Практическая физика, реальная математика: практико-ориентированный подход в обучении. «Доклад»

Практическая физика, реальная математика: практико-ориентированный подход в обучении.

В официальных документах ЮНЕСКО система образования России признается уникальной за ее фундаментальность и научность. Научный потенциал Российского государства остается высоким несмотря на утечку «мозгов». Россия занимает самые передовые позиции в области нанотехнологий, в научном направлении, которое в XXI веке определяет прогресс в физике, химии, биологии, материаловедении, лазерной и вычислительной технике, медицине.

Можно назвать еще минимум 20 научный направлений, где российская фундаментальная наука вполне конкурентоспособна и востребована на мировом рынке. Проблема России сегодня вдругом: как фундаментальные знания превратить в наукоемкие технологии, в прикладные научно-технические разработки, способные создавать высокотехнологичную продукцию. Без развития прикладных наук, наукоемких технологий нам не создать новую экономику – «экономику знаний». У России не будет будущего, пока она не станет активно заниматься коммерциализацией фундаментальных знаний, представляющих собой гигантский рыночный ресурс. Для этого необходимо перестроить систему образования – не теряя своей фундаментальности, она должна приобрести новое, практико-ориентированное содержание.

Российское фундаментальное образование создавалось на знаниевой парадигме. Образовательный процесс в системе образования строился на дедуктивной основе в соответствии с дидактической триадой «Знания – умения – навыки». Причем основное внимание уделялось усвоению знаний. Считалось, что сам процесс усвоения знаний обладает развивающим потенциалом, именно в процессе обучения должны формироваться необходимые умения и навыки. Но многолетняя практика выявила существенные минусы такого подхода. В рамках знаниевой парадигмы всегда актуальной была проблема разрыва знаний от умений их применять.

Федеральный государственный образовательный стандарт основного общего образования (ФГОС ООО) призван решить эту проблему.

ФГОС ООО ориентирован на становление целого ряда личностных характеристиквыпускника, среди них: заинтересованность в познании мира; умение ориентироваться в мире профессий; способность осознавать значение профессиональной деятельности для человека в интересах устойчивого развития общества и природы.

В связи с этим важнейшим требованием общества к подготовке обучающихся становится формирование у них готовности к применению полученных знаний и умений в процессе своей жизнедеятельности.

Большими возможностями для реализации идей, заложенных в Стандарте второго поколения, обладает технология практико-ориентированного обучения, основная идея которой состоит в обеспечении единства приобретения знаний и формирования практического опыта их использования при решении жизненно важных задач

Одним из основных средств реализации практико-ориентированной технологии в процессе обучения являются задачи с практическим содержанием

Практико-ориентированные задачи – это задачи из окружающей действительности, которые тесно связанны с формированием практических навыков, необходимых в повседневной жизни.

Цель этих задач – формирование умений действовать в социально-значимой ситуации. Практико-ориентированные задачи помогают учащимся работать с информацией, выделять и отбирать главное, выявлять причинно-следственные связи, выстраивать собственные пути решения и обосновывать их, работать в парах и в группах, развить свои точки зрения, чувства, убеждения и желания в поисковой творческой деятельности учащихся.

Принципами организации практико-ориентированного обучения являются:

-- мотивационное обеспечение учебного процесса;

-- связь обучения с практикой;

-- сознательность и активность учащихся в обучении,

-- деятельностный подход.

Одной из характеристик практико-ориентированных задач является их нестандартность, т.е. в структуре задачи неопределены некоторые из ее компонентов. Другой особенность является присутствие различной степень рациональности – это наличие нескольких способов решения задачи. Также в задаче достаточно объёмная формулировка условий при наличии избыточных или недостающих данных.

******

На примере хорошо составленных практико-ориентированных задач, учащиеся будут убеждаться в значении математики для различных сфер человеческой деятельности, в ее пользе и необходимости для практической работы, увидят широту возможных приложений математики, поймут ее роль в современной культуре.

Для того чтобы была высока результативность при применении практико-ориентированных задач в различных учебных ситуациях, надо к таким задачам предъявлять особые требования.

Прежде всего, практико-ориентированная задача – это текстовая задача, носящая не только дидактический характер, но и достоверность описываемой ситуации, и доступность ее математического разрешения средствами школьного курса математики. В практико-ориентированных задачах немаловажным является понимание нематематической ситуации, описанной в ее фабуле. Учащиеся в этой ситуации опираются не только на математические знания, но и на жизненный опыт. Если это понимание отсутствует или недостаточно у учащегося, то решение математической части задачи приводит к затруднению. Очень важно в практико-ориентированных задачах заинтересовать школьников, правильно и интересно поставить задачу в проблемной ситуации, связать эту проблему с реальной жизнью.

Существует ряд требований, разделяющий их на требования к фабуле (сюжетной основе) содержания и требования к математическому содержанию задачи.

Схема на слайде, но ее не читаешь.

Рассмотрим примеры, где рассмотрена трактовка этих требований по отношению к школьному курсу математики.

Требования к фабуле (сюжетному содержанию) задачи.

