Алгоритмы решения задач по физике
Всегда хотелось найти универсальный способ решения задач, но, наверное, его просто не существует. Однако, можно составить рекомендации для решения отдельных групп задач
Как искать решение?
1. Понять предложенную задачу.
2. Найти путь от неизвестного к данным, если нужно, рассмотрев промежуточные задачи (“анализ”).
3. Реализовать найденную идею решения (“синтез”).
4. Решение проверить и оценить критически.
Тепловое расширение твердых и жидких тел
1. Понять предложенную задачу (увидеть физическую модель).
2. Анализ (построить математическую модель явления):
1. Для каждого теплового состояния каждого тела записать соответствующую формулу теплового расширения.
2. Если в задаче наряду с расширением тел рассматриваются другие процессы, сопутствующие расширению, – теплообмен, изменение гидростатического давления жидкости или выталкивающей силы, то к уравнениям теплового расширения надо добавить формулы калориметрии и гидростатики.
3. Синтез (получить результат).
1. Решить полученную систему уравнений относительно искомой величины.
4. Решение проверить и оценить критически.
Методическая копилка
-
Нургалина З.Р.
- Сообщения: 521
- Зарегистрирован: 23 дек 2015, 10:35
-
Нургалина З.Р.
- Сообщения: 521
- Зарегистрирован: 23 дек 2015, 10:35
Re: Методическая копилка
Алгоритмы решения задач по физике
Всегда хотелось найти универсальный способ решения задач, но, наверное, его просто не существует. Однако, можно составить рекомендации для решения отдельных групп задач
Как искать решение?
1. Понять предложенную задачу.
2. Найти путь от неизвестного к данным, если нужно, рассмотрев промежуточные задачи (“анализ”).
3. Реализовать найденную идею решения (“синтез”).
4. Решение проверить и оценить критически.
Теплота (первое начало термодинамики Q = U + A)
Задачи об изменении внутренней энергии тел можно разделить на три группы.
В задачах первой группы рассматривают такие явления, где в изолированной системе при взаимодействии тел изменяется лишь их внутренняя энергия без совершения работы над внешней средой.
1. Понять предложенную задачу (увидеть физическую модель).
2. Анализ (построить математическую модель явления):
1. Определить изолированную систему.
2. Установить у каких тел внутренняя энергия уменьшается, а у каких – возрастает.
3. Составить уравнение теплового баланса ( U = 0), при записи которого в выражении cm(t2 – t1), для изменения внутренней энергии, нужно вычитать из конечной температуры тела начальную и суммировать члены с учетом получающегося знака.
3. Полученное уравнение решить относительно искомой величины.
4. Решение проверить и оценить критически.
В задачах второй группы рассматриваются явления, связанные с превращением одного вида энергии в другой при взаимодействии двух тел. Результат такого взаимодействия – изменение внутренней энергии одного тела в следствие совершенной им или над ним работы.
1. Понять предложенную задачу (увидеть физическую модель).
2. Анализ (построить математическую модель явления):
1. Следует убедиться, что в процессе взаимодействия тел теплота извне к ним не подводится, т.е. действительно ли Q = 0.
2. Установить у какого из двух взаимодействующих тел изменяется внутренняя энергия и что является причиной этого изменения – работа, совершенная самим телом, или работа, совершенная над телом.
3. Записать уравнение 0 = U + A для тела, у которого изменяется внутренняя энергия, учитывая знак перед А и к.п.д. рассматриваемого процесса.
4. Если работа совершается за счет уменьшения внутренней энергии одного из тел, то А= U, а если внутренняя энергия тела увеличивается за счет работы, совершенной над телом, то А = U.
5. Найти выражения для U и A.
6. Подставляя в исходное уравнение вместо U и A их выражения, получим окончательное соотношение для определения искомой величины.
3. Полученное уравнение решить относительно искомой величины.
4. Решение проверить и оценить критически.
Задачи третьей группы объединяют в себе две предыдущие.
Всегда хотелось найти универсальный способ решения задач, но, наверное, его просто не существует. Однако, можно составить рекомендации для решения отдельных групп задач
Как искать решение?
1. Понять предложенную задачу.
2. Найти путь от неизвестного к данным, если нужно, рассмотрев промежуточные задачи (“анализ”).
3. Реализовать найденную идею решения (“синтез”).
4. Решение проверить и оценить критически.
Теплота (первое начало термодинамики Q = U + A)
Задачи об изменении внутренней энергии тел можно разделить на три группы.
В задачах первой группы рассматривают такие явления, где в изолированной системе при взаимодействии тел изменяется лишь их внутренняя энергия без совершения работы над внешней средой.
1. Понять предложенную задачу (увидеть физическую модель).
2. Анализ (построить математическую модель явления):
1. Определить изолированную систему.
2. Установить у каких тел внутренняя энергия уменьшается, а у каких – возрастает.
3. Составить уравнение теплового баланса ( U = 0), при записи которого в выражении cm(t2 – t1), для изменения внутренней энергии, нужно вычитать из конечной температуры тела начальную и суммировать члены с учетом получающегося знака.
3. Полученное уравнение решить относительно искомой величины.
4. Решение проверить и оценить критически.
В задачах второй группы рассматриваются явления, связанные с превращением одного вида энергии в другой при взаимодействии двух тел. Результат такого взаимодействия – изменение внутренней энергии одного тела в следствие совершенной им или над ним работы.
1. Понять предложенную задачу (увидеть физическую модель).
2. Анализ (построить математическую модель явления):
1. Следует убедиться, что в процессе взаимодействия тел теплота извне к ним не подводится, т.е. действительно ли Q = 0.
2. Установить у какого из двух взаимодействующих тел изменяется внутренняя энергия и что является причиной этого изменения – работа, совершенная самим телом, или работа, совершенная над телом.
3. Записать уравнение 0 = U + A для тела, у которого изменяется внутренняя энергия, учитывая знак перед А и к.п.д. рассматриваемого процесса.
4. Если работа совершается за счет уменьшения внутренней энергии одного из тел, то А= U, а если внутренняя энергия тела увеличивается за счет работы, совершенной над телом, то А = U.
5. Найти выражения для U и A.
6. Подставляя в исходное уравнение вместо U и A их выражения, получим окончательное соотношение для определения искомой величины.
3. Полученное уравнение решить относительно искомой величины.
4. Решение проверить и оценить критически.
Задачи третьей группы объединяют в себе две предыдущие.
-
Нургалина З.Р.
- Сообщения: 521
- Зарегистрирован: 23 дек 2015, 10:35
Re: Методическая копилка
Алгоритмы решения задач по физике
Всегда хотелось найти универсальный способ решения задач, но, наверное, его просто не существует. Однако, можно составить рекомендации для решения отдельных групп задач
Как искать решение?
1. Понять предложенную задачу.
2. Найти путь от неизвестного к данным, если нужно, рассмотрев промежуточные задачи (“анализ”).
3. Реализовать найденную идею решения (“синтез”).
4. Решение проверить и оценить критически.
Закон сохранения механической энергии
1. Понять предложенную задачу (увидеть физическую модель).
2. Анализ (построить математическую модель явления):
1. Выбрать систему отсчета.
2. Выделить два или более таких состояний тел системы, чтобы в число их параметров входили как известные, так и искомые величины.
3. Выбрать нулевой уровень отсчета потенциальной энергии.
4. Определить, какие силы действуют на тела системы – потенциальные или непотенциальные.
5. Если на тела системы действуют только потенциальные силы, написать закон сохранения механической энергии в виде: Е1 = Е2.
6. Раскрыть значение энергии в каждом состоянии и, подставить их в уравнение закона сохранения энергии.
3. Полученную систему уравнений решить относительно искомой величины.
4. Решение проверить и оценить критически.
Всегда хотелось найти универсальный способ решения задач, но, наверное, его просто не существует. Однако, можно составить рекомендации для решения отдельных групп задач
Как искать решение?
1. Понять предложенную задачу.
2. Найти путь от неизвестного к данным, если нужно, рассмотрев промежуточные задачи (“анализ”).
3. Реализовать найденную идею решения (“синтез”).
4. Решение проверить и оценить критически.
Закон сохранения механической энергии
1. Понять предложенную задачу (увидеть физическую модель).
2. Анализ (построить математическую модель явления):
1. Выбрать систему отсчета.
2. Выделить два или более таких состояний тел системы, чтобы в число их параметров входили как известные, так и искомые величины.
3. Выбрать нулевой уровень отсчета потенциальной энергии.
4. Определить, какие силы действуют на тела системы – потенциальные или непотенциальные.
5. Если на тела системы действуют только потенциальные силы, написать закон сохранения механической энергии в виде: Е1 = Е2.
6. Раскрыть значение энергии в каждом состоянии и, подставить их в уравнение закона сохранения энергии.
3. Полученную систему уравнений решить относительно искомой величины.
4. Решение проверить и оценить критически.
-
Нургалина З.Р.
- Сообщения: 521
- Зарегистрирован: 23 дек 2015, 10:35
Re: Методическая копилка
Алгоритмы решения задач по физике
Всегда хотелось найти универсальный способ решения задач, но, наверное, его просто не существует. Однако, можно составить рекомендации для решения отдельных групп задач
Как искать решение?
