Урок №63. Технології та інновації на основі властивостей води. Частина 1
Очікувані результати навчання
планує, здійснює пошук, опрацьовує, порівнює, аналізує, оцінює самостійно або у співпраці з іншими надійність джерел і достовірність інформації для розв’язання життєвої/навчальної проблеми [12 ПРО 2.1.1];
ідентифікує, формулює та аналізує самостійно або у співпраці з іншими життєву/навчальну проблему [12 ПРО 4.2.1];
пропонує варіанти організації роботи групи: розподілення обов’язків, налагодження комунікації для розв’язання навчальної/життєвої проблеми [12 ПРО 4.4.1];
добирає самостійно або у співпраці з іншими форми подання інформації і її перетворення [12 ПРО 2.2.1].
Мета уроку: сформувати в учнів уявлення про взаємозв’язок між властивостями води та сучасними технологіями, що базуються на них. Розвивати вміння застосовувати знання про воду для аналізу інноваційних рішень у сфері енергетики, екології, побуту та промисловості.
Цілі сталого розвитку:
Які цілі сталого розвитку (у порядку пріоритетності) опрацьовуємо на уроці:
Дослідження технологій, які працюють на основі властивостей води.
Розробка постера.
Рефлексія.
Очікувані результатидля вчителя:
Учні наводять приклади сучасних технологій, що базуються на властивостях води.
Учні аналізують вплив водних технологій на довкілля та сталий розвиток.
Учні роблять висновки про практичне значення води в науці, техніці та повсякденному житті.
Учні оцінюють потенціал використання води як ресурсу в майбутніх інноваціях.
Очікувані результатидля учнівства:
Наводжу приклади сучасних технологій, що базуються на властивостях води.
Аналізую вплив водних технологій на довкілля та сталий розвиток.
Роблю висновки про практичне значення води в науці, техніці та повсякденному житті.
Оцінюю потенціал використання води як ресурсу в майбутніх інноваціях.
Мотивація
Дружня порада вчителю
Тривалість — до 6 хв.
Учитель:
“Вода, яку ми щодня п’ємо, яку бачимо у вигляді дощу, снігу чи річки, насправді є надзвичайною речовиною. Її властивості стали основою для безлічі сучасних технологій.
Чи замислювались ви колись, як за допомогою води можна різати метал? Або як створюють хмари в лабораторіях? Як вода пов’язана з виготовленням сублімованих харчових продуктів?
Сьогодні ми подивимось на воду не просто як на рідину, а як на джерело ідей, можливостей і справжніх інновацій”.
Вода, яку ми щодня п’ємо, яку бачимо у вигляді дощу, снігу чи річки, насправді є надзвичайною речовиною. Її властивості стали основою для безлічі сучасних технологій.
Поміркуйте, на яких властивостях води ґрунтуються ці технології?
Пригадайте: властивості води (конденсація, сублімація, випаровування, замерзання, кипіння, танення).
🔹 Конденсація — це процес переходу речовини з газоподібного стану в рідкий. Відбувається при охолодженні пари або підвищенні тиску. Наприклад, утворення роси на рослинах вранці.
🔹 Сублімація — це процес переходу речовини з твердого стану одразу в газоподібний, минаючи рідку фазу.
🔹 Випаровування — це процес поступового переходу рідини в газоподібний стан, який відбувається на поверхні рідини за будь-якої температури. Наприклад, висихання калюжі під сонцем.
🔹 Кипіння — це процес інтенсивного переходу рідини в газоподібний стан по всьому її об’єму при досягненні температури кипіння. Наприклад, закипання води при 100°C.
🔹 Замерзання — це процес переходу речовини з рідкого стану у твердий при зниженні температури до точки замерзання. Наприклад, перетворення води на лід при 0°C.
Життєва ситуація
Дружня порада вчителю
Тривалість — до 10 хв.
УВАГА! Оберіть завдання, які подобаються учням.
Завдання № 1
Усім відома пісня “Була в мене парова машина…”. Сьогодні автомобілі заправляють бензином, дизелем, газом. А от раніше вони рухалися за допомогою води. Не вірите?