Слайды

 Отражение в тексте задачи реального объекта, его свойств.

На рисунке изображено колесо с четырьмя спицами.

Сколько спиц в колесе, в котором угол между

любыми соседними спицами равен60^о.

Фабула этой задачи, согласно условию, описывает реальный объект (колесо), с его свойствами

Демонстрация в фабуле задачи связи математики с другими науками, практическими областями деятельности.

Приведем примеры задач, иллюстрирующих связь математики с географией.

Слайд

-Общая площадь России на Земле составляет 149млн. кв. км, тайга занимает 10%от общей площади. Сколько квадратных километров на Земле занимает тайга?

-Площадь России составляет 17,1млн.кв.км. Суша Земли – 149млн.кв.км. Какую часть от всей земли занимает суша России?

Наличие в тексте задачи проблемы или свойств объекта, для изучения которых необходимо применить математику.

Слайд -Какая из следующих круговых диаграмм показывает распределение оценок по контрольной работе по математике в 8классе, если пятёрок в классе примерно 17%всех оценок, четвёрок – примерно 43%,

троек – примерно 28%и двоек – примерно 12%?

Соответствие сюжетного содержания возрастным особенностям школьника.

Очень важно, чтобы фабула задачи соответствовала познавательным интересам школьника, входила в область естественных жизненных интересов ребенка.

Приведём пример одной неудачной задачи:

 Стол строгального станка весит вместе с обрабатываемой деталью Р=100кг. Скорость v прохождения стола под резцом равна 1м/с, а время разгона стола до начала резания равно 0,5с. Определить, каков должен быть коэффициент трения стола о направляющие, чтобы усилие, требуемое для разгона стола до начала резания, не превышало 40кг.

Понять данную задачу очень сложно, как современному школьнику, так и учителю, потому что фабула этой задачи носит узкопрофессиональный характер.

Для учащихся 10-13 лет обучение рекомендуется проводить в большей степени на наглядном уровне, так как ведущей является практическая деятельность.

 Если под рукой не оказалось чертежного треугольника, то прямой

угол можно получить двукратным перегибанием листа бумаги любой формы. Объясните, почему в этом случае получаются прямые углы?

В курсе математики 5-7 классов текстовые задачи решают практически с первых уроков. Решение текстовых задач играет важную роль в обучении математике. Однако для современной методики обучения математике всё более значимым становится дальнейшее расширение дидактических функций задач, т.е. переход к позиции «обучение математике через задачи с практическим содержанием».

Чтобы получить данную задачу, как правило «преобразовывают» текстовую математическую задачу, т е. подбирают ситуацию из жизни или на основе решенной математической задачи из учебника под имеющуюся ситуацию, выделяют математические факты.

Алгоритм составления практико-ориентированных задач.

Определить цель задачи, её место на уроке, в теме, в курсе.

Определить направленность задачи (бытовая, профессиональная, межпредметная).

Определить виды информации для составления задачи.В учебниках и методической литературе в основном встречается только один вид - текстовый. Остальные виды используются очень редко, в то время как можно использовать все. 

Определить степень самостоятельности учащихся в получении и обработке информации.

Выбрать структуру задачи.

Определить форму ответа на вопрос задачи (однозначный, многовариантный, нестандартный, отсутствие ответа, ответ в виде графика). 

Рассмотрим примеры «преобразованных» математических задач из учебника в практико-ориентированные:

 когда под задачу из конкретной темы подбирают ситуацию из жизни или какого-либо вида деятельности;

1.«Для окраски пола площадью 15 м² израсходовали 1,5 кг эмали.

Сколько эмали потребуется для окраски пола в комнате, размеры которой 6,3м и 4,5 м?»

Решив данную задачу, можно подобрать ситуацию из жизни и составить практико-ориентированную:

«В летние каникулы в кабинете математики будет произведён ремонт. Бухгалтерия выделила на покраску пола 15000рублей. Достаточно ли средств выделила бухгалтерия?»

Обе задачи направлены на формирование практических навыков. Решая задачу из учебника, учащиеся вспоминают формулу нахождения площади, рассчитывают, сколько краски расходуется на 1 кв. метр, что в дальнейшем поможет при решении практико-ориентированной задачи.

…….

2. Двум классам поручено расчистить школьный каток, длина которого 20 м, а ширина 10 м. В одном классе 26 учеников, а в другом 24. Сколько квадратных метров должен расчистить каждый класс, если распределить работу по числу учеников?

«В мае все классы принимают участие в уборке школьной территории. Учащимся четвёртого и третьего классов досталась площадь школьного стадиона. Сколько квадратных метров должен убрать каждый класс, каждый ученик?»

3. Когда Маша пошла в магазин за продуктами, у неё в кошельке были только пятирублёвые монеты и десятирублёвые купюры. Сможет ли она уплатить ими без сдачи за:

а) 6 кг картофеля по 5 р. за один кг;

б) 2 л молока по 12 р. за 1 л и за 1 л кефира стоимостью 11 р.?

