Формирование у учащихся средней школы знаний об агрегатных состояниях вещества и фазовых переходах на основе молекулярно-кинетической теории

• Автор: Демьянова, Татьяна Ивановна
• Шифр специальности: 13.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 197 c. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

Глава I. НАУЧНОМЕТОДИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ И ОТБОР УЧЕБНОГО МАТЕРИАЛА

1.1. Современные представления об агрегатных состояниях вещества

1.2. Фазовые переходы с молекулярнокинетической и термодинамической точек зрения .

1.3. Состояние методики изучения агрегатных состояний вещества и фазовых переходов в школьном курсе физики .

1.4. Межпредметные связи при изучении строения и свойств вещества

Глава П. МЕТОДИКА ФОРМИРОВАНИЯ ЗНАНИЙ О МОЛЕКУЛЯРНОКИНЕТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ АГРЕГАТНЫХ СОСТОЯНИЙ ВЕЩЕСТВА И ИХ ПРЕВРАЩЕНИЯХ

2.1. Этапы изучения агрегатных состояний вещества и их превращений .

2.2. Методика изучения структуры и свойств вещества в У1 классе

2.3. Методика развития понятий о структуре и свойствах вещества в УП классе .

2.4. Основные направления углубления и обобщения понятий об агрегатных состояниях вещества и фазовых пе
реходах в IX классе
2.5. Физический эксперимент при изучении агрегатных состояний вещества и их взаимных превращений
Глава Ш. ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ ЭКСПЕРИМЕНТ
3.1. Задачи и организация педагогического эксперимента .
3.2. Результаты констатирующего эксперимента . . .
3.3. Результаты формирующего эксперимента
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


В плане формирован™ естественнонаучной картины мира изучение агрегатных состояний вещества позволяет раскрыть основные положения молекулярно-кинетической теории строения вещества, зависимость свойств вещества от его внутренней структуры. Знакомство учащихся с физическими основами современной техники и технологии, такими, например, как получение и применение сплавов, литейное производство, служит целям политехнического обучения. Программа предусматривает систематическое изучение физики, раскрывающее микромеханизм явлений. При этом важно построить все обучение так, чтобы изучаемые сведения логически вытекали из молекулярно-кинетических представлений о строении вещества. Для этого надо отобрать только минимум фактов, понятий и закономерностей и дать игл толкование, отвечающее современности. Итак, решая задачу приближения школьного курса физики к современному уровню науки физики, следует определить тот минимум материала, эффективное изучение которого привело бы кратчайшим путем к осуществлению главных целей обуче -ния физике в школе: глубокому и прочному усвоению материала, развитию мышления и формированию диалектико-материалистического мировоззрения школьников. Структурные характеристики вещества. Понятие агрегатного состояния вещества, а также связанные с ним понятия фазы и фазового перехода являются фундаментальными понятиями современной физики. Для реализации принципа научности в обучении физике эти понятия должны быть основными и в школьном курсе. Для методики весьма важной на современном этапе является проблема введения этих понятий и дальнейшего их развития и формирования на протяжении всего курса физики средней школы. Чтобы при последующем обучении учащиеся не испытывали затруднений, следует уже на первой ступени обучения физике правильно формировать,пусть на элементарном уровне, содержание этих понятий. Молекулярная физика изучает физические свойства вещества в различных агрегатных состояниях в зависимости от их молекулярного строения, сил взаимодействия между частицами, образующими тела, и характера их теплового движения. Исходя из этого, проанализируем современные представления об агрегатных состояниях вещества по следующим признакам: а/ по характеру теплового движения частиц ; б/по энергиям взаимодействия частиц и энергиям их теплового движения ; в/ по степени упорядоченности в расположении частиц. В трех из них - газообразном, жидком и твердом - сохраняется обычный атомно-молекулярный состав вещества. Эти три состояния являются агрегатными. Существование веществ при данных условиях в том или ином агрегатном состоянии зависит от строения электронных оболочек, составляющих частиц: атомов, молекул, ионов. Рассмотрим классификацию агрегатных состояний вещества, положив в ее основу характер теплового молекулярного движения. С точки зрения Я. И.Френкеля "Ключом к пониманию соотношения между жидким состоянием и двумя крайними состояниями, которые оно соединяет друг с другом, является правильное понимание характера теплового движения во всех трех состояниях -твердом, жидком и газообразном"П6? З-*/]. Наиболее хорошо знакома картина теплового движения в газах, в которых частицы почти не связаны силами притяжения и движутся свободно, заполняя весь предоставленный им объем. В этом случае частицы беспорядочно движутся со скоростями порядка скорости звука, причем их прямолинейное равномерное движение нарушается при кратковременных столкновениях, когда между ними возникают значительные силы. Если газ находится в равновесии, частицы его движутся совершенно беспорядочно, хаотически. Все направления равновероятны, ни одному из них не может быть отдано предпочтение перед другими. Скорости частиц могут быть самыми раз личными, причем, при каждом соударении с другими молекулами скорость данной молекулы может с равной вероятностью как возрасти, так и уменьшиться. При переходе к другому крайнему состоянию - твердому - наблюдается совершенно иная картина теплового движения, заключающаяся главным образом в малых колебаниях около определенных положений равновесия.