1. Понять предложенную задачу.
2. Найти путь от неизвестного к данным, если нужно, рассмотрев промежуточные задачи (“анализ”).
3. Реализовать найденную идею решения (“синтез”).
4. Решение проверить и оценить критически.
Закон сохранения импульса
1. Понять предложенную задачу (увидеть физическую модель).
2. Анализ (построить математическую модель явления):
1. Выбрать систему отсчета.
2. Выделить систему взаимодействующих тел и выяснить, какие силы для нее являются внутренними, а какие – внешними.
3. Определить импульсы всех тел системы до и после взаимодействия.
4. Если в целом система незамкнутая, сумма проекций сил на одну из осей равна нулю, то следует написать закон сохранения лишь в проекциях на эту ось.
5. Если внешние силы пренебрежительно малы в сравнении с внутренними (как в случае удара тел), то следует написать закон сохранения суммарного импульса ( p = 0) в векторной форме и перейти к скалярной.
6. Если на тела системы действуют внешние силы и ими нельзя пренебречь, то следует написать закон изменения импульса
( p = F t) в векторной форме и перейти к скалярной.
7. Записать математически все вспомогательные условия.
3. Полученную систему уравнений решить относительно искомой величины.
4. Решение проверить и оценить критически
Всегда хотелось найти универсальный способ решения задач, но, наверное, его просто не существует. Однако, можно составить рекомендации для решения отдельных групп задач
Как искать решение?
1. Понять предложенную задачу.
2. Найти путь от неизвестного к данным, если нужно, рассмотрев промежуточные задачи (“анализ”).
3. Реализовать найденную идею решения (“синтез”).
4. Решение проверить и оценить критически.
Закон сохранения импульса
1. Понять предложенную задачу (увидеть физическую модель).
2. Анализ (построить математическую модель явления):
1. Выбрать систему отсчета.
2. Выделить систему взаимодействующих тел и выяснить, какие силы для нее являются внутренними, а какие – внешними.
3. Определить импульсы всех тел системы до и после взаимодействия.
4. Если в целом система незамкнутая, сумма проекций сил на одну из осей равна нулю, то следует написать закон сохранения лишь в проекциях на эту ось.
5. Если внешние силы пренебрежительно малы в сравнении с внутренними (как в случае удара тел), то следует написать закон сохранения суммарного импульса ( p = 0) в векторной форме и перейти к скалярной.
6. Если на тела системы действуют внешние силы и ими нельзя пренебречь, то следует написать закон изменения импульса
( p = F t) в векторной форме и перейти к скалярной.
7. Записать математически все вспомогательные условия.
3. Полученную систему уравнений решить относительно искомой величины.
4. Решение проверить и оценить критически
-
Нургалина З.Р.
- Сообщения: 521
- Зарегистрирован: 23 дек 2015, 10:35
Re: Методическая копилка
Алгоритмы решения задач по физике
Всегда хотелось найти универсальный способ решения задач, но, наверное, его просто не существует. Однако, можно составить рекомендации для решения отдельных групп задач
Как искать решение?
1. Понять предложенную задачу.
2. Найти путь от неизвестного к данным, если нужно, рассмотрев промежуточные задачи (“анализ”).
3. Реализовать найденную идею решения (“синтез”).
4. Решение проверить и оценить критически.
Статика.
Понять предложенную задачу (увидеть физическую модель).
1. Анализ (построить математическую модель явления):
1. Выбрать систему отсчета.
2. Найти все силы, приложенные к находящемуся в равновесии телу.
3. Написать уравнение, выражающее первое условие равновесия ( Fi = 0), в векторной форме и перейти к скалярной его записи.
4. Выбрать ось, относительно которой целесообразно определять момент сил.
5. Определить плечи сил и написать уравнение, выражающее второе условие равновесия ( Mi = 0).
6. Исходя из природы сил, выразить силы через величины, от которых они зависят.
2. Полученную систему уравнений решить относительно искомой величины.
3. Решение проверить и оценить критически
Всегда хотелось найти универсальный способ решения задач, но, наверное, его просто не существует. Однако, можно составить рекомендации для решения отдельных групп задач
Как искать решение?
1. Понять предложенную задачу.
2. Найти путь от неизвестного к данным, если нужно, рассмотрев промежуточные задачи (“анализ”).
3. Реализовать найденную идею решения (“синтез”).
4. Решение проверить и оценить критически.
Статика.
Понять предложенную задачу (увидеть физическую модель).
1. Анализ (построить математическую модель явления):
1. Выбрать систему отсчета.
2. Найти все силы, приложенные к находящемуся в равновесии телу.
3. Написать уравнение, выражающее первое условие равновесия ( Fi = 0), в векторной форме и перейти к скалярной его записи.
4. Выбрать ось, относительно которой целесообразно определять момент сил.
5. Определить плечи сил и написать уравнение, выражающее второе условие равновесия ( Mi = 0).
6. Исходя из природы сил, выразить силы через величины, от которых они зависят.
2. Полученную систему уравнений решить относительно искомой величины.
3. Решение проверить и оценить критически
-
Нургалина З.Р.
- Сообщения: 521
- Зарегистрирован: 23 дек 2015, 10:35
Re: Методическая копилка
Алгоритмы решения задач по физике
Всегда хотелось найти универсальный способ решения задач, но, наверное, его просто не существует. Однако, можно составить рекомендации для решения отдельных групп задач
Как искать решение?
1. Понять предложенную задачу.
2. Найти путь от неизвестного к данным, если нужно, рассмотрев промежуточные задачи (“анализ”).
3. Реализовать найденную идею решения (“синтез”).
4. Решение проверить и оценить критически.
Динамика материальной точки.
Понять предложенную задачу (увидеть физическую модель).
1. Анализ (построить математическую модель явления):
1. Выбрать систему отсчета.
2. Найти все силы, действующие на тело, и изобразить их на чертеже. Определить (или предположить) направление ускорения и изобразить его на чертеже.
3. Записать уравнение второго закона Ньютона в векторной форме и перейти к скалярной записи, заменив все векторы их проекциями на оси координат.
4. Исходя из физической природы сил, выразить силы через величины, от которых они зависят.
5. Если в задаче требуется определить положение или скорость точки, то к полученным уравнениям динамики добавить кинетические уравнения.
2. Полученную систему уравнений решить относительно искомой величины.
3. Решение проверить и оценить критически.
Всегда хотелось найти универсальный способ решения задач, но, наверное, его просто не существует. Однако, можно составить рекомендации для решения отдельных групп задач
Как искать решение?
1. Понять предложенную задачу.
2. Найти путь от неизвестного к данным, если нужно, рассмотрев промежуточные задачи (“анализ”).
3. Реализовать найденную идею решения (“синтез”).
4. Решение проверить и оценить критически.
Динамика материальной точки.
Понять предложенную задачу (увидеть физическую модель).
1. Анализ (построить математическую модель явления):
1. Выбрать систему отсчета.
2. Найти все силы, действующие на тело, и изобразить их на чертеже. Определить (или предположить) направление ускорения и изобразить его на чертеже.
3. Записать уравнение второго закона Ньютона в векторной форме и перейти к скалярной записи, заменив все векторы их проекциями на оси координат.
4. Исходя из физической природы сил, выразить силы через величины, от которых они зависят.
5. Если в задаче требуется определить положение или скорость точки, то к полученным уравнениям динамики добавить кинетические уравнения.
2. Полученную систему уравнений решить относительно искомой величины.
3. Решение проверить и оценить критически.
-
Нургалина З.Р.
- Сообщения: 521
- Зарегистрирован: 23 дек 2015, 10:35
Re: Методическая копилка
Алгоритмы решения задач по физике
Всегда хотелось найти универсальный способ решения задач, но, наверное, его просто не существует. Однако, можно составить рекомендации для решения отдельных групп задач
Как искать решение?
1. Понять предложенную задачу.
2. Найти путь от неизвестного к данным, если нужно, рассмотрев промежуточные задачи (“анализ”).
3. Реализовать найденную идею решения (“синтез”).
4. Решение проверить и оценить критически.
Кинематика материальной точки.
Понять предложенную задачу (увидеть физическую модель).
1. Анализ (построить математическую модель явления):
1. Выбрать систему отсчета (это предполагает выбор тела отсчета, начала системы координат, положительного направления осей, момента времени, принимаемого за начальный).
2. Определить вид движения вдоль каждой из осей и написать кинематические уравнения движения вдоль каждой оси – уравнения для координат и для скорости (если тел несколько, уравнения пишутся для каждого тела).
3. Определить начальные условия (координаты и проекции скоростей в начальный момент времени), а также проекции ускорения на оси и подставить эти величины в уравнения движения.
4. Определить дополнительные условия, т.е. координаты или скорости для каких-либо моментов времени (для каких-либо точек траектории), и написать кинематические уравнения движения для выбранных моментов времени (т.е. подставить эти значения координат и скорости).
2. Полученную систему уравнений решить относительно искомой величины.
