Составление и примеры решения кейсов, темы которых затрагивают практико- ориентированные задачи из области астрономии и космонавтики.

Тема. Составление и примеры решения кейсов, темы которых затрагивают практико- ориентированные задачи из области астрономии и космонавтики.

Сотниченко С.Н.

МБОУ СОШ №3,

г. Радужный, ХМАО-Югра

Развитие и обучение ребенка должно определяться не столько тем, что человек имеет, сколько тем,что он есть, что он может сделать с тем, что имеет.

ЭрихФромм

Вданныймоментуучащихсясуществуетустойчивоеубеждение,чтофизикасуществуетгде-то далеко от них, и все, что с ней связано, скучно, и поэтому не стоит того, чтобы прикладыватьусилия.Усилияэтидостаточнобольшиеитребуютхорошихзнанийпоматематикеидругимпредметам.Все,чтомыизучаем,кажетсяимоторваннымидруготдругаэлементами,которыеневозможно соединить вместе. Курс физики похож на ретро автомобиль, разобранный на части исваленныйвкоробку,которуюперевязалисовременнымбантиком.Открывее,учащиесявидятотдельные детали, но не могут представить автомобиль.

Поэтомуоченьважнопоказывать,чтобольшаячастьоткрытий,котораяпроисходитвнаучном мире, сегодня сделана на стыках наук. Детиоживляются,когдарассказываешьимотемнойматерии,депортациисвета,антивеществе,свойствахграфена. Преобразование взглядов на устройство окружающего мира благодаря получению дополнительныхзнаний в различных около физических научных областях, приводит к созданию модели эволюциинашей цивилизации. Цивилизация подошла к такому моменту, когда знания ежесекундно возрастают в геометрическойпрогрессии и мозг уже не может справится с таким объёмом. Понять, что я живу в совершенно новом мире, помог разговор, подслушанный между учениками 10 физико - математического класса. Один из учащихся спросил другого: «Вася- ты правда книги каждый день читаешь?»-ответ перевернул мое понимание настоящего.«Да. Память развивает»?-сказал Вася.Это был ответ лучшего ученика, гордости школы, золотого медалиста. Шок от понимания, что книги читают не для духовного, эмоционального развития, прошел и пришло понимание пропасти между поколениями 80-х и 2000-х. Сначала расстроилась, но затем на память пришла история с Альбертом Эйнштейном, подбирающим для себя ассистента. На работу был принят тот, кто на его список запросов, принес кипу справочников и энциклопедий. Пришло осознание, что действительно необходимы новые подходы к обучению в век интернета и искусственного интеллекта. Преподаватель должен иметьсвой интересный инструмент познания, который станет интересен и ученикам, а также позволитимбыть активными участниками учебного процесса. Пришла к выводу, что не менее важно показывать, как происходит процесс открытия истин.

Порывшись, в своей педагогической копилке, для этих целей и ничего не найдя, вспомнила, что все новое, это хорошо забытое старое. Решила, что эффективнымпомощникомвэтомможетстатьпроверенные годами технология проблемного обучения - метод В.Ф. Шаталова [1] и технология укрупнениядидактическихединицП.М. Эрдниева[2] нужно только приложить немного фантазии, для подбора материала. Богатым источником для создания проблемных ситуаций можетбыть научно-фантастическая, приключенческая и художественная литература. Например, в рассказеА. Беляева «Над бездной» [3] герой профессор Вагнер, решил уменьшить силу тяжести на всейповерхностиЗемли(кромеполюсов),заставитьземнойшарвращатьсябыстрееитемсамымувеличить центробежнуюсилу.

Наиболее полно решить данную задачу мнепомогают кейс технологии. Это метод активного проблемно–ситуационного анализа, основанный наобучении путем решения конкретных задач-ситуаций (кейсов) [4]. В вкратце цель метода –совместнымиусилиямигруппыучениковпроанализироватьситуацию(case),возникающуюприконкретномположениидел,ивыработатьпрактическоерешение;окончаниепроцесса–оценкапредложенных алгоритмов и выбор лучшего в контексте поставленной проблемы.

Для меня этот метод интересен тем, что дает возможность снять психологические блоки между знаниями в отдельных областях и умениемприменитьприемы,полученныеприизученииоднихпредметовкдругим.

Предлагаю рассмотретьприменениякейс-технологии обобщающего урока в 11 классе по физике «Планета Земля».

Моей целью было показать эволюцию развития различных методов познания мира и, по возможности, попробовать повторить их.

