планирование, контроль, оценка.

Коммуникативные: планирование учебного сотрудничества с учителем и сверстниками; постановка вопросов.

Рефлексия

Что было сложного при изучении нового материала?

Что было непонятно?

Что было интересно?



Личностные УУД:

нравственно-этическая ориентация, в том числе,  и оценивание усваиваемого содержания (исходя из социальных и личностных ценностей).

Подведение итогов, домашнее задание

 Выставление оценок,

Анализ работы ребят.

П. 24, 25. учебника. Доклад « Применение кристаллов», Наблюдение за ростом кристаллов в домашних условиях.







Познавательные:

осуществление анализа содержания учебного материала и формулирование выводов. 

Коммуникативные:

умение строить высказывания и воспринимать их.

Регулятивные:

вносить необходимые коррективы на основе оценки и учета сделанных ошибок








 Раздаточный материал.

Кристаллы – вещества, в которых мельчайшие частицы (атомы, ионы или молекулы) «упакованы» в определенном порядке. В результате при росте кристаллов на их поверхности самопроизвольно возникают плоские грани, а сами кристаллы принимают разнообразную геометрическую форму.

Возможные формы кристалла

 Существует даже специальная наука – кристаллография. Она началась с осознания того факта, что независимо от своего происхождения кристаллы одного сорта имеют одинаковые внешние формы и внутреннее строение. Основы физической кристаллографии были заложены нашим соотечественником М. В. Ломоносовым.

Давайте рассмотрим более подробно строение и свойства кристаллов. 

В зависимости от строения, кристаллы делятся на ионные, ковалентные, молекулярные и металлические 

Ионные кристаллы построены из чередующихся катионов и анионов, которые удерживаются в определенном порядке силами электростатического притяжения и отталкивания.  

В ковалентных кристаллах (их еще называют атомными) в узлах кристаллической решетки находятся атомы, одинаковые или разные, которые связаны ковалентными связями. Эти связи прочные и направлены под определенными углами.   Ковалентные кристаллы, как правило, твердые и тугоплавкие.

Молекулярные кристаллы построены из изолированных молекул, между которыми действуют сравнительно слабые силы притяжения. В результате такие кристаллы имеют намного меньшие температуры плавления и кипения, твердость их низка . Прочность этих кристаллов не велика. Прочность молекулярных кристаллов зависит от размеров и сложности молекул.

Металлические кристаллы образуют чистые металлы и их сплавы.   Кристаллическая решетка металлов образована катионами, которые связаны подвижными электронами. Такое строение обусловливает электропроводность, ковкость, высокую отражательную способность (блеск) кристаллов.  

 Все кристаллические соединения можно разделить на моно- и поликристаллические. Монокристалл представляет собой монолит с единой ненарушенной кристаллической решеткой. Таковы кристаллы минералов, например громадные (до сотен кг) кристаллы кварца (горного хрусталя), флюорита, кальцита, полевого шпата или относительно мелкие кристаллы берилла, алмаза и др. Природные монокристаллы больших размеров встречаются очень редко. 

Большинство кристаллических тел являются поликристаллическими, то есть состоят из множества мелких кристалликов (кристаллитов), иногда видных только при сильном увеличении, например многие горные породы, технические металлы и сплавы.