3. Решение проверить и оценить критически.
Всегда хотелось найти универсальный способ решения задач, но, наверное, его просто не существует. Однако, можно составить рекомендации для решения отдельных групп задач
Как искать решение?
1. Понять предложенную задачу.
2. Найти путь от неизвестного к данным, если нужно, рассмотрев промежуточные задачи (“анализ”).
3. Реализовать найденную идею решения (“синтез”).
4. Решение проверить и оценить критически.
Кинематика материальной точки.
Понять предложенную задачу (увидеть физическую модель).
1. Анализ (построить математическую модель явления):
1. Выбрать систему отсчета (это предполагает выбор тела отсчета, начала системы координат, положительного направления осей, момента времени, принимаемого за начальный).
2. Определить вид движения вдоль каждой из осей и написать кинематические уравнения движения вдоль каждой оси – уравнения для координат и для скорости (если тел несколько, уравнения пишутся для каждого тела).
3. Определить начальные условия (координаты и проекции скоростей в начальный момент времени), а также проекции ускорения на оси и подставить эти величины в уравнения движения.
4. Определить дополнительные условия, т.е. координаты или скорости для каких-либо моментов времени (для каких-либо точек траектории), и написать кинематические уравнения движения для выбранных моментов времени (т.е. подставить эти значения координат и скорости).
2. Полученную систему уравнений решить относительно искомой величины.
3. Решение проверить и оценить критически.
-
Нургалина З.Р.
- Сообщения: 521
- Зарегистрирован: 23 дек 2015, 10:35
Re: Методическая копилка
Реализация метапредметного подхода на уроках физики
Установленные стандартом новые требования к результатам обучающихся вызывают необходимость в изменении содержания обучения на основе принципов метапредметности как условия достижения высокого качества образования. Сегодня метапредметный подход и метапредметные результаты обучения рассматриваются в связи с формированием универсальных учебных действий (УУД) как психологической составляющей фундаментального ядра образования.
Каковы могут быть методы, приемы и варианты реализации условий, обеспечивающих формирование и развитие до соответствующих уровней метапредметных новообразований у учащихся. Рассмотрим некоторые направления деятельности учителя:
- Развитие личности и социальная адаптация (выступление учащихся в различных социальных ролях) при выполнении учебно-познавательной деятельности по физике в паре, группе, коллективе класса, разновозрастном учебном коллективе. Например, проведение уроков моделирования и конструирования при изучении нового материала:
1.Мысленное ( идеальное ) интуитивное - это моделирование, основанное на интуитивном представлении об объекте исследования. Знаковое - это моделирование, использующее в качестве моделей знаковые преобразования какого-либо вида: схемы, графики, чертежи, формулы
2.Урок конструирования: его можно рассматривать как отдельный тип урока, либо как составную часть урока моделирования. Основная задача данного типа урока - на основе построения «содержательной абстракции и содержательного обобщения» сконструировать новое понятие (способ). Здесь идет групповая форма общения, а затем всем классом обсуждаются варианты решения и на их основе фиксируется в тетради способ (понятие). Урок как всегда заканчивается рефлексией, в результате которой дети формулируют те «открытия», которые они на уроке сделали
– Гуманитаризация содержания учебных курсов физики за счет включения материалов, отражающих взаимосвязь физики и искусства, элементов истории физики и биографий ученых, элементов биофизики (в т.ч. человека), природного и экологического характера. Большие возможности для реализации данного компонента представляют элективные курсы предпрофильной подготовки и профильной школы, которые вводятся в учебный план в соответствии с Концепцией Профильного обучения на старшей ступени школы. На протяжении нескольких лет провожу курс по выбору « Юный исследователь». Данный курс по выбору предназначен для учащихся 9 классов, он является межпредметным и рассчитан на 8 часов. Использую следующие формы работы с учащимися: лекционно-семинарские занятия, работа с литературой с дальнейшей презентацией результатов, подготовка учащимися сообщений с использованием новейших сведений (из Интернета, научной и научно-популярной периодической литературы), выполнение учащимися проектов. Формами отчетности учащихся за данный курс могут быть: конспект с решением задачи, проектная работа, творческая работа.
– Гуманизация отношений между субъектами процесса обучения, предполагающая отношение к каждому субъекту как высшей ценности за счет применения интегративно-дифференцированного подхода к обучению ориентированного на выполнение двух главных образовательных задач – формирование цельного представления о мире (единой научной картины мира) и создание условий для проявления каждым обучающимся своей индивидуальности и неповторимости как свойства Личности. Так, например, ежегодное проведение в 11 классе конференции «Физика-мировоззрение-технология» позволяет привлечь всех учащихся класса и каждый выбирает сам форму и содержание участия.
Вопросы для обсуждения:
1.21век-век, в котором миром управляет физика?
2.Прав ли был Прометей, давший людям огонь?
3.Что важнее всего на Земле?
Таким образом, физика как стержневой представитель системы естественно-научного знания обладает огромным социально-гуманитарным потенциалом, а современное состояние образовательной сферы требует сосредоточения методического внимания и усилий на раскрытии и реализации данного потенциала.
Достаточно большая практика позволила определить следующую структуру осуществления «Метапредметности» на уроках физики и во внеурочное время:
1).уроки с привлечением некоторых знаний учащихсяся из других учебных предметов (физика, химия, астрономия, география ,история и др.):
• Поиск необходимой информации в различных источниках и сети Интернет (дети делают сообщения, находят рисунки и делают их сами, фотографии к занятиям).
• Использование заданий типа: Прочитайте небольшой текст о Байкале.
«Озеро Байкал — огромное хранилище пресной воды. Температура поверхностных слоёв воды в Байкале летом — +8…+9 °С, а в отдельных заливах — +15 °C. Температура же глубинных слоёв — в любое время года около +4 °C. Водная масса Байкала оказывает влияние на климат прибрежной территории. Наступление весны на Байкале задерживается на 10−15 дней по сравнению с прилегающими районами, а осень часто бывает довольно продолжительная». Объясните: А) почему температура глубинных слоев озера +4 °C.Б) почему вблизи озера Байкал и весна, и зима наступают позже, чем в прилегающих районах.
Для ответа воспользуйтесь справочными материалами о свойствах воды.
2).Наблюдения и опыты осуществляем в ходе самостоятельной деятельности, а не по инструкции. Учащимся предлагается: поставить опыт, демонстрирующий, что при изменении направления тока в проводнике, изменяется и направление магнитного поля вокруг проводника с током. Даю алгоритм:
-Выберите необходимое оборудование
-Соберите установку.
-Продемонстрируйте опыт и прокомментируйте его по следующему плану:
-Какое предположение проверялось в опыте?
-Какое оборудование было выбрано для опыта и почему?
-Что наблюдалось при проведении опыта?
-Какой вывод можно сделать по результатам опыта?
3).В течение года учащиеся успешно выполняют домашние исследования. Например: апробировала и применяю задания для учащихся 7 класса, которые предлагают В.Г.Разумовский, В.А.Орлов, Ю. И.Дик:
« Исследование 1
• Рассмотрите устройство медицинского термометра (градусника) для измерения температуры тела человека. Полученную информацию, после ее анализа, запишите в таблицу :Цена деления шкалы термометра. Верхний предел шкалы термометра. Нижний предел шкалы термометра. Погрешность термометра.
• Выскажите свое предположение о том, какое физическое явление ле¬жит в основе действия (работы) термометра.
• Измерьте свою температуру. Результат измерения запишите в таблицу.
Исследование 2
• Рассмотрите устройство медицинского шприца и охарактеризуйте его как прибор для измерения объема (при отсутствии шприца это можно про¬делать с мензуркой или мерной кружкой).
• После рассмотрения и анализа прибора результаты запишите в таб¬лицу : Цена деления шкалы шприца. Верхний предел шкалы.
• С помощью шприца определите объем той посуды, которой вы пользу¬етесь — столовой ложки, чайной ложки, чашки.
• Результаты опытов, с учетом абсолютной погрешности измерения, за¬пишите в таблицу. [2]
4).Для практического применения универсальных учебных действий предлагаю систематические упражнения. Например:
-1.С помощью измерительной ленты измерьте длину и ширину своей комнаты и вычислите ее площадь.
-1.В сутках 24 часа. Выразите это время в минутах и секундах. Запишите эти числа в стандартном виде.
-3.Длина демонстрационного стола в кабинете физики равна 2,4 м. Выразите эту длину в километрах, дециметрах, сантиметрах и миллиметрах.
5).Большое значение имеют обобщающие уроки. С целью осознанного построения речевого высказывания в устной и письменной форме предлагаю учащимся при ответах использовать блок-схемы типа:
• Устройство ,прибор, механизм-
1) назначение.2) устройство.3) принцип действия.4) применение.5) условия применения;
• физическая величина-
1) определение.2) обозначение.3) формула для вычисления.4) единица измерения.5) прибор для измерения.
Учащиеся 9-11 классов активно участвуют в подготовке и проведении деловых игр по темам курса физики. Это:1.«.Мы строим электростанцию».2.Заседание конструкторского бюро (Тепловые машины).3.Суд над электризацией.4.Совещание аппарата правительства «Экологические проблемы края» и другие.