1. Разбила тему на разделы и подготовила задания для групп.

   № кейса	Рассматриваемые вопросы	Дополнительные материалы	отчет
   Кейс 1. «Определение ускорения свободного падения Земли».	«Можно сделать и наоборот: лишить наступающего врага силы тяжести, и солдаты при малейшем движении будут высоко подпрыгивать и беспомощно болтаться в воздухе... Но это все пустяки по сравнению с тем, чего я достиг. Я нашел средство уменьшить силу тяжести на всей поверхности земного шара, за исключением полюсов… - И как вы этого достигнете?». Беляев А, «Над бездной» Рассчитать основываясь на законах Ньютона и определить лабораторным методом ускоре- ние свободного падения на Земле. Вопросы: 1.Сравнить полученные результаты. 2.Чем обусловлено незначительное (0,5%) различие в значениях на полюсах и экваторе?	1. https://ru.wikipedia.org/wiki/Ускорение_свободного_падения#Ускорение_свободного_падения_на_Земле 2.Лабораторная работа: https://efizika.ru/course/view.php?id=44 G=6,67*10-11H*M2/кг2 М=5,9736 *102кг R=6371км	название работы-«Определение ускорения свободного падения Земли». цель работы-Рассчитать основываясь на законах Ньютона и определить лабораторным методом ускорение свободного падения на Земле. 1.Не значительное различие, т.к. законы Ньютона для материальных точек и однородных шаров. на полюсе g=9,832м/с2 на экваторе g=9,780м/с2 2.Отличия обусловлены: -центробежным ускорением; -отличием формы Земли от шарообразной; -неоднородностью Земли и высотой над её поверхностью
   Кейс 2 «Определение различными способами возраста Земли»	В 1654 году архиепископ Ашер, основываясь на Библии и данных астрономии и нумерологии, установил, что Земля была сотворена 23 октября 4004 года до н.э. в 9 часов утра. Сегодня христианские, исламские и иудаистские богословы, основываясь на религиозных текстах, утверждают, что Земля и Вселенной не больше 6000-10000лет. Вопросы: 1. Какие способы определения возраста Земли рассматривались учеными разных эпох? 2.Как согласуется теория Дарвина с определенным (методом изотопного датированием) возраста Земли? 3.Какаов возраст Земли по последним научным данным?	Откуда мы знаем возраст Земли? https://www.youtube.com/watch?v=uJVwPJ9HguY Способы определения Возраста Земли. Геохронология абсолютная и относительная https://yandex.ru/video/preview/17083364529580732032	Название работы- «Определение различными способами возраста Земли». цель работы- Рассмотреть различные способы определения возраста Земли. 1.Геолог Джейм Хоттон (1785)-вступил в противоре- чие с библейским возрастам; Вильям Томсон,лорд Кельвин, в 1854г.по излучению Солнца-320 тыс. лет, затем под влия- нием Дарвина и Гемгольца увеличил возраст до 25 млн. лет; Чарльз Дарвин «Эволюция видов»-несколько десятков миллионов лет; Джоли (1900г) решая вопрос солености океанов определил возраст-80-100 мил. лет; Фредерик Содди и Э. Резерфорд (1904г) «метод изотопного датирования» -4-4,5 млрд.лет. 2.Хронометрический метод. В прежние времена историю Земли делили на: первичный период, когда создавалась Земля, вторичный, когда появились первые живые организмы, третичный-время существования млекопитающих и, наконец, четвертичный период-время существования человека. Эволюция происходила скачками. 3.Радиометрическое датирование возраста метеоритного материала по-прежнему остается преобладающим способом, с помощью которого ученые датируют геологические временные рамки.4-4.5 млрд. лет.
   Кейс 3 «Определение радиуса, массы и плотности Земли»	Историческая справка: Уроженец города Сиена на юге Египта, а в последствии царский библиотекарь великой библиотеки в Александрии грек Эратосфен Киренский (276-195г. до н.э.) заметил, что в Сиене ежедневно 21 июня в полдень Солнце располагается точно над головой и вертикальные стволы деревьев не отбрасывают теней. Позже по пути в Александрию он обнаружил что тени не исчезают и там 21 июня. Вопросы: 1.Задача. Почему тени в Сиене исчезают в полдень, а в Александрии нет? 2.Укажите современные характеристики формы Земли. 3.Найти массу и среднюю плотность Земли. Радиус Земли принять равным 6400 км.	Подсказка: Александрия расположена на 770 км. Севернее Сиены и когда Солнце в зените над Сиеной то над Александрией оно должно находится на некотором угловом расстоянии от зенита.	Название работы:«Определение радиуса, массы и плотности Земли». цель работы- рассчитать кривизну поверхности Земли и по полученному радиусу определить массу и плотность Земли. 1.Это связано с кривизной поверхности, В 240г.до н.э Эратосфен провел эксперимент по измерению длины меридиана, с помощью скафиса был измерен угол и рассчитан радиус Земли. 2.Современные характеристики формы Земли и графическое отображение некоторых параметров: полярный радиус 6356,78 км; экваториальный радиус 6378,16 км». 3.1) Масса Земли. g=GM/R2, M=g R2/G=6*1024кг. 2)Плотность Земли. Используя формулы для объема шара и плотности, сделаем расчеты: V=4/3ПR3, M=p*V, g=4GрПR3/3R2=4GрПR/3, р=3g/4GПR=5.5*103кг/м3.
   Кейс 4 «Определение магнитного поля земли»	В 1600 году англичанин Уильям Гильберт выдвинул гипотезу о том, что наша планета является магнитом. Первым теоретическим трудом, стала работа немецкого математика Карла Гаусс в 1839 году. Он доказал, что основная часть магнитного поля выходит из недр планеты, а причину кратковременных изменений нужно искать во внешней среде. Примечание Примерно в это же время английский путешественник Джон Росс обнаружил на Канадском архипелаге Северный магнитный полюс — место, где стрелка образует угол, равный 90 градусам. В 1841 году племянник Джона Росса,Джеймс Росс, рассчитал точку, где отклонение от прямого угла должно исчезнуть в противоположном направлении. И позже во время путешествия зафиксировал другой полюс в Антарктиде. вопросы 1.Какие существуют основные теории происхождения магнитного поля? 2.Почему изменяются магнитные полюса Земли?	Источник: https://spravochnick.ru/fizika/magnitnoe_pole/magnitnoe_pole_zemli/ https://ru.wikipedia.org/wiki/Магнитное_поле_Земли	название работы: «Определение магнитного поля земли» цель работы: познакомиться с происхождением магнитного поля Земли. 1.Основными теорий проис- хождения магнитного поля Земли из них считаются две: 1)Генерирование поля за счет постоянного вращения ме- таллического ядра планеты . 2)Самовозбуждающееся динамо. 2.Ось магнитного поля не совпадает с осью, относительно которой Земля вращается в пространстве. Ее центр смещен относительно центра планеты, а угол наклона отличается на 10%. На такой же угол отстоят друг от друга географические и геомагнитные полюса.

