Методическая разработка мастер-класса «Нестандартные источники энергии»

МБОУ «Цнинская СОШ № 2» п. Строитель Методическая разработка мастер­класса  «Нестандартные источники энергии» Коняхина Ольга Борисовна учитель начальных классов п. Строитель 2017 г. Введение. Содержание: 1. 1.1. Актуальность темы. 1.2. Цель. 1.3. 1.4. Методы обучения. Технология обучения Задачи. 2. Ход мастер­класса: 2.1. Организационная часть. 2.2. Вводная часть. 2.3. Практическая часть. 2.3.    Подведение итогов. 3. Заключение. 4. Список использованной литературы. Введение Актуальность темы               Энергия   была   и   остается   главной   составляющей   жизни   человека. Человечество уже не может представить свою жизнь без электроэнергии. Она дает   возможность   создавать   различные   материалы,   является   одним   из главных   факторов   при   разработке   новых   технологий,   делает   нашу   жизнь проще и комфортнее.      А   что   будет,   если   мы   лишимся   привычных   источников электроэнергии   в   силу   независящих   от   нас   обстоятельств?   Сможет   ли   в   короткие   сроки   из   окружающих   объектов   получить   так человек   необходимую для него энергию.  Известно, что потребление электрической энергии растет все больше и больше. И первоочередной задачей энергетики становятся поиски новых источников,  в том числе и нетрадиционных. Цель   мастер­класса:  вовлечение   обучающихся   в   научно­ исследовательскую   и   изобретательную   деятельность   через   исследование возможности   использования   фруктов   и   овощей   в   качестве     источников электрического тока.  Задачи мастер­класса:   формировать интерес к сфере науки;  передать   учителем­мастером     своего   опыта   путем   прямого   и комментированного   показа   последовательности   действий,   методов, приемов и форм исследовательской деятельности;    отработать в ходе совместной работы методические подходы и приемы организации исследовательской работы;       сформировать   у   обучающихся   навыки   использования   современных средств   общения,   получения   информации,   ее   обработки   в   ходе исследовательской деятельности;   оказать   помощь   участникам   мастер­класса   в   определении   задач саморазвития   и   формирования   индивидуальной   образовательной траектории по реализации исследовательской работы;   мотивировать   участников   мастер­класса   к   реализации исследовательской деятельности; сформировать навыки рефлексии собственного мастерства.  Форма занятия: мастер­класс. Тип занятия: интегрированное.   Методы   обучения:   словесные   –   рассказ,   беседа,   инструктаж; наглядные   –   показ,   демонстрация   видов   батареек   и   приемов   работы, практически­ репродуктивный, проблемно­ поисковый.  Технология   обучения:   личностно­ориентированная   технология сотрудничества. Время проведения:  Место проведения: МБОУ «Цнинская СОШ №2» п. Строитель Участники мастер­класса: обучающиеся 3 «Д» класса Оборудование: мультиметры. Материалы   и   инструменты:   светодиоды,     медная   проволока, оцинкованные гвозди, батарейки, яблоки, картофель, лимон, лук. Ход   мастер­класса:   организационная   часть,   вводная   часть, практическая часть, подведение итогов. Организационная часть: приветствие участников, объявление темы и цели мастер­класса, структуры занятия. Вводная часть: этих   «палочек­ Сегодня   мы   себе   представить   не   можем   жизнь   без   выручалочек», которые позволяют нам пользоваться электричеством там, где нет никаких розеток и проводов! Мы берем с собой в лес фонарик, слушаем музыку на пляже, в поездке у нас всегда под рукой фотоаппарат, ноутбук,     планшет.              Откуда же в этих маленьких трубочках берется электрический ток, Батарейки везде!   работают         Обратимся   к   энциклопедии. заставляющий   работать   все   устройства?   Батарейки  —   это   химические   устройства,   элементы   которых   вступают   в реакцию,   давая   на   выходе   электричество,   которым   мы   и   пользуемся.   У обычной «одноразовой» батарейки есть и другое название  «гальванический элемент».   