6).Использую решение нетрадиционных систематизирующих задач в профильном обучении. Это задачи, не выходящие за рамки школьной программы, но требующие для решения нестандартного подхода. Рассмотрим задачи по теме «Молекулярная физика и основы термодинамики». Особое место занимают задачи на перевод графика некоторого газового процесса из одних координат в другие. В этом случае требуется правильно записать функциональную зависимость между параметрами термодинамической системы согласно условию задачи и получить нужную функцию параметров в требуемых координатах.
Задача . Как изменялось давление газа во время процесса, изображенного на рис. 2?
Решение. Проведем серию изобар в координатах (V, T) (рис. 3), представляющих собой прямые, проходящие через начало координат. Очевидно, что на участке 1-2 давление падает), а на участках 2-3 и 3-1 - возрастает.
7).Проведение мониторинга метапредметных результатов.«Метапредметными результатами обучения физике в ос¬новной школе являются:
• овладение навыками самостоятельного приобретения новых знаний, организации учебной деятельности, постанов¬ки целей, планирования, самоконтроля и оценки результатов своей деятельности, умениями предвидеть возможные резуль¬таты своих действий;
• понимание различий между исходными фактами и ги¬потезами для их объяснения, теоретическими моделями и реальными объектами, овладение универсальными учебными действиями на примерах гипотез для объяснения известных фактов и экспериментальной проверки выдвигаемых гипотез, разработки теоретических моделей процессов или явлений;
• формирование умений воспринимать, перерабатывать и предъявлять информацию в словесной, образной, символи¬ческой формах, анализировать и перерабатывать полученную информацию в соответствии с поставленными задачами, вы¬делять основное содержание прочитанного текста, находить в нем ответы на поставленные вопросы и излагать его;
• приобретение опыта самостоятельного поиска, анализа и отбора информации с использованием различных источни¬ков и новых информационных технологий для решения по¬знавательных задач;
• развитие монологической и диалогической речи, умения выражать свои мысли и способности выслушивать собеседни¬ка, понимать его точку зрения, признавать право другого че¬ловека на иное мнение;
• освоение приемов действий в нестандартных ситуациях, овладение эвристическими и методами решения проблем;
• формирование умений работать в группе с выполнени¬ем различных социальных ролей, представлять и отстаивать свои взгляды и убеждения, вести дискуссию.» [3]
Рефлексия результатов деятельности (проходит в различной форме на каждом занятии). Для диагностики и формирования познавательных универсальных учебных действий целесообразны следующие виды заданий: «найди отличия» (можно задать их количество); поиск лишнего;«лабиринты»;упорядочивание;«цепочки»;хитроумные решения составление схем-опор; работа с разного вида таблицами; составление и распознавание диаграмм; работа со словарями; найди ошибки; проведи эксперимент; рассказ по рисунку; дополни предложение; выбор из текста терминов и т.д. С целью проверки уровня сформированности экспериментальных умений учащихся проводятся контрольные лабораторные работы. При этом в соответствии со структурой эксперимента исходим из предположения, что учащиеся, в первую очередь, должны выполнить следующие действия: сформулировать цель эксперимента; сформулировать и обосновать гипотезу; выяснить условия эксперимента; спроектировать эксперимент; отобрать необходимые приборы, материалы, инструменты; собрать установку; провести запроектированные опыты; провести расчеты; на основе анализа сделать выводы.
В заключении следует отметить, что учитель сегодня должен стать конструктором новых педагогических ситуаций, новых заданий, направленных на использование обобщенных способов деятельности и создание учащимися собственных продуктов в освоении знаний. Поэтому сегодня важно не столько дать ребенку как можно больший багаж знаний, сколько обеспечить его общекультурное, личностное и познавательное развитие, вооружить таким важным умением, как умение учиться. Это и есть главная задача новых образовательных стандартов, которые призваны реализовать развивающий потенциал общего среднего образования и одно из главных направлений деятельности учителя.
Установленные стандартом новые требования к результатам обучающихся вызывают необходимость в изменении содержания обучения на основе принципов метапредметности как условия достижения высокого качества образования. Сегодня метапредметный подход и метапредметные результаты обучения рассматриваются в связи с формированием универсальных учебных действий (УУД) как психологической составляющей фундаментального ядра образования.
Каковы могут быть методы, приемы и варианты реализации условий, обеспечивающих формирование и развитие до соответствующих уровней метапредметных новообразований у учащихся. Рассмотрим некоторые направления деятельности учителя:
- Развитие личности и социальная адаптация (выступление учащихся в различных социальных ролях) при выполнении учебно-познавательной деятельности по физике в паре, группе, коллективе класса, разновозрастном учебном коллективе. Например, проведение уроков моделирования и конструирования при изучении нового материала:
1.Мысленное ( идеальное ) интуитивное - это моделирование, основанное на интуитивном представлении об объекте исследования. Знаковое - это моделирование, использующее в качестве моделей знаковые преобразования какого-либо вида: схемы, графики, чертежи, формулы
2.Урок конструирования: его можно рассматривать как отдельный тип урока, либо как составную часть урока моделирования. Основная задача данного типа урока - на основе построения «содержательной абстракции и содержательного обобщения» сконструировать новое понятие (способ). Здесь идет групповая форма общения, а затем всем классом обсуждаются варианты решения и на их основе фиксируется в тетради способ (понятие). Урок как всегда заканчивается рефлексией, в результате которой дети формулируют те «открытия», которые они на уроке сделали
– Гуманитаризация содержания учебных курсов физики за счет включения материалов, отражающих взаимосвязь физики и искусства, элементов истории физики и биографий ученых, элементов биофизики (в т.ч. человека), природного и экологического характера. Большие возможности для реализации данного компонента представляют элективные курсы предпрофильной подготовки и профильной школы, которые вводятся в учебный план в соответствии с Концепцией Профильного обучения на старшей ступени школы. На протяжении нескольких лет провожу курс по выбору « Юный исследователь». Данный курс по выбору предназначен для учащихся 9 классов, он является межпредметным и рассчитан на 8 часов. Использую следующие формы работы с учащимися: лекционно-семинарские занятия, работа с литературой с дальнейшей презентацией результатов, подготовка учащимися сообщений с использованием новейших сведений (из Интернета, научной и научно-популярной периодической литературы), выполнение учащимися проектов. Формами отчетности учащихся за данный курс могут быть: конспект с решением задачи, проектная работа, творческая работа.
– Гуманизация отношений между субъектами процесса обучения, предполагающая отношение к каждому субъекту как высшей ценности за счет применения интегративно-дифференцированного подхода к обучению ориентированного на выполнение двух главных образовательных задач – формирование цельного представления о мире (единой научной картины мира) и создание условий для проявления каждым обучающимся своей индивидуальности и неповторимости как свойства Личности. Так, например, ежегодное проведение в 11 классе конференции «Физика-мировоззрение-технология» позволяет привлечь всех учащихся класса и каждый выбирает сам форму и содержание участия.
Вопросы для обсуждения:
1.21век-век, в котором миром управляет физика?
2.Прав ли был Прометей, давший людям огонь?
3.Что важнее всего на Земле?
Таким образом, физика как стержневой представитель системы естественно-научного знания обладает огромным социально-гуманитарным потенциалом, а современное состояние образовательной сферы требует сосредоточения методического внимания и усилий на раскрытии и реализации данного потенциала.
Достаточно большая практика позволила определить следующую структуру осуществления «Метапредметности» на уроках физики и во внеурочное время:
1).уроки с привлечением некоторых знаний учащихсяся из других учебных предметов (физика, химия, астрономия, география ,история и др.):
• Поиск необходимой информации в различных источниках и сети Интернет (дети делают сообщения, находят рисунки и делают их сами, фотографии к занятиям).
• Использование заданий типа: Прочитайте небольшой текст о Байкале.
«Озеро Байкал — огромное хранилище пресной воды. Температура поверхностных слоёв воды в Байкале летом — +8…+9 °С, а в отдельных заливах — +15 °C. Температура же глубинных слоёв — в любое время года около +4 °C. Водная масса Байкала оказывает влияние на климат прибрежной территории. Наступление весны на Байкале задерживается на 10−15 дней по сравнению с прилегающими районами, а осень часто бывает довольно продолжительная». Объясните: А) почему температура глубинных слоев озера +4 °C.Б) почему вблизи озера Байкал и весна, и зима наступают позже, чем в прилегающих районах.
Для ответа воспользуйтесь справочными материалами о свойствах воды.
2).Наблюдения и опыты осуществляем в ходе самостоятельной деятельности, а не по инструкции. Учащимся предлагается: поставить опыт, демонстрирующий, что при изменении направления тока в проводнике, изменяется и направление магнитного поля вокруг проводника с током. Даю алгоритм:
-Выберите необходимое оборудование
-Соберите установку.
-Продемонстрируйте опыт и прокомментируйте его по следующему плану:
-Какое предположение проверялось в опыте?
-Какое оборудование было выбрано для опыта и почему?