Паровий двигун — це пристрій, у якому вода нагрівається до кипіння, перетворюється на пару, а ця пара приводить у рух механізм (наприклад, поршень або турбіну). В основі роботи двигуна — властивість води розширюватися при переході з рідини в пару.
Розгляньте графік, який показує залежність температури кипіння води від висоти над рівнем моря. Як зміниться робота парової машини високо в горах? Відповідь поясніть.
Покажіть відео, як працюють парові двигуни. Також покажіть відео, в якому показано модель парового двигуна.
Збільшити кількість молекул пари: I. Що більше молекул у певному об’ємі, то вищий тиск (більше частинок → більше ударів об стінки → більший тиск). III. Підвищення температури збільшує кінетичну енергію молекул, вони рухаються швидше, частіше й сильніше вдаряються об стінки ємності. Унаслідок цього зростає тиск. V. При зменшенні об’єму ємності за сталої кількості газу й температури тиск зростає.
У горах атмосферний тиск нижчий, ніж на рівні моря. Це безпосередньо впливає на температуру кипіння води:
На рівні моря вода кипить за ~100°C.
У горах (наприклад, на висоті 2000 м) вода може кипіти вже за ~93°C або навіть нижче.
Оскільки вода кипить за нижчої температури, утворювана пара буде менш гарячою та менш енергійною, тобто:
тиск пари буде нижчим;
робота двигуна стане менш ефективною;
машина буде рухатися повільніше або з меншою потужністю.
Завдання № 2
У деяких посушливих місцях планети, особливо в Перу або пустелі Атакама, можна спостерігати ось такі конструкції. Для чого їх розташовують? Як це пов’язано з географічним розташуванням Перу, пустелі Атакама?
Сітки, що виготовлені з металу або певного типу полімерів, уловлюють водяну пару, що рухається від океану. Таким чином місцеві жителі, які дуже рідко спостерігають дощі, забезпечують себе водою.
Завдання № 3
Гідропоніка — спосіб вирощування рослин без ґрунту на поживному розчині, що містить мінеральні солі. Сьогодні ця технологія стрімко набирає популярність. Акції компаній, що займаються вирощуванням рослин таким способом, оцінюють у мільярди доларів. Обговоріть у парах та напишіть у зошиті, які переваги має такий метод вирощування рослин.
Гідропонні системи споживають до 90% менше води, ніж традиційне землеробство. Вода в системі циркулює й повторно використовується, що особливо актуально в регіонах із дефіцитом прісної води.
Гідропоніку можна розміщувати на дахах будівель, у контейнерах, теплицях або навіть у приміщеннях. Це відкриває шлях до міського фермерства та вирощування продуктів ближче до споживача.
Гідропоніка дозволяє вирощувати рослини в будь-яку пору року та навіть у місцях, де ґрунт непридатний для землеробства (наприклад, пустелі, північні регіони, забруднені території).
Оскільки немає ґрунту, знижується ризик зараження рослин хворобами чи шкідниками, що дає можливість зменшити використання пестицидів.
Рослини отримують поживні речовини прямо з води, що прискорює їхній ріст. Сучасні гідропонні системи легко поєднуються з датчиками, додатками, автоматичними поливами й освітленням, що дозволяє точно контролювати умови вирощування.
Попрактикуймо самостійно
Дружня порада вчителю
Тривалість — до 20 хв.
Дайте учням завдання: розробити постери з описом конкретної технології, що базується на властивостях води. Учні мають також підготувати коротеньку доповідь про відповідну технологію. На наступному уроці учні будуть презентувати свої напрацювання.
Постери можна робити в Canva, Google або на фліпчарт-аркушах. В останньому випадку роздайте дітям додатково кольорові олівці, фломастери, маркери.
Надайте ресурси:
Покажіть приклад шаблону постера або наочний зразок.
Підкажіть, як ефективно структурувати інформацію.
Стежте за часом:
Нагадуйте учням про проміжний час, скажіть: «залишилося 10 хв на створення» тощо.