«Мама дала Маше 500р. денег, чтобы купить продукты для приготовления «Солянки». Уложится ли Маша в данную сумму?»

4. Во время игры «поле чудес» Оля набрала 540 очков, Маша – на 120 очков меньше, чем Оля, а Коля – столько очков, сколько Оля и Маша вместе. Сколько очков набрал Коля?

Рассмотри таблицу и скажи, какие призы мог выбрать Коля:

1. Управляемая машина – 110,

2. Шагающая кукла – 120,

3. Электронная игра – 200,

4. Лыжи с палками – 270,

5. Роликовые коньки – 300,

6. Велосипед – 650

«Мама вам на обеды даёт каждый день по 100рублей. Как вы распланируете бюджет, чтобы не остаться голодным?

Меню

Когда ребята поймут связь математики с другими отраслями знаний, математика оживёт, будет увлекать, из трудного предмета превратится в отрасль знания.

Примерами задач с практическим содержанием служат задания 1 части ЕГЭ и задания ОГЭ в 9 классе (в предыдущие годы вмодуле «Реальная математика»). Благодаря таким задачам, школьники видят, что математика находит применение в любой области деятельности. Некоторые из этих задач могут решать даже пятиклассники. Приведу для примера несколько таких задач:

Задача 1:Один килограмм мяса стоит 320 рублей. Мама купила 1,5 килограмма мяса и отдала 1 тысячу рублей. Сколько рублей сдачи мама должна получить?

Задача 2: Магазин открывается в 10 часов утра, а закрывается в 10 часов вечера. Обеденный перерыв длится с 15 до 16 часов. Сколько часов в день открыт магазин?

Задача 3: Сколько штук обрезной доски нужно для 2 кубов досок, если одна обрезная доска имеет размеры 16см *40 мм* 6,5 м ?

Более сложные задания – учащимся 6-9классов

Задача 4: В комиссионном магазине цена товара, выставленного на продажу, уменьшается на одно и то же число % от прежней цены. Определите, на сколько % каждый месяц уменьшалась цена магнитофона, если выставленный на продажу за 4 тыс. рублей после двух снижений он был продан за 2250 рублей?

Задача 5: Интернет-провайдер (компания, оказывающая услуги по подключению к сети Интернет) предлагает три тарифных плана.

Пользователь планирует, что его трафик составит 600 Mb и, исходя из этого, выбирает наиболее дешевый тарифный план. Сколько рублей заплатит пользователь за месяц, если его трафик действительно будет равен 600 Mb?

Задача 6: Семья из трех человек едет из Томмота в Якутск. Можно ехать поездом, а можно — на своей машине. Билет на поезд стоит 780 рублей на одного человека. Автомобиль расходует 9 литров бензина на 100 километров пути, расстояние по шоссе равно 700 км, а цена бензина равна 18 руб. за литр. Сколько рублей придется заплатить за наиболее дешевую поездку на троих?

Задача 7: Ма­га­зин дет­ских то­ва­ров за­ку­па­ет по­гре­муш­ку по опто­вой цене 260 руб­лей за одну штуку и продаёт с 40-про­цент­ной на­цен­кой. Сколь­ко будут сто­ить 3 такие по­гре­муш­ки, куп­лен­ные в этом ма­га­зи­не?

Задача 8: Мас­штаб карты 1:100 000. Чему равно рас­сто­я­ние между го­ро­да­ми A и B (в км), если на карте оно со­став­ля­ет 2 см?

Часто у школьников возникает мысль, будто бы задачи бывают прикладные, т.е. нужные в жизни, и не практические, которые в жизни не понадобятся. Для устранения таких ошибок целесообразно использовать любую возможность показа того, что абстрактная задача может быть связана с прикладной.

Например: «Построить точку, равноудалённую от всех сторон треугольника.» - абстрактная. Прикладная - «Двор имеет форму треугольника. Где нужно вкопать столб для подвески светильника, чтобы наилучшим способом осветить ближайшие к столбу точки сторон треугольника?» или «Лесная поляна имеет форму треугольника. В какой ее точке безопаснее развести костер?»

Решение прикладной задачи тогда эффективно, когда учащиеся встречались с описываемой ситуацией в реальной действительности: в быту, на экскурсии, при изучении других предметов. Эффективным средством является широкое использование наглядности: фотографий, слайдов, плакатов, рисунков и т.д.

Решение задач с производственным содержанием следует рассматривать после того, как учениками решено достаточное количество соответствующих абстрактных математических задач.

Задача 1: Какой вместимости будет овощной склад, если его размеры равны22 м х 25 м х 4 м?

Задача 2: Дождевая вода наполнила лейку, находящуюся на огороде до высоты 5 см. Сколько ведер воды выпало на огородный участок, площадь которого 1 га (емкость ведра 10 литров)?

Задача 3: Сколько в связке электродов для электросварки, если их общее масса 5 кг, а каждый электрод- кусок стальной проволоки длиной 45 см и диаметром 5 мм?