-Что наблюдалось при проведении опыта?
-Какой вывод можно сделать по результатам опыта?
3).В течение года учащиеся успешно выполняют домашние исследования. Например: апробировала и применяю задания для учащихся 7 класса, которые предлагают В.Г.Разумовский, В.А.Орлов, Ю. И.Дик:
« Исследование 1
• Рассмотрите устройство медицинского термометра (градусника) для измерения температуры тела человека. Полученную информацию, после ее анализа, запишите в таблицу :Цена деления шкалы термометра. Верхний предел шкалы термометра. Нижний предел шкалы термометра. Погрешность термометра.
• Выскажите свое предположение о том, какое физическое явление ле¬жит в основе действия (работы) термометра.
• Измерьте свою температуру. Результат измерения запишите в таблицу.
Исследование 2
• Рассмотрите устройство медицинского шприца и охарактеризуйте его как прибор для измерения объема (при отсутствии шприца это можно про¬делать с мензуркой или мерной кружкой).
• После рассмотрения и анализа прибора результаты запишите в таб¬лицу : Цена деления шкалы шприца. Верхний предел шкалы.
• С помощью шприца определите объем той посуды, которой вы пользу¬етесь — столовой ложки, чайной ложки, чашки.
• Результаты опытов, с учетом абсолютной погрешности измерения, за¬пишите в таблицу. [2]
4).Для практического применения универсальных учебных действий предлагаю систематические упражнения. Например:
-1.С помощью измерительной ленты измерьте длину и ширину своей комнаты и вычислите ее площадь.
-1.В сутках 24 часа. Выразите это время в минутах и секундах. Запишите эти числа в стандартном виде.
-3.Длина демонстрационного стола в кабинете физики равна 2,4 м. Выразите эту длину в километрах, дециметрах, сантиметрах и миллиметрах.
5).Большое значение имеют обобщающие уроки. С целью осознанного построения речевого высказывания в устной и письменной форме предлагаю учащимся при ответах использовать блок-схемы типа:
• Устройство ,прибор, механизм-
1) назначение.2) устройство.3) принцип действия.4) применение.5) условия применения;
• физическая величина-
1) определение.2) обозначение.3) формула для вычисления.4) единица измерения.5) прибор для измерения.
Учащиеся 9-11 классов активно участвуют в подготовке и проведении деловых игр по темам курса физики. Это:1.«.Мы строим электростанцию».2.Заседание конструкторского бюро (Тепловые машины).3.Суд над электризацией.4.Совещание аппарата правительства «Экологические проблемы края» и другие.
6).Использую решение нетрадиционных систематизирующих задач в профильном обучении. Это задачи, не выходящие за рамки школьной программы, но требующие для решения нестандартного подхода. Рассмотрим задачи по теме «Молекулярная физика и основы термодинамики». Особое место занимают задачи на перевод графика некоторого газового процесса из одних координат в другие. В этом случае требуется правильно записать функциональную зависимость между параметрами термодинамической системы согласно условию задачи и получить нужную функцию параметров в требуемых координатах.
Задача . Как изменялось давление газа во время процесса, изображенного на рис. 2?
Решение. Проведем серию изобар в координатах (V, T) (рис. 3), представляющих собой прямые, проходящие через начало координат. Очевидно, что на участке 1-2 давление падает), а на участках 2-3 и 3-1 - возрастает.
7).Проведение мониторинга метапредметных результатов.«Метапредметными результатами обучения физике в ос¬новной школе являются:
• овладение навыками самостоятельного приобретения новых знаний, организации учебной деятельности, постанов¬ки целей, планирования, самоконтроля и оценки результатов своей деятельности, умениями предвидеть возможные резуль¬таты своих действий;
• понимание различий между исходными фактами и ги¬потезами для их объяснения, теоретическими моделями и реальными объектами, овладение универсальными учебными действиями на примерах гипотез для объяснения известных фактов и экспериментальной проверки выдвигаемых гипотез, разработки теоретических моделей процессов или явлений;
• формирование умений воспринимать, перерабатывать и предъявлять информацию в словесной, образной, символи¬ческой формах, анализировать и перерабатывать полученную информацию в соответствии с поставленными задачами, вы¬делять основное содержание прочитанного текста, находить в нем ответы на поставленные вопросы и излагать его;
• приобретение опыта самостоятельного поиска, анализа и отбора информации с использованием различных источни¬ков и новых информационных технологий для решения по¬знавательных задач;
• развитие монологической и диалогической речи, умения выражать свои мысли и способности выслушивать собеседни¬ка, понимать его точку зрения, признавать право другого че¬ловека на иное мнение;
• освоение приемов действий в нестандартных ситуациях, овладение эвристическими и методами решения проблем;
• формирование умений работать в группе с выполнени¬ем различных социальных ролей, представлять и отстаивать свои взгляды и убеждения, вести дискуссию.» [3]
Рефлексия результатов деятельности (проходит в различной форме на каждом занятии). Для диагностики и формирования познавательных универсальных учебных действий целесообразны следующие виды заданий: «найди отличия» (можно задать их количество); поиск лишнего;«лабиринты»;упорядочивание;«цепочки»;хитроумные решения составление схем-опор; работа с разного вида таблицами; составление и распознавание диаграмм; работа со словарями; найди ошибки; проведи эксперимент; рассказ по рисунку; дополни предложение; выбор из текста терминов и т.д. С целью проверки уровня сформированности экспериментальных умений учащихся проводятся контрольные лабораторные работы. При этом в соответствии со структурой эксперимента исходим из предположения, что учащиеся, в первую очередь, должны выполнить следующие действия: сформулировать цель эксперимента; сформулировать и обосновать гипотезу; выяснить условия эксперимента; спроектировать эксперимент; отобрать необходимые приборы, материалы, инструменты; собрать установку; провести запроектированные опыты; провести расчеты; на основе анализа сделать выводы.
В заключении следует отметить, что учитель сегодня должен стать конструктором новых педагогических ситуаций, новых заданий, направленных на использование обобщенных способов деятельности и создание учащимися собственных продуктов в освоении знаний. Поэтому сегодня важно не столько дать ребенку как можно больший багаж знаний, сколько обеспечить его общекультурное, личностное и познавательное развитие, вооружить таким важным умением, как умение учиться. Это и есть главная задача новых образовательных стандартов, которые призваны реализовать развивающий потенциал общего среднего образования и одно из главных направлений деятельности учителя.
-
Нургалина З.Р.
- Сообщения: 521
- Зарегистрирован: 23 дек 2015, 10:35
Re: Методическая копилка
КАК КОНСТРУИРОВАТЬ ПРОБЛЕМНОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ УЧЕБНОГО МАТЕРИАЛА
Необходимость и педагогическая ценность проблемного подхо¬да к обучению признается практически всеми, но на уроках он используется довольно редко. Одна из причин последнего — не¬умение организовать проблемное обучение.
Рассмотрим прежде всего проблемное изложение учебного ма¬териала. Оно заключается в том, что учитель сам ставит пробле¬мы, сам их решает и делает выводы. Изложить материал проблемно — это значит, не изменяя существенной информации, по возможнос-ти максимально усилить ее эмоциональную сторону / путем созда¬ния проблемной ситуации /, преобразовав по мере необходимости структуру материала.
Проблемное изложение будет успешным при наличии ряда условий. Во -первых, должна быть четко определена целесообразность его в каждом конкретном случае при этом учитывается возраст учащихся, их уровень развития и обученности, временные ограничения, со¬держание материала/. По утверждению ряда исследователей, из¬ложить проблемно можно материал любого содержания, но все же существует такой, для которого проблемное изложение наиболее целесообразно: имеющие методологическое и теоретическое значе¬ние, содержащий причинноследственные связи и зависимости, а так-же те научные знания, утверждению которых предшествовала борьба идей.
Во-вторых, учителю необходимо глубоко и прочно владеть как фактическим, так и историческим аспектами физики. Ведь во мно¬гих случаях именно в истории вопроса заложена основа проблем¬ной ситуации — противоречие, а фактические сведения и их применения на практике, в быту позволяют учителю создать проблемную, ситуацию, опираясь на жизненный опыт учащихся.
В-третьих, следует овладеть умением "видеть" противоречия, выч¬ленять и делать их видимыми для учащихся, т.е. учителю необходимо быть диалектиком / чтобы вычленять основу проблемного обуче¬ния—противоречия /и владеть технологией правильной постановки вопросов, "обнажающих" противоречия перед учащимися.
Далее. Чтобы конструирование проблемного изложения происходило успешно, надо четко представлять его общую структуру; она состоит из четырех этапов:
1/ организация проблемной ситуации,
2/ выдвижение гипотезы,
3/ ее аргументация,
4/ выводы.
И последнее. Разумеется, надо учитывать общие требования к любому изложению учебного материала: иметь представление об уже имеющихся у учащихся знаниях, показывать связь между ними и знаниями, подлежащими усвоению; включать в изложение оптимальное число задач /проблем/, причем только посильные ученикам; разъяснять все логические связи между элементами учебного материала, даже те, которые на первый взгляд кажутся достаточно простыми и явными; не оперировать словами и терминами, не знакомыми учащимся и др.