Впервые   этот   способ   получения   электричества   был   придуман знаменитым итальянским физиком Алессандро Вольта. Именно в честь него была   названа   единица   измерения   электрического   напряжения   –   1   вольт.   А название «гальванический элемент» дано в честь итальянского физиолога Луиджи Гальвани из Болоньи. Еще в 1791 году он сделал важное наблюдение – только не сумел его правильно истолковать. Гальвани заметил, что тело мертвой   лягушки   вздрагивает   под   действием   электричества.   Но   Гальвани подумал, что это электричество есть в теле самой лягушки. И назвал это явление «животным электричеством».       В опытах  Гальвани Алессандро Вольта  усмотрел нечто большее.  И 216 лет   назад   он   сформулировал   главную   идею   изобретения.   Причиной возникновения электрического тока является химическая реакция, в которой принимают участие пластинки металлов. Для подтверждения своей теории Вольта  создал нехитрое устройство из двух пластин металла (цинк и медь) и кожаной прокладки между ними, пропитанной лимонным соком. Алессандро Вольта   выявил,   что   между   пластинами   возникает   напряжение.   Этот фруктовый источник энергии стал прародителем всех нынешних батареек, которые   в   честь   Луиджи   Гальвани   называют   теперь   гальваническими элементами.      Современные батарейки устроены, конечно, немного иначе – в них уже нет ни металлических дисков, ни кожаных прокладок, пропитанных раствором кислоты.   Но   принцип   тот   же   –   батарейка   содержит   в   себе   химические вещества­реагенты,   в   состав   которых   входят   два   разных   металла.   В батарейке   есть   два   электрода   –   положительный   (анод)   и   отрицательный (катод). Между ними – жидкость­электролит: раствор кислоты или солей, который   хорошо   проводит   электрический   ток   и   участвует   в   химической реакции.   Когда   металлы   начинают   взаимодействовать   через   этот   раствор, возникает   движение   заряженных   частиц   из   анода   к   катоду   –   и вырабатывается электрическая энергия.  Именно   на   основе   полученных   знаний,     сегодня   мы   докажем   следующую гипотезу:    любой   овощ   или   фрукт   может   стать   источником электрической  энергии, т.к.  содержит в себе  слабые растворы кислот или солей. Практическая часть работы  Предмет исследования: получение электрического тока из фруктов и овощей. Объект исследования: фруктовые и овощные батарейки. Методы исследования:  Метод сравнения  Экспериментальный метод  Анализ полученных данных. Практическое значение исследования:  применение в чрезвычайных    для   питания ситуациях   «фруктовых»   и   «овощных»     источников   тока  электроприборов малой мощности. При успешной попытке получения электрического тока из овощей и фруктов, человечество получит возможность создания новых, экологически чистых источников электрический энергии. Как сделать фруктовую или овощную батарейку?  Для   создания   батарейки   из   фрукта   (или   овоща)   нам   потребуется несколько     кусочков     медной   проволоки,   оцинкованные   гвозди,     яблоко, картофель,   лимон,   лук.     Для   измерения   напряжения   мы   использовали мультиметр. Эксперимент 1 Перед   тем,   как   создать   биобатарейку,   проведем   следующий эксперимент, который нам поможет установить, что в овоще (фрукте) без электродов   ток   не   вырабатывается.   В   мякоть   любого   овоща   (фрукта) вставляем   щупы   мультиметра,   напряжение   фиксируется   околонулевое. Электрического тока нет. Эксперимент 2   Основываясь на полученных знаниях о принципе работы батарейки, прокалываем овощ или фрукт  с двух сторон и вставляем гвоздь и проволоку с   разных   сторон   так,   чтобы   они   не   пересеклись.   Батарейка   готова.     С помощью   проводов   подключаем   к   мультиметру   и   измеряем   напряжение. Результаты измерений напряжения мы занесли в таблицу 1. Таблица 1 Наименование  исследуемого  продукта (овощи) Значение  напряжения, В Картофель сырой Лук репчатый Лимон Яблоко 0,84 0,76 0,96 1,05 №  п/п 1 2 3 4 Эксперимент   показал,   что   созданная   нами   батарейка   дает Вывод.  электрический ток. В результате измерений оказалось, что яблоко дает самое высокое напряжение, а лук репчатый самое низкое. Отличаются почти все напряжения на сотые доли вольта.  Самым же неожиданным оказалось, что обычная картошка тоже дает достаточно высокое напряжение.                    Анализ и обобщение экспериментальных данных показали, что наиболее перспективным в данном случае фруктом, который может быть использован в   качестве   гальванического   элемента,   является     яблоко,   а   овощем   – картофель. Эксперимент 3.        Теперь нам экспериментально нужно определить, а достаточно ли этого тока, для того, чтобы светодиод начал светиться.  Собрав батарейку из одного фрукта (овоща) и подсоединив к ней наш светодиод,   понимаем,   что   напряжения   недостаточно   для   того,   чтобы   он засветился.   Увеличиваем   количество   элементов   в   цепи   до   4х,   делаем измерения.   Подсоединяем   светодиод   –   нет   свечения.     Увеличиваем количество элементов до 8, фиксируем мультиметром значения, подключаем светодиод и получаем долгожданный результат – светодиод  загорелся. Результаты третьего эксперимента занесли в таблицу 2: Таблица 2 Исследуемый продукт Картошка Измеряемая величина Напряжение (В) 1 шт. 4 шт. 8 шт. 0,846 3,4 7,25 Напряжение (В) Яблоко Вывод.  Экспериментально было выявлено, что одного фрукта   или   овоща недостаточно,  чтобы   светодиод   начал  светиться.  Создаваемое   напряжение 8,14 1,05 4,07 зависит от  количества фруктов или овощей в цепи: чем больше количество фруктов (овощей), тем выше напряжение.  Подведение итогов. Данный   мастер­класс   позволил   детям     исследовать   возможность получения электрического тока из фруктов и овощей. Наша гипотеза  о том, что любой овощ или фрукт может стать источником  электрической  энергии, т.к.     содержит   в   себе     слабые   растворы   кислот   или   солей,  полностью подтвердилась. Фрукты и овощи могут служить источниками тока. Опыты также   показали,   что   различные   овощи   и   фрукты   по­разному   проводят электричество.      Полученный источник тока из овощей и фруктов  можно использовать для приборов с низким потреблением энергии;  для более мощной батарейки надо больше овощей и фруктов.       Таким образом, зная принцип работы батарейки, в экстренных ситуациях можно   обеспечить   себя   электричеством   для   подзарядки   фонарика, будильника.            Данный вид батареи может изготавливать любой житель планеты из фруктово­овощных   ингредиентов.   Использованный   состав   батареек   не загрязняет окружающую среду, как гальванические (химические) элементы, и не требует отдельной утилизации. Заключение      Методическая разработка  мастер­класса «Нестандартные источники   позволяет   пробудить   интерес   детей   к   научным   знаниям,   энергии»   способствует   вовлечению   в   научно­исследовательскую   деятельность, расширяет знания и умения детей  в процессе освоения опыта изготовления овощных и фруктовых батареек. Подобные   занятия   повышают     научную   компетентность   детей   на основе   изучения   основ   электродинамики,   полученных знаний в других областях науки.     активизируют   применение Мастер­классы   подобного   рода   развивают   у   детей   творческое   воображение,   коммуникативные мышление,   аккуратность,   глазомер,   качества,   мелкую   моторику   рук,   стремление   к   самостоятельному   поиску, обогащают творческий потенциал. Список использованных источников и литературы 1. Энциклопедический словарь юного физика. ­М.: Педагогика, 1991г 2. Энциклопедии «История открытий» серии «Росмэн», 2012г. 3. http://www.wikipedia.org 4. http://dev.planetseed.com/ru/node/28491 5. http://chemistry­chemists.com/Video/Fruit­battery.html 6. http://lemonlife.ru/kreativ_iz_limonov/batarejka_iz_limona 7. http://gadgetforgeek.com.ua/sdelat­gadget­svoimi­rukami­fruktovye­chasy 8. http://obozrevatel.com 9. Карл Снайдер. Необычная химия обычных вещей (3­е изд.), 1998  10 . Журнал. «Галилео» Наука опытным путем. (стр. 9 – 12)    № 3/ 2011 г. «Лимонная батарейка» 11. Томилин А.Н. Рассказы об электричестве. М.: «Детская литература»,   1987, ­ 195с