2. Результатом совместной работы оформлен стенд «Все о Земле».

Учащиеся обобщили материал, полученный в физике, географии, биологии и других науках. Убедились, что процесс познания истины может лежать в плоскости решения разных задач, но приводить к единственной истине. Не нужно бояться ошибаться, нужно постоянно действовать, критически относиться к истинам.

Преимущества кейс-технологий сводится к подготовке к жизни после школы. Учащиеся получает навыки решения реальных проблем, возможность работы в группе на едином проблемном поле, при этом процесс изучения, по сути, имитирует механизм принятия решения в жизни, он более адекватен жизненной ситуации, чем заучивание терминов с последующим пересказом, поскольку требует знания и понимания терминов, умения ими оперировать, выстраивая логические схемы решения проблемы, аргументировать своё мнение. В заключение хочу привести строки поэта Тимофеевского А. П:

Мысль бьется рыбою об лед
И впрямь, и вкривь, в обход, в облет.
И что ж — живой воды журчанье
Сковало льдом повсюду сплошь.
«Мысль изреченная есть ложь».
Примета времени — молчанье.

Очень хочется, что бы новое поколение умело думать, отстаивать свои мысли, искать там, где кажется, что все уже открыто. Любой преподаватель, который захочет внедрять кейс-технологии, должен это пробовать и не бояться.

Список используемых информационных ресурсов

1. Кулюткина Ю.Н., Спасская Е.Б. Образовательные технологии. – С.-Пб., издательство «Каро», 2002.

2. Браверманн Э.В. Урок физики в современной школе. – М., Просвещение, 1993.

3. Беляев А.Р. Избранные произведения. Т.4. – М.: Наука, 1990.

4. Попова Людмила Леонасовна, Мастер-класс "Применение кейс-технологии на основе деятельностного подхода при обучении физике"(доступ 19.02.24г). https://urok.1sept.ru/articles/633094