ПРОБЛЕМНЫЕ ВОПРОСЫ К УРОКУ
по теме: "ТОК ИНДУКЦИИ"
На этом уроке я ставлю перед учащимися несколько проблем, ко¬торые пробуждают их интерес, зовут к раздумьям и исследованиям.
1. Держу в руках магнит и катушку; формулирую вопрос: "Как с помощью магнита /без источника напряжения !/ получить в катушке электрический ток?" после проверки ответов опыта¬ми сообщаю, что проблему решал в первой половине в. анг¬лийский физик М.Фарадей, который задался целью превратить магнитную энергию в электрическую; он в течении 10 лет ставил свои эксперименты, думая, как, используя магнит, получить ток.
2. Спрашиваю: "Какие именно движения катушки и магнита порож¬дают в цепи ток?"/ Проблема для исследования/.
3. Всегда ли удается получить электрический ток в замкнутой цепи при движении магнита? От чего зависит ЭДС индукции? /Решаем эту проблему в ходе беседы и экспериментов./
4. Как сформулировать общее правило возникновения индукцион¬ного тока?
Таким образом, новый материал изучается методом выдвижения ги¬потез и их экспериментального исследования. Рассмотрение следу¬ющих двух проблем помогает закрепить изученную информацию.
5. На столе стоит трансформатор. Поднимаю катушки, показывая, что они не соединены между собой. Затем включаю одну катушку в сеть и демонстрирую с помощью лампочки, присоединен¬ной ко второй катушке, что в ней есть ток. Как же создается ток во второй катушке? Какой он — постоянный или перемен¬ный?
6. Возникает ли ЭДС индукции на концах осей, соединяющих ко¬леса автомобиля, перемещающегося по земле? Если да, то почему? От чего зависит ЭДС индукции в этом случае? Каково ее значение при движении в экваториальном направлении и при движении вдоль магнитного меридиана?
ПРОБЛЕМНО-ПОЗНОВАТЕЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ К УЧЕБНОМУ МАТЕРИАЛУ ПО КЛАССИЧЕСКОЙ МЕХАНИКЕ.
Научное познание представляет собой объективное движение от старого знания к новому - к новым, экспериментальным фактам, и к новым теоретическим воззрениям. Ту же цель преследует и учебное познание, но для разных учащихся средства ее достижения могут быть различны, как и познавательный уровень. Ученик должен изучить опре¬деленную, выработанную наукой область знаний, которая представлена в форме дидактически адаптированного учебно- познавательного ма¬териала.
В самом по себе учебном материале еще нет знаний, аналогично тому, как для ученого нет знаний в исследуемом им природном феномене. Знания - это продукт мышления человека, они не добываются в готовом виде /как полезные ископаемые/. Научные знания вырабатываются твор¬цами науки на основе экспериментальных и теоретических исследова¬ний физической реальности. В процессе педагогически организованной работы с учебным материалом /экспериментальным и теоретическим/ учащиеся /под руководством учителя и самостоятельно/ создают свои личные /а иные не бывают/ знания физики. Учебный материал, таким образом, представляет собой для учащихся своего рода познаваемую "предметную область”.
Знания, возникающие в результате учебы, как и знания, вырабатываемые в науке, проходят ряд стадия от своего зарождения до определенного сущностного уровня — они появляются, совершенствуются, развиваются. Ученик постепенно проникает во все более глубокие пласты понимания изучаемого предмета, преодолевая неизбежный на начальных этапах
учения заблуждения. связанные с поверхностными, формальными, репродуктивными представлениями. Создание все более истинных, глубоких
знаний - долгий личностный процесс. В школе, конечно, он ограничен и имеет определенный предел. Тем не менее планка глубины знаний
может быть поднята или, напротив, занижена - в зависимости от профессионального уровня и качества учебного материала/представленного соответствующими учебными пособиями - учебниками и экспериментальным оборудованием физического кабинета/.
Средства ведения учащихся к более глубоким знаниям известны. Это хорошо поставленные учебные физические эксперименты, четкие логи¬ческие построения излагаемого учебниками и учителем материала, система учебных задач и вопросов, требующих размышлений и творческих усилий учащихся, и ряд организационных моментов обучения. Здесь мы акцентируем внимание учителя еще на одном, на наш взгляд, важном средстве - вопросах проблемно - познавательного характера.
Известно, что всякое познание начинается с постановки вопроса, причем вопроса особого, назовем его проблемно-познавательным. Проблемная сторона такого вопроса связана с выявлением того фак¬та, что логическое следствие нового знания /утверждения/ отли¬чается от вывода из старого знания /или даже противоречий ему/. Познавательная сторона вопроса определяется стремлением к истине более высокого порядка.
В предлагаемых ниже проблемно - познавательных вопросах по классической механике отражается аспект /один из самых трудных для познания/ взаимоотношений знаний эмпирического и теорети¬ческого уровней. Основное противоречие в поставленных вопросах
возникает либо из-за полного отождествления обоих уровней зна¬ний, либо из-за соответствующей негласной подмены одного другим, что выражается в отсутствии четких указаний на то, о каких опреде¬лениях - эмпирических или теоретических понятий - идет речь.
Учителю и учащимся должна быть ясна двойная мораль познания: с одной стороны, познание—это мысленное условное отождествление идеального с реальным при наложении первого на второе, а с другой стороны, это осознание их очевидной неотождествленности.
Итак, предлагаем следующие проблемно-познавательные вопросы классической механики:
1. Можно ли в качестве тела отсчета выбрать материальную точку?
2. Система координат—это физическая или мысленная /вообража¬емая/ конструкция?
3. Каким образом физически с телом отсчета связывается система координат?
4. Что такое прибор для отсчета времени? Сколько нужно таких прибо¬ров для построения системы отсчета?
5. Если определить, что система отсчета есть совокупность тела от¬счета, системы координат/х, у, z, / и прибора для отсчета времени, то спрашивается: "Существуют ли в самой природе системы отсчета?"
6. Летит пуля. Можно ли, и если да, то как, связать с ней систему отсчета?
7. Можно ли, и если да, то как, связать систему отсчета с далекой звездой?
8. Тело очень малых размеров /по сравнению с траекторией/ враща¬ется по окружности, в центре которой находится тело /тоже не¬значительных размеров/. Движется ли тело/ по общему определению движения/ относительно тела?
9. Существует ли реально в природе вектор перемещения? Физический он или мысленно воображаемый объект?
10. Как узнать, является ли движение какого-нибудь конкретного тела прямолинейным?
11. Движется тело /шарик, поезд, пуля, самолет и т.д./. Как практичес¬ки установить, является ли его движение равномерным?
12. Можно ли наблюдать в природе вектор скорости?
13. В учебнике написано: "За единицу скорости принимают скорость такого равномерного прямолинейного движения, при котором тело за 1 с. совершает перемещение на 1м." Вопрос: "Можно ли пользоваться единицей скорости 1 м/с в случае неравномерного и не прямолинейного движения? Почему?" Ответ обоснуйте.
14. Написано: 20 м/с. Каков смысл этой величины, если ее относить 1/ к равномерному движению и 2/ к неравномерному движению?
15. Для случая неравномерного движения записано v= 10 м/с. Почему эта величина называется мгновенной скоростью, ведь 1с - это не мгновение? Справедливы ли в таком случае равенства: =10 м/с= 600 м/мин = 36000 м/ч?
16. В учебнике читаем: "Падение тел в безвоздушном пространстве на¬зывается свободным падением". С какого момента можно считать движение камня, брошенного под углом к горизонту, пренебрегая сопротивлением воздуха, свободным падением?
17. В одном из школьных учебников первый закон Ньютона сформули¬рован следующим образом: "Существуют такие системы отсчета, от¬носительно которых поступательно движущееся тело сохраняет свою скорость постоянной, если на него не влияют другие тела /или влияние других тел компенсируется/". Если вообще сущест¬вуют системы отсчета в природе /см. вопрос 5/, то назовите хо¬тя бы одну такую, о которой идет печь в данном выше утверждении. Обоснуйте ответ.
18. В учебнике написано: "Инерциальна та или иная система отсче¬та или нет — это можно узнать только из опыта". Опишите постановку такого опыта.
19. Два реальных тела никак не взаимодействуют друг с другом и эталоном и "заставить" их взаимодействовать /столкнуть или "связать веревкой"/ нет никакой возможности. Как же тогда быть с определением их массы посредством соотношения a1/a2=m2/m1?
20. В эксперименте масса некоторого тела определена числом 20 кг. Каков физический смысл этого результата?
21. В учебнике написано, что массу тела можно измерить взвешиванием. Откуда следует, что при данном способе получится такой же результат, как и посредством определения массы с помощью соотношения м = а3/ам3 ?
22. Разъясните смысл фразы: "Сила сообщает телу ускорение“. Как она это физически "делает"?
23. В учебнике написано:" ...растянутая или сжатая пружина, в ко¬торой действует сила упругости". Как вы понимаете физическое действие силы упругости в пружине?