Задача 4: Сколько из листа оцинкованного железа прямоугольной формы размером 150х100 можно сделать бидонов с крышками, имеющих форму прямоугольного параллелепипеда длиной 20 см, шириной 15 см, высотой 30 см, если расход на швы составляет 0,4% всей площади листа?

Задача 5: Изображена математическая модель крышидома и указаны длины некоторых отрезков. На данной модели пол у чердака дома – квадрат ABCD. Балки, на которые опирается крыша, являются сторонами бетонного блока, имеющего форму прямоугольного параллелепипеда EFGHKLMN. E – середина ребра AT, F – середина BT, G - середина CT, H - середина DT. Все ребра пирамиды равны 12 м. Хватит ли 30 кг краски для того чтобы покрасить пол чердака и крышу, если для покраски 1м² требуется 100 г краски?

При решении практико - ориентированных задач можно вести работу по профориентации.Начать можно с опроса родителей, других родственников: "Какие математические знания необходимы в вашей профессии". Затем по группам обобщить результаты опроса, подобрать задачи из учебника, имеющие отношение к профессии родителей. Завершить этот этап работы конструированием собственных задач.

Примеры задач

Кроме этого учащимся можно предложить выполнить следующие проекты:

Проект «Покупка в кредит».

Исследовать возможность совершить покупку, на приобретение которой пока нет денежных средств. Что выгоднее – заработать и накопить, сохраняя деньги в «банке», заработать и накопить, открыв счет в сбербанке; совершить покупку в кредит, выплачивать который нужно будет из заработанных средств? Какие виды кредитов более выгодны? Соответствие цены и качества. Проведение необходимых расчетов по погашению кредита. Финансовые издержки (сколько денежных средств затрачено дополнительно на оплату кредита, что кажется учащемуся более выгодным и правильным – покупка в кредит, или накопление денежных средств на счете в банке, а затем совершение покупки).

Учащиеся получают так же необходимые дополнительные разъяснения об основах трудового законодательства для несовершеннолетних и возрасте, начиная с которого они могут получить кредит.

Проект «Квартирный вопрос» может быть разработан учащимися как творческое задание при изучении темы «Площадь и периметр». Проект может включать разделы: фотографии жилых помещений; планы жилых помещений; каталоги отделочных материалов; прайсы с указанием цен на различные отделочные материалы; прейскурант стоимости услуг ремонтной фирмы; расчеты площадей отделываемых поверхностей; расчеты необходимого количества отделочных материалов; расчеты стоимости отделочных материалов; расчеты стоимости услуг ремонтной фирмы; расчеты общей стоимости ремонта. Класс может быть разделен на несколько групп – строительные бригад: оклейка обоями и окрашивание стен и потолков; укладка паркетных полов; отделка ванных комнат кафелем и др.

Проект «Калорийность потребительской корзины» при изучении темы «Проценты». Учащиеся изучают зависимость между энергозатратностью организма и энергоёмкостью (калорийностью) пищи для организации здорового питания школьника. В результате выполнения проекта учащиеся учатся вычислять свою дневную норму, считать калорийность своего суточного рациона питания.

Назвать проекты Шепелевой

Если при обучении математике учащихся основной школы систематически и целенаправленно использовать практико-ориентированные задания, то повысится качество математической подготовки учащихся и интерес к предмету

Физика

Подфизической задачей с практическим содержанием договоримся понимать задачу, направленную на выявление физической сущности объектов природы, производства и быта.

По целевому назначению задачи с практическим содержанием можно разделить на следующие типы:

­­­­задачи, демонстрирующие применение физических законов и закономерностей в быту и повседневной жизнедеятельности человека;

задачи с производственно-техническим содержанием;

задачи, раскрывающие значение физики в практике познания окружающей действительности.

Задачи первого типа позволяют осуществлять на их основе развитие у обучающихся умения использовать полученные знания в своей повседневной деятельности.

Решение задач второго типа способствует формированию у обучающихся готовности к применению приобретаемых знаний и умений в будущей профессиональной деятельности.

Задачи третьего типа позволяют реализовать такую цель практико-ориентированного обучения, как развитие мышления обучающихся для формирования у них опыта деятельности в сфере познания окружающей действительности.

Примеры практико-ориентированных задач каждого из выделенных типов у вас …..

Примеры практико-ориентированных задач по физике

по разделу «Электромагнитные явления»

Задачи, демонстрирующие применение физических законов и

закономерностей в быту и повседневной жизнедеятельности человека

В квартире имеются две электролампы по 60 Вт и одна на 40 Вт. Каждую из них включают на 4 ч в сутки. Определите стоимость израсходованной за месяц электроэнергии при тарифе 3 рубля 62 копейки за 1кВтч.

Три друга купили по электрическому чай­нику. Чайник Николая имеет мощность 5 Вт, Владимира – 50 Вт, Сергея – 1200 Вт. Чей чайник более выгоден экономически?

Какое соединение проводников применяется в жилых помещениях?

Почему бытовые приборы в помещении необходимо соединять параллельно? Какой прибор в комнате соединен не параллельно, а последовательно с потребителями?

Сложите мощности всех имеющихся у вас дома электрических устройств. Объясните, почему не допустимо их одновременное включение в сеть.

Объясните причину короткого замыкания в ситуациях, изображенных на рисунке:

Объясните возможные причины электротравм:

Задачи с производственно-техническим содержанием

Н а рисунке представлена схема электромагнитного реле. Расскажите, из чего состоит прибор, объясните принцип его работы. В каких целях используются электромагнитные реле?

1 – электромагнит

2 – якорь

3 – контакты рабочей цепи

4 – пружина

5 – электродвигатель

6 – контакты цепи электродвигателя

При работе электромагнитного подъемного крана часть груза не оторвалась от полюсов электромагнита при выключении тока. Крановщик пропустил через обмотку слабый ток обратного направления, и груз отпал. Объясните почему.

Развитие алюминиевой промышленности в нашей стране позволило отказаться от использования медных проводов для воздушных электрических линий. Чем это вызвано?

Что такое перископ? Как он устроен (см. рис.)? Для чего он используется?

Как работает магнитный сепаратор зерна (см. рис.)?

Что вам известно об электризации в автомобилях? С какими опасными последствиями связана электризация при перевозке бензина автомобильными цистернами?

В зернохранилище зерно ссыпается в большие кучи и из-за повышенной влажности быстро нагревается и портится. Разработайте принципиальную схему установки, предупреждающей о возникновении в куче критической температуры.

В больнице в комнате дежурной сестры находится электрический звонок и три лампы. Начертите схему цепи, которая позволила бы вызывать сестру больным, лежащим в трех разных палатах.

Задачи, раскрывающие значение физики

в практике познания окружающей действительности

Используемые в подъёмном кране электромагниты обладают громадной мощностью. Электромагниты, при помощи которых удаляют из глаз случайно попавшие железные опилки, очень слабы. Какими способами достигают такого различия?

Будет ли обычный компас давать правильные показания в кабине автомобиля или салоне автобуса? Почему?

Каково значение света в жизни человека, в познании природы, в развитии наук?

Как может отразиться на поведении животных изменение магнитного поля Земли? Заметите ли вы такое событие?

Как усовершенствовать процесс передачи электроэнергии, чтобы отказаться от традиционных проводов?

Перегоревшую электрическую лампу нередко удается «оживить» (заставить светить снова) посредством встряхивания. Почему «отремонтированная» таким образом спираль светит ярче, чем до перегорания?

Авиационное топливо в основном электризуется при фильтровании. Изобретение фильтра, при прохождении через который жидкость почти не заряжается, является важной проблемой. Почему такой фильтр должен состоять из двух различных материалов? Какими электрическими свойствами должны обладать эти материалы по отношению к топливу?

Одежда из синтетической ткани, когда её снимают, иногда издаёт слабый треск, а в темноте при этом возникает свечение. Почему это происходит? Полезна ли такая одежда для здоровья?

Можно ли использовать электрический ток для очистки воды?

Сегодня предметом нашего исследования являются задачи с практическим содержанием в качестве средства диагностики предметных и метапредметных результатов обучения. Пример работы с текстовой практико-ориентированной задачей для оценки уровня сформированности у обучающихся универсальных учебных действий (УУД) приведен в следующем параграфе данной работы.

Текстовые задачи с практическим содержанием

как средство оценки уровня сформированности у обучающихся

универсальных учебных действий

Практико-ориентированные задачи обладают большими возможностями для диагностики у обучающихся предметных и метапредметных результатов. В буклетах представлен текст «Молния» и разработанные задания к нему, а также приведены критерии оценки и шкала соответствия результатов выполнения заданий уровню сформированности у обучающихся универсальных учебных действий (УУД)

МОЛНИЯ

Молния – это гигантский электрический искровой разряд в атмосфере, проявляющийся яркой вспышкой света и сопровождающим её громом.

Молния появляется вследствие возникновения электрического напряжения между соседними облаками, либо между облаком и поверхностью Земли. В нижней части облака, как правило, накапливаются электроны, которые притягиваются положительными ионами участка поверхности Земли, расположенными под ним. Когда напряжение возрастает до критического уровня, внезапно образуется лавина электронов (вспышка), нейтрализующая и облако, и поверхность Земли.

Действия молний настолько разнообразны, что раньше люди поневоле думали о каком-то особом их происхождении. В одних случаях она наповал убивает и сжигает человека, даже не коснувшись его одежды, которая остаётся нетронутой. В других она раздевает человека догола, не причинив ему ни малейшего вреда, ни одной царапины. Иной раз  ворует монеты, не повредив ни кошелька, ни кармана, или срывает позолоту с люстры и переносит её на штукатурку стены, не тронув самой люстры и проч. Разнообразных фактов действия молний человечество за века накопило великое множество. Весьма опасны прямые удары молнии в воздушные линии связи с деревянными опорами, что может привести к разрушениям, пожарам и поражению людей электрическим током. Прямые удары молнии в высоковольтные линии электропередачи вызывают электрические разряды с провода на землю или между проводами; они приводят к коротким замыканиям и отключению линий. Попадание молнии в самолёт может привести к разрушениям элементов конструкции, нарушению работы радиоаппаратуры и навигационных приборов, ослеплению и даже непосредственному поражению экипажа. Достаточно сказать, что каждый год на Земле наблюдается до 2 миллиардов вспышек молнии, от которых погибает около 20, а получают увечья до 80 человек ежедневно!

Электрическая природа молнии впервые была раскрыта в исследованиях американского физика Б. Франклина, по идее которого был проведён опыт по извлечению электричества из грозового облака. Во время грозы Франклин вызывал электрический разряд между концом воздушного змея и поверхностью Земли. Опыты, аналогичные опытам Франклина, проводимые в целях изучения природы молнии, проводились многими учёными, в том числе и российским естествоиспытателем Георгом Вильгельмом Рихманом.

В грозовом облаке вода находится в виде кристаллов льда. Эти кристаллики трутся друг о друга, в результате чего образуются свободные электроны и положительные ионы, иначе говоря, генерируется статическое электричество. При этом возникающее напряжение оценивается в среднем примерно в 5·10⁷ В, а сила тока – в среднем 200 000 А. Эту силу тока обычно определяют по степени намагниченности стальных стержней громоотводов при ударе молний. Соответственно, мощность тока в разряде (молнии) порядка  10¹⁰ кВт. Эта мощность соизмерима с мощностью всей мировой энергетики.

ЗАДАНИЯ

Задание 1. В какой последовательности изложены мысли в тексте? Допиши недостающий пункт.

Определение молнии.

Механизм возникновения молнии.

……………………………………………

Опыты по выяснению электрической природы молнии.

Числовые значения величин, характеризующих грозовой разряд.

Критерии оценивания Задание 1. Чтение и работа с информацией, познавательные УУД. Проверяет умение составлять план текста.

Задание 2. Объясни одноклассникам механизм возникновения молнии.

Критерии оценивания Задание 2. Познавательные и коммуникативные УУД. Проверяет умение извлекать информацию из текста и использовать ее для решения коммуникативной задачи.

Ключ оценивания:

0 – не приступал к выполнению задания;

1 – выполнил задание частично (нарушена логика изложения/ не приведено обоснование / в высказывании встречаются ошибочные суждения);

2 – выполнил задание полностью правильно (в нижней части облака накапливаются электроны, которые притягиваются положительными ионами участка поверхности Земли, расположенными под облаком; когда напряжение между облаком и поверхностью Земли, а также между соседними облаками возрастает до критического уровня, образуется лавина электронов, нейтрализующая облако и поверхность Земли – так возникает молния.).

Задание 3. Напиши, что ты узнал из текста о том, как генерируется статическое электричество в облаке.

Задание 4. Как заряжена земля под грозовым отрицательно заряженным облаком? Выбери букву, соответствующую правильному ответу.

а) положительно;

б) отрицательно;

в) не имеет заряда;

г) заряд может быть любым в зависимости от состава почвы под облаком.

Задание 5. Какое(-ие) утверждение(-я) о молнии верно(-ы):

1) молния – разряд, который возникает между заряженными облаками и между облаком и землей при достаточно высоком напряжении между ними;

2) молния – разряд, который возникает между заряженными облаками и между облаком и землей при достаточно разреженной атмосфере.

Выбери букву, соответствующую правильному ответу:

а) только 1;

б) только 2;

в) и 1, и 2;

г) ни 1, ни 2.

Задание 6. Дополни и закончи предложение: электрическая природа молнии была раскрыта в исследованиях…

Задание 7. Запиши, какие виды молний тебе знакомы. При необходимости используй дополнительные источники информации.

Задание 8. Дай ответ на вопрос, почему свет молнии мы видим раньше, чем слышим звук грома? При необходимости используй дополнительные источники информации.

Задание 9. Расскажи одноклассникам, как правильно вести себя во время грозы.

Задание 10. Рассчитай, чему равна максимальная мощность молнии и работа электрических сил, если сила тока в ней 500 000 А, а напряжение 10⁹ В? Считать, что молния проходит от грозового облака до Земли за 0,02 с.

Запиши, какие формулы тебе понадобятся для ответа на вопрос.

Проведи вычисления физических величин, которые нужно найти в задаче.

Выбери букву, соответствующую правильному ответу:

а) 5·10⁴ Вт; 10³ Дж;

б) 5·10⁴ Вт; 2,5·10⁶ Дж;

в) 5·10¹⁴ Вт; 10¹³ Дж;

г) 5·10¹⁴ Вт; 10¹⁶ Дж.

Задание 11. Вся ли информация, представленная в тексте, была тебе понятна? Что именно в тексте осталось непонятым? Запиши вопрос.

Задание 12. Запиши номер задания, которое показалось тебе самым трудным.

ВЕРНЫЕ ОТВЕТЫ И КЛЮЧИ ОЦЕНИВАНИЯ

ПРОВЕРОЧНОЙ РАБОТЫ ПО ТЕКСТУ «МОЛНИЯ»

Задание 1. Чтение и работа с информацией, познавательные УУД. Проверяет умение составлять план текста.

Ключ оценивания:

0 – не приступал к выполнению задания;

1 – неправильно сформулировал третий пункт плана;

2 – выполнил задание полностью правильно (разнообразные действия молнии и их последствия).

Задание 2. Познавательные и коммуникативные УУД. Проверяет умение извлекать информацию из текста и использовать ее для решения коммуникативной задачи.

Ключ оценивания:

0 – не приступал к выполнению задания;

1 – выполнил задание частично (нарушена логика изложения/ не приведено обоснование / в высказывании встречаются ошибочные суждения);

2 – выполнил задание полностью правильно (в нижней части облака накапливаются электроны, которые притягиваются положительными ионами участка поверхности Земли, расположенными под облаком; когда напряжение между облаком и поверхностью Земли, а также между соседними облаками возрастает до критического уровня, образуется лавина электронов, нейтрализующая облако и поверхность Земли – так возникает молния.).

Задание 3. Чтение и работа с информацией, познавательные и коммуникативные УУД. Проверяет умения вычитывать из текста информацию, данную в явном виде, осознанно и произвольно строить речевое высказывание в письменной форме.

Ключ оценивания:

0 – не приступал к выполнению задания;

1 – записал неточный ответ;

2 – записал правильный ответ (в грозовом облаке вода находится в виде кристаллов льда; эти кристаллики трутся друг о друга, в результате чего образуются свободные электроны и положительные ионы, иначе говоря, генерируется статическое электричество).

Задание 4. Чтение и работа с информацией, познавательные УУД. Проверяет умение вычитывать из текста информацию, данную в явном виде.

Ключ оценивания:

0 – не приступал к выполнению задания или выполнил неверно;

1 – выбрал верный ответ (под буквой а).

Задание 5. Чтение и работа с информацией, познавательные УУД. Проверяет умения вычитывать из текста информацию, данную в явном виде, и применять ее к анализу ситуации.

Ключ оценивания:

0 – не приступал к выполнению задания или выполнил неверно;

1 – выбрал верный ответ (под буквой а).

Задание 6. Чтение и работа с информацией, познавательные УУД. Проверяет умение извлекать информацию из текста и использовать ее для формулирования логического заключения.

Ключ оценивания:

0 – не приступал к выполнению задания или выполнил неверно;

1 – записал фамилию одного ученого;

2 – записал фамилии двух ученых;

3 – дал исчерпывающий ответ на поставленный вопрос (опыты проводились многими учёными, в том числе Б. Франклином и Г.В. Рихманом).

Задание 7. Познавательные УУД. Проверяет умения составлять классификацию по различным основаниям и использовать дополнительные источники информации.

Ключ оценивания:

0 – не приступал к выполнению задания;

1 – записал не более двух видов молний;

2 – записал три и более вида молний (по внешнему виду: линейная, шаровая, ленточная, бисерная и др; по виду происхождения: облако-облако, земля-облако, туча-земля и др.).

Задание 8. Познавательные и коммуникативные УУД. Проверяет умение строить речевое высказывание в письменной форме, используя справочные материалы (данные о значении скоростей звука и света в воздухе).

Ключ оценивания:

0 – не приступал к выполнению задания;

1 – записал неточный ответ;

2 – записал правильный ответ (скорость света намного больше скорости звука, поэтому свет молнии мы видим раньше, чем слышим звук грома).

Задание 9. Познавательные, коммуникативные и регулятивные УУД. Проверяет умение извлекать из текста информацию, заданную в неявном виде, и использовать ее для решения коммуникативной задачи; умение выбрать правильный способ действия в заданной ситуации.

Ключ оценивания:

0 – не приступал к выполнению задания;

1 – назвал одно правило;

2 – назвал два правила;

3 – назвал три и более правила поведения во время грозы (занять позицию на сухом или наименее мокнущем месте; разместить металлические предметы в 15-20 м от места нахождения; занять безопасное от прямых ударов молнии место и др.).

Задание 10. Чтение и работа с информацией, познавательные УУД. Проверяет знание физических формул, умений работать со степенями, проводить расчеты физических величин.

Ключ оценивания:

0 – не приступал к выполнению задания;

1 – ошибся в записи формулы мощности электрического тока или работы тока;

2 – верно записал обе формулы, но ошибся в вычислении мощности электрического тока или работы тока;

3 – выбрал верный ответ (под буквой в).

Задание 11. Регулятивные, познавательные и коммуникативные УУД. Проверяет умение осуществлять контроль своих действий, фиксировать непонятую информацию, задавать вопрос на понимание.

Ключ оценивания:

0 – не приступал к выполнению задания;

1 – записал, что осталось непонятным, но не сформулировал вопрос;

2 – выполнил задание полностью правильно.

Задание 12. Регулятивные УУД. Проверяет умение оценивать учебные действия в соответствии с поставленной задачей.

Ключ оценивания:

0 – не приступал к выполнению задания;

1 – записал номер задания.