Виготовлення постерів на тему “Технології та інновації на основі властивостей води”
Крок 1. Вибір ідеї для постера
Поміркуйте, які властивості води можуть бути основою для сучасних технологій (наприклад, розчинність, теплоємність, фазові переходи тощо). Зверніть увагу на такі приклади технологій, як гідроелектростанції, гідроабразивне різання, очищення води, нанотехнології, охолодження в електроніці тощо.
Оберіть 1–2 приклади технологій або інновацій, що безпосередньо ґрунтуються на властивостях води.
Крок 2. Дослідження і збір інформації
Знайдіть коротку, але змістовну інформацію про вибрані технології.
Спробуйте відповісти на запитання:
Яка властивість води використовується?
Як саме вона застосовується в технології?
Які переваги та недоліки має ця технологія?
Який її вплив на довкілля чи суспільство?
Крок 3. Планування структури постера
Створіть ескіз (чернетку) вашого постера. Структура може бути такою:
Заголовок — яскравий і привертає увагу.
Вступ/Пояснення теми — 2–3 речення.
Основна частина:
Назва технології/інновації.
Короткий опис принципу дії.
Пояснення, яка властивість води використовується.
Ілюстрації / Схеми / Діаграми.
Цікаві факти або приклад застосування у світі / в Україні.
Висновок.
Крок 4. Оформлення постера
Використовуйте кольорову палітру, що не перевантажує очі.
Вибирайте чіткі шрифти, розділяйте текст на блоки.
Додавайте малюнки, інфографіку, піктограми — вони краще запам’ятовуються.
Уникайте великої кількості тексту — головне, щоб усе було коротко й зрозуміло.
Крок 5. Презентація
Підготуйтеся коротко (2–3 хвилини) пояснити свій постер:
Чому ви обрали саме цю тему?
У чому головна ідея вашого постера?
Що нового дізналися під час підготовки?
Рефлексія
Дружня порада вчителю
Тривалість — до 3 хв.
Учитель:
“Дякую всім за активну роботу! Сьогодні ми з вами ще раз переконалися, що вода — це не лише джерело життя, а й основа для багатьох сучасних технологій і цікавих інновацій.
На наступному уроці ми з вами будемо презентувати постери, над якими ви працювали. У вас буде можливість поділитися результатами своїх досліджень, розповісти про технології, які вас зацікавили, і показати, як саме властивості води стали основою для інженерних рішень.
Пам’ятайте: під час презентації важливо не просто показати постер, а ще й цікаво розповісти про свою ідею.
До зустрічі на наступному уроці — чекаю з нетерпінням на ваші презентації!”.
Оберіть одне або кілька тверджень, які найкраще відображають ваші враження від уроку:
Урок №63. Технології та інновації на основі властивостей води. Частина 1
Очікувані результати навчання
Мета уроку: сформувати в учнів уявлення про взаємозв’язок між властивостями води та сучасними технологіями, що базуються на них. Розвивати вміння застосовувати знання про воду для аналізу інноваційних рішень у сфері енергетики, екології, побуту та промисловості.
Цілі сталого розвитку:
Які цілі сталого розвитку (у порядку пріоритетності) опрацьовуємо на уроці:
Дослідження технологій, які працюють на основі властивостей води.
Розробка постера.
Рефлексія.
Очікувані результатидля учнівства:
Наводжу приклади сучасних технологій, що базуються на властивостях води.
Аналізую вплив водних технологій на довкілля та сталий розвиток.
Роблю висновки про практичне значення води в науці, техніці та повсякденному житті.
Оцінюю потенціал використання води, як ресурсу в майбутніх інноваціях.
Мотивація
Вода, яку ми щодня п’ємо, яку бачимо у вигляді дощу, снігу чи річки, насправді є надзвичайною речовиною. Її властивості стали основою для безлічі сучасних технологій.
Поміркуйте, на яких властивостях води ґрунтуються ці технології?
Пригадайте: властивості води (конденсація, сублімація, випаровування, замерзання, кипіння, танення).