24. Можно ли убедиться в справедливости второго закона Ньютона?
25. Можно ли "наблюдать" в природе силу или вектор силы? Как? Если нельзя, то почему?
26. Как вы представляете себе физический механизм явления взаимного тяготения /гравитации/ тел?
27. В учебнике написано, что ускорение свободного падения зависит от суточного вращения Земли. Почему?
28. Можно ли утверждать, что центр масс тел есть материальная точка?
29. Приведите хотя бы по одному примеру из природы и техники, в кото¬рых точно были бы справедливы законы: а/сохранения импульса и б/сохранения полной механической энергии системы тел. Ответ обоснуйте.
30. Кинетическая энергия тела равна 35 Дж, потенциальная энергия составляет 50 Дж. Каков физический смысл этих чисел?
Необходимость и педагогическая ценность проблемного подхо¬да к обучению признается практически всеми, но на уроках он используется довольно редко. Одна из причин последнего — не¬умение организовать проблемное обучение.
Рассмотрим прежде всего проблемное изложение учебного ма¬териала. Оно заключается в том, что учитель сам ставит пробле¬мы, сам их решает и делает выводы. Изложить материал проблемно — это значит, не изменяя существенной информации, по возможнос-ти максимально усилить ее эмоциональную сторону / путем созда¬ния проблемной ситуации /, преобразовав по мере необходимости структуру материала.
Проблемное изложение будет успешным при наличии ряда условий. Во -первых, должна быть четко определена целесообразность его в каждом конкретном случае при этом учитывается возраст учащихся, их уровень развития и обученности, временные ограничения, со¬держание материала/. По утверждению ряда исследователей, из¬ложить проблемно можно материал любого содержания, но все же существует такой, для которого проблемное изложение наиболее целесообразно: имеющие методологическое и теоретическое значе¬ние, содержащий причинноследственные связи и зависимости, а так-же те научные знания, утверждению которых предшествовала борьба идей.
Во-вторых, учителю необходимо глубоко и прочно владеть как фактическим, так и историческим аспектами физики. Ведь во мно¬гих случаях именно в истории вопроса заложена основа проблем¬ной ситуации — противоречие, а фактические сведения и их применения на практике, в быту позволяют учителю создать проблемную, ситуацию, опираясь на жизненный опыт учащихся.
В-третьих, следует овладеть умением "видеть" противоречия, выч¬ленять и делать их видимыми для учащихся, т.е. учителю необходимо быть диалектиком / чтобы вычленять основу проблемного обуче¬ния—противоречия /и владеть технологией правильной постановки вопросов, "обнажающих" противоречия перед учащимися.
Далее. Чтобы конструирование проблемного изложения происходило успешно, надо четко представлять его общую структуру; она состоит из четырех этапов:
1/ организация проблемной ситуации,
2/ выдвижение гипотезы,
3/ ее аргументация,
4/ выводы.
И последнее. Разумеется, надо учитывать общие требования к любому изложению учебного материала: иметь представление об уже имеющихся у учащихся знаниях, показывать связь между ними и знаниями, подлежащими усвоению; включать в изложение оптимальное число задач /проблем/, причем только посильные ученикам; разъяснять все логические связи между элементами учебного материала, даже те, которые на первый взгляд кажутся достаточно простыми и явными; не оперировать словами и терминами, не знакомыми учащимся и др.
ПРОБЛЕМНЫЕ ВОПРОСЫ К УРОКУ
по теме: "ТОК ИНДУКЦИИ"
На этом уроке я ставлю перед учащимися несколько проблем, ко¬торые пробуждают их интерес, зовут к раздумьям и исследованиям.
1. Держу в руках магнит и катушку; формулирую вопрос: "Как с помощью магнита /без источника напряжения !/ получить в катушке электрический ток?" после проверки ответов опыта¬ми сообщаю, что проблему решал в первой половине в. анг¬лийский физик М.Фарадей, который задался целью превратить магнитную энергию в электрическую; он в течении 10 лет ставил свои эксперименты, думая, как, используя магнит, получить ток.
2. Спрашиваю: "Какие именно движения катушки и магнита порож¬дают в цепи ток?"/ Проблема для исследования/.
3. Всегда ли удается получить электрический ток в замкнутой цепи при движении магнита? От чего зависит ЭДС индукции? /Решаем эту проблему в ходе беседы и экспериментов./
4. Как сформулировать общее правило возникновения индукцион¬ного тока?
Таким образом, новый материал изучается методом выдвижения ги¬потез и их экспериментального исследования. Рассмотрение следу¬ющих двух проблем помогает закрепить изученную информацию.
5. На столе стоит трансформатор. Поднимаю катушки, показывая, что они не соединены между собой. Затем включаю одну катушку в сеть и демонстрирую с помощью лампочки, присоединен¬ной ко второй катушке, что в ней есть ток. Как же создается ток во второй катушке? Какой он — постоянный или перемен¬ный?
6. Возникает ли ЭДС индукции на концах осей, соединяющих ко¬леса автомобиля, перемещающегося по земле? Если да, то почему? От чего зависит ЭДС индукции в этом случае? Каково ее значение при движении в экваториальном направлении и при движении вдоль магнитного меридиана?
ПРОБЛЕМНО-ПОЗНОВАТЕЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ К УЧЕБНОМУ МАТЕРИАЛУ ПО КЛАССИЧЕСКОЙ МЕХАНИКЕ.
Научное познание представляет собой объективное движение от старого знания к новому - к новым, экспериментальным фактам, и к новым теоретическим воззрениям. Ту же цель преследует и учебное познание, но для разных учащихся средства ее достижения могут быть различны, как и познавательный уровень. Ученик должен изучить опре¬деленную, выработанную наукой область знаний, которая представлена в форме дидактически адаптированного учебно- познавательного ма¬териала.
В самом по себе учебном материале еще нет знаний, аналогично тому, как для ученого нет знаний в исследуемом им природном феномене. Знания - это продукт мышления человека, они не добываются в готовом виде /как полезные ископаемые/. Научные знания вырабатываются твор¬цами науки на основе экспериментальных и теоретических исследова¬ний физической реальности. В процессе педагогически организованной работы с учебным материалом /экспериментальным и теоретическим/ учащиеся /под руководством учителя и самостоятельно/ создают свои личные /а иные не бывают/ знания физики. Учебный материал, таким образом, представляет собой для учащихся своего рода познаваемую "предметную область”.
Знания, возникающие в результате учебы, как и знания, вырабатываемые в науке, проходят ряд стадия от своего зарождения до определенного сущностного уровня — они появляются, совершенствуются, развиваются. Ученик постепенно проникает во все более глубокие пласты понимания изучаемого предмета, преодолевая неизбежный на начальных этапах
учения заблуждения. связанные с поверхностными, формальными, репродуктивными представлениями. Создание все более истинных, глубоких
знаний - долгий личностный процесс. В школе, конечно, он ограничен и имеет определенный предел. Тем не менее планка глубины знаний
может быть поднята или, напротив, занижена - в зависимости от профессионального уровня и качества учебного материала/представленного соответствующими учебными пособиями - учебниками и экспериментальным оборудованием физического кабинета/.
Средства ведения учащихся к более глубоким знаниям известны. Это хорошо поставленные учебные физические эксперименты, четкие логи¬ческие построения излагаемого учебниками и учителем материала, система учебных задач и вопросов, требующих размышлений и творческих усилий учащихся, и ряд организационных моментов обучения. Здесь мы акцентируем внимание учителя еще на одном, на наш взгляд, важном средстве - вопросах проблемно - познавательного характера.
Известно, что всякое познание начинается с постановки вопроса, причем вопроса особого, назовем его проблемно-познавательным. Проблемная сторона такого вопроса связана с выявлением того фак¬та, что логическое следствие нового знания /утверждения/ отли¬чается от вывода из старого знания /или даже противоречий ему/. Познавательная сторона вопроса определяется стремлением к истине более высокого порядка.
В предлагаемых ниже проблемно - познавательных вопросах по классической механике отражается аспект /один из самых трудных для познания/ взаимоотношений знаний эмпирического и теорети¬ческого уровней. Основное противоречие в поставленных вопросах
возникает либо из-за полного отождествления обоих уровней зна¬ний, либо из-за соответствующей негласной подмены одного другим, что выражается в отсутствии четких указаний на то, о каких опреде¬лениях - эмпирических или теоретических понятий - идет речь.
Учителю и учащимся должна быть ясна двойная мораль познания: с одной стороны, познание—это мысленное условное отождествление идеального с реальным при наложении первого на второе, а с другой стороны, это осознание их очевидной неотождествленности.
Итак, предлагаем следующие проблемно-познавательные вопросы классической механики:
1. Можно ли в качестве тела отсчета выбрать материальную точку?
2. Система координат—это физическая или мысленная /вообража¬емая/ конструкция?
3. Каким образом физически с телом отсчета связывается система координат?
4. Что такое прибор для отсчета времени? Сколько нужно таких прибо¬ров для построения системы отсчета?
5. Если определить, что система отсчета есть совокупность тела от¬счета, системы координат/х, у, z, / и прибора для отсчета времени, то спрашивается: "Существуют ли в самой природе системы отсчета?"