ШКАЛА ОЦЕНИВАНИЯ УРОВНЯ СФОРМИРОВАННОСТИ УУД

0-7 баллов – низкий уровень

8-12 баллов – уровень ниже среднего

13-19 баллов – средний уровень

20-24 баллов – высокий уровень

Программный материал курса физики позволяет создать условия для воспитания у подрастающего поколения активной гражданской позиции, умений и навыков рационального и бережного использования топливно-энергетических ресурсов – света, воды, материально-технической базы. Например, при изучении темы «Работа и мощность электрического тока» учащиеся рассчитывают потребление электрической энергии школой за один зимний месяц. Полученный результат заставляет задуматься, и ребятам можно предложить выполнить проекты, связанные с потреблением электрической энергии в семье. В процессе работы познакомятся с характеристиками различных бытовых приборов, найдут способы экономии.

Включение в учебный материал информации, связанной со спортивными достижениями именитых спортсменов, способствует пропаганде здорового образа жизни. Например, при решении задач на тему «Скорость», «Движение по окружности» используются спортивные результаты российских чемпионов.

Практика проведения учащимися на уроках информационных сообщений на 1–2 минуты по теме “Физика и техника”,мини-конференции, где заслушиваются доклады, сообщения,рефераты (например: “Электроизмерительныеприборы различных систем”, “Развитие фотографии”, “Магнитные свойствавеществ и их применение в жизни”, “Физика и медицина”, позволяет быть в курсе важных направлений научно-технического прогресса.

Большой интерес вызывают у учащихся бинарные уроки. Например, урок по теме «Зрение» для 8 класса. Межпредметная связь физики и биологии позволяет не просто понять биологические процессы, но и найти способы устранения дефектов зрения, заставляет задуматься о бережном отношении к своему здоровью. На бинарном уроке физика - история по теме «Тепловые двигатели» рассматриваются экологические вопросы, связанные с резким увеличением автотранспорта, а также с проблемами глобального потеплении.

В дальнейшем с применением знаний по физике школьниками могут быть выполнены проекты, например, таких типов:

проекты, связанные с созданием практически значимого для человека продукта с заданными свойствами (техническое устройство, модель, макет какого-либо реального объекта, прибор и т.п.);

проекты, связанные с оценкой или нахождением значений параметров свойств объектов в определенном состоянии.

Например,

Исследовательский проект «Учет теплового расширения при использовании современных строительных материалов». В процессе выполнения проекта выявить зависимость линейных размеров винилового сайдинга от температуры. По результатам работы построить график зависимости и в конечном итоге определить изменение длины с учетом предельно возможных значений температуры для данной местности. На основе полученного результата предложить правила монтажа данного вида покрытия.

Проект, интегрированный с биологией, «Определение содержания крахмала в картофеле. Польза и вред крахмала для организма человека» позволит не только получить дополнительные знания о самом популярном продукте питания, но и освоить различные методы определения плотности.

Проект «Особенности электрических ламп» предусматривает выявление недостатков и преимуществ двух типов ламп, используемых в жилых и прочих помещениях: ламп накаливания и энергосберегающих. Оценка значений параметров оптических, электрических, тепловых свойств ламп и сопоставление их надежности, безопасности и экономичности может привести к неоднозначным результатам, свидетельствующим о спорности рекламных акций, пропагандирующих энергосберегающие лампы.

Интерес вызывают у учащихся принципы действия таких современных бытовых приборов, как микроволновые печи, индукционные плиты.

В свете новых требований к образованию, введения образовательных стандартов второго поколения разработка и защита проекта каждым школьником становится обязательным компонентом учебного процесса. В связи с этим, развитие проектной деятельности, методик, связанных с такой деятельностью учащихся средней школы, будет продолжаться.

Современные компьютерные технологии, доступ в Интернет позволяют оперативно получать любую информацию, в том числе ответы практически на любые вопросы, а также готовые решения задач. Поэтому понимание сущности физических явлений и процессов, осознанное использование математического аппарата для решения практических задач при наличии неограниченного доступа к информации могут отойти на второй план, что в свою очередь не способствует развитию познавательного интереса и творческих способностей. Поэтому необходима организация работы с информацией и со средствами ИКТ.

Практико-ориентированный подход к организации обучения физике – перспективное направление, позволяющее не только перевести в новый формат учебную информацию, но и сформировать навыки использования знаний в практической деятельности, ориентированной на приобретение коммуникативных навыков учащихся и выбор будущей профессии.

Вывод:

Поиск способов организации учебного процесса по физике и математике в условиях внедрения Федерального государственного образовательного стандарта привел нас к мысли о необходимости определения роли и места технологии практико-ориентированного обучения в процессе формирования у обучающихся основной школы ключевых компетенций.

Считаем бесспорным, что работа по формированию у обучающихся универсальных учебных действий средствами практико-ориентированных заданий позволяет повысить уровень учебной мотивации и сформировать у обучающихся готовность к взаимодействию с объектами природы, производства и быта, выйти на уровень компетентного поступка.

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/427055-prakticheskaja-fizika-realnaja-matematika-pra