🔹 Конденсація — це процес переходу речовини з газоподібного стану в рідкий. Відбувається при охолодженні пари або підвищенні тиску. Наприклад, утворення роси на рослинах вранці.
🔹 Сублімація — це процес переходу речовини з твердого стану одразу в газоподібний, минаючи рідку фазу.
🔹 Випаровування — це процес поступового переходу рідини в газоподібний стан, який відбувається на поверхні рідини за будь-якої температури. Наприклад, висихання калюжі під сонцем.
🔹 Кипіння — це процес інтенсивного переходу рідини в газоподібний стан по всьому її об’єму при досягненні температури кипіння. Наприклад, закипання води при 100°C.
🔹 Замерзання — це процес переходу речовини з рідкого стану у твердий при зниженні температури до точки замерзання. Наприклад, перетворення води на лід при 0°C.
Життєва ситуація
Завдання № 1
Усім відома пісня “Була в мене парова машина…”. Сьогодні автомобілі заправляють бензином, дизелем, газом. А от раніше вони рухалися за допомогою води. Не вірите?
Паровий двигун — це пристрій, у якому вода нагрівається до кипіння, перетворюється на пару, а ця пара приводить у рух механізм (наприклад, поршень або турбіну). В основі роботи двигуна — властивість води розширюватися при переході з рідини в пару.
Розгляньте графік, який показує залежність температури кипіння води від висоти над рівнем моря. Як зміниться робота парової машини високо в горах? Відповідь поясніть.
У деяких посушливих місцях планети, особливо в Перу або пустелі Атакама, можна спостерігати ось такі конструкції. Для чого їх розташовують? Як це пов’язано з географічним розташуванням Перу, пустелі Атакама?
Гідропоніка — спосіб вирощування рослин без ґрунту на поживному розчині, що містить мінеральні солі. Сьогодні ця технологія стрімко набирає популярність. Акції компаній, що займаються вирощуванням рослин таким способом, оцінюють у мільярди доларів. Обговоріть у парах та напишіть у зошиті, які переваги має такий метод вирощування рослин.
Виготовлення постерів на тему “Технології та інновації на основі властивостей води”
Крок 1. Вибір ідеї для постера
Поміркуйте, які властивості води можуть бути основою для сучасних технологій (наприклад, розчинність, теплоємність, фазові переходи тощо). Зверніть увагу на такі приклади технологій, як гідроелектростанції, гідроабразивне різання, очищення води, нанотехнології, охолодження в електроніці тощо.
Оберіть 1–2 приклади технологій або інновацій, що безпосередньо ґрунтуються на властивостях води.
Крок 2. Дослідження і збір інформації
Знайдіть коротку, але змістовну інформацію про вибрані технології.
Спробуйте відповісти на запитання:
Яка властивість води використовується?
Як саме вона застосовується в технології?
Які переваги та недоліки має ця технологія?
Який її вплив на довкілля чи суспільство?
Крок 3. Планування структури постера
Створіть ескіз (чернетку) вашого постера. Структура може бути такою:
Заголовок — яскравий і привертає увагу.
Вступ/Пояснення теми — 2–3 речення.
Основна частина:
Назва технології/інновації.
Короткий опис принципу дії.
Пояснення, яка властивість води використовується.
Ілюстрації / Схеми / Діаграми.
Цікаві факти або приклад застосування у світі / в Україні.
Висновок.
Крок 4. Оформлення постера
Використовуйте кольорову палітру, що не перевантажує очі.
Вибирайте чіткі шрифти, розділяйте текст на блоки.
Додавайте малюнки, інфографіку, піктограми — вони краще запам’ятовуються.
Уникайте великої кількості тексту — головне, щоб усе було коротко й зрозуміло.
Крок 5. Презентація
Підготуйтеся коротко (2–3 хвилини) пояснити свій постер:
Чому ви обрали саме цю тему?
У чому головна ідея вашого постера?
Що нового дізналися під час підготовки?
Рефлексія
Оберіть одне або кілька тверджень, які найкраще відображають ваші враження від уроку:
Ділись та обговорюй важливе