6. Летит пуля. Можно ли, и если да, то как, связать с ней систему отсчета?
7. Можно ли, и если да, то как, связать систему отсчета с далекой звездой?
8. Тело очень малых размеров /по сравнению с траекторией/ враща¬ется по окружности, в центре которой находится тело /тоже не¬значительных размеров/. Движется ли тело/ по общему определению движения/ относительно тела?
9. Существует ли реально в природе вектор перемещения? Физический он или мысленно воображаемый объект?
10. Как узнать, является ли движение какого-нибудь конкретного тела прямолинейным?
11. Движется тело /шарик, поезд, пуля, самолет и т.д./. Как практичес¬ки установить, является ли его движение равномерным?
12. Можно ли наблюдать в природе вектор скорости?
13. В учебнике написано: "За единицу скорости принимают скорость такого равномерного прямолинейного движения, при котором тело за 1 с. совершает перемещение на 1м." Вопрос: "Можно ли пользоваться единицей скорости 1 м/с в случае неравномерного и не прямолинейного движения? Почему?" Ответ обоснуйте.
14. Написано: 20 м/с. Каков смысл этой величины, если ее относить 1/ к равномерному движению и 2/ к неравномерному движению?
15. Для случая неравномерного движения записано v= 10 м/с. Почему эта величина называется мгновенной скоростью, ведь 1с - это не мгновение? Справедливы ли в таком случае равенства: =10 м/с= 600 м/мин = 36000 м/ч?
16. В учебнике читаем: "Падение тел в безвоздушном пространстве на¬зывается свободным падением". С какого момента можно считать движение камня, брошенного под углом к горизонту, пренебрегая сопротивлением воздуха, свободным падением?
17. В одном из школьных учебников первый закон Ньютона сформули¬рован следующим образом: "Существуют такие системы отсчета, от¬носительно которых поступательно движущееся тело сохраняет свою скорость постоянной, если на него не влияют другие тела /или влияние других тел компенсируется/". Если вообще сущест¬вуют системы отсчета в природе /см. вопрос 5/, то назовите хо¬тя бы одну такую, о которой идет печь в данном выше утверждении. Обоснуйте ответ.
18. В учебнике написано: "Инерциальна та или иная система отсче¬та или нет — это можно узнать только из опыта". Опишите постановку такого опыта.
19. Два реальных тела никак не взаимодействуют друг с другом и эталоном и "заставить" их взаимодействовать /столкнуть или "связать веревкой"/ нет никакой возможности. Как же тогда быть с определением их массы посредством соотношения a1/a2=m2/m1?
20. В эксперименте масса некоторого тела определена числом 20 кг. Каков физический смысл этого результата?
21. В учебнике написано, что массу тела можно измерить взвешиванием. Откуда следует, что при данном способе получится такой же результат, как и посредством определения массы с помощью соотношения м = а3/ам3 ?
22. Разъясните смысл фразы: "Сила сообщает телу ускорение“. Как она это физически "делает"?
23. В учебнике написано:" ...растянутая или сжатая пружина, в ко¬торой действует сила упругости". Как вы понимаете физическое действие силы упругости в пружине?
24. Можно ли убедиться в справедливости второго закона Ньютона?
25. Можно ли "наблюдать" в природе силу или вектор силы? Как? Если нельзя, то почему?
26. Как вы представляете себе физический механизм явления взаимного тяготения /гравитации/ тел?
27. В учебнике написано, что ускорение свободного падения зависит от суточного вращения Земли. Почему?
28. Можно ли утверждать, что центр масс тел есть материальная точка?
29. Приведите хотя бы по одному примеру из природы и техники, в кото¬рых точно были бы справедливы законы: а/сохранения импульса и б/сохранения полной механической энергии системы тел. Ответ обоснуйте.
30. Кинетическая энергия тела равна 35 Дж, потенциальная энергия составляет 50 Дж. Каков физический смысл этих чисел?
-
Нургалина З.Р.
- Сообщения: 521
- Зарегистрирован: 23 дек 2015, 10:35
Re: Методическая копилка
ПРОБЛЕМНОЕ ИЗУЧЕНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ ЗАКОНОВ
Ознакомление с физическими явлением /исключая вопросы его при¬менения/ в общем случае заканчивается установлением закономерности, описывающей это явление или устанавливающей связь между данным явлением и другими, ранее изученными. Закономерности могут носить либо частный, либо общий характер.
Изучаемые в школе физические законы по способу их установления можно разделить на следующие две группы: законы, устанавливаемые экспериментально, и законы, устанавливаемые теоретически.
Естественно, что организация проблемного изучения какого-либо закона будет зависеть от того, каким способом — экспериментально или теоретически — устанавливается этот закон. Термин "устанавливается" нельзя понимать буквально, так как имеется в виду небольшая точность измерений на школьных приборах и недостаточное число опытов, а так же другие обстоятельства. Об этом должны знать учащиеся.
ЗАКОНЫ УСТАНАВЛИВАЕМЫЕ ЭКСПЕРЕМЕНТАЛНО.
В школьном курсе физики есть законы, устанавливаемые только опытным путем. К их числу относятся закон Паскаля, закон Ома для участка цепи / в 8 классе/, законы Ньютона, закон Кулона и некоторые другие.
Рассмотрим изучение явления инерции в 7 классе. За несколько уро¬ков до изучения этой темы учащиеся познакомились с взаимодействием тел. Они уже знают, что причиной изменения скорости тела является взаимодействие между телами. И тем не менее на вопрос учителя: "Как бы стало двигаться тело, если бы действие на него других тел внезапно прекратилось?"— учащиеся уверенно отвечают, что тело остановилось бы. Иногда добавляют: "Но не сразу". Даже после объяснения явления инер¬ции ученики не без труда свыкаются с мыслью о том, что в отсутствие действия на данное тело других тел / или когда эти действия взаимно компенсируются/ тело будет двигаться безостановочно /бесконечно дол¬го/ .Поэтому вопрос: "Как бы стало двигаться тело, если бы действие на него других тел внезапно прекратилось ?"— является для них проблемным. Постановка такой проблемы служит хорошим вступлением к изучению темы "Инерция"
Сформулировав проблему, учитель предлагает учащимся дать обосно¬ванный ответ. Выслушав несколько ответов, он говорит учащимся, что все эти ответы ошибочны или не совсем точны. Затем предлагает вни¬мательно посмотреть несколько опытов, которые должны помочь в ре¬шении поставленного вопроса.
Опыт 1. Скатывающаяся с наклонной плоскости тележка застревает в слое песка, насыпанного на поверхность стола.
После короткого обсуждения учащиеся приходят к выводу о том, что главной, хотя и не единственной, причиной остановки тележки является действие на него другого тела—песка.
Опыт 2. Толщину слоя песка уменьшают. Теперь скатывающаяся тележ¬ка проходит большее расстояние, при этом скорость ее изменяется не очень заметно.
Учащиеся уже самостоятельно делают заключение, что причиной изме¬нения скорости и остановки тележки по-прежнему является действие на нее слоя песка, но теперь это действие не столь значительно, поэтому скорость тележки изменилась не очень быстро.
Опыт 3. На стол кладут кусок материи. Тележка проходит через весь стол, но скорость ее к концу пути все же заметно уменьшается.
Опыт 4. Теленка катится по гладкому покрытию стола, скорость ее изменяется к концу пути незначительно.
Обсуждая результаты каждого опыта, учащиеся постепенно начинают понимать, что причиной изменения скорости движения является дейст¬вие на данное тело других тел. Чем меньше это действие, тем меньше изменение скорости.
Учитель спрашивает: "А если бы удалось совсем устранить действие других тел?" Учащиеся отвечает, что в этом случае скорость тела не изменилась бы совсем, так как исчезла бы причина, вызывающая изменение скорости. Так постепенно, шаг за шагом, осмысливая результаты опытов, учащиеся приходят к решению проблемного вопроса, поставлен¬ного в начале урока. Однако на этом исследование вопроса не заканчивается.
Далее учитель ставит новый проблемный вопрос: "Может ли движущееся тело без действия других тел изменить направление своего движения?" Предлагает учащимся вспомнись различные примеры из жизни. На основе этих примеров они должны попытаться обосновать ответ на поставленный вопрос. Мнения учащихся могут разделится. Обычно боль¬шинство из них считают, что тело может изменить направление своего движения только под действием других тел. Но они приводят такой пример: лыжник катится по ровному участку, не отталкиваясь палками, а затем начинает спускаться с горы. По их мнению, направление движения лыжника меняется бед действия на него других тел. И лишь после небольшой дискуссии они выясняют, что причиной изменения направления движение лыжника является действие на него силы притяжения со стороны Земли. В подтверждение учащиеся приводят более очевидный для них пример—искривление траектории движения лыжника, прыгающего с трамплина. Здесь влияние Земли на движение лыжника не вызывает у учащихся никаких сомнений.
В итоге они приходят к выводу, что причиной изменения, как значения скорости, так и направления движения тела всегда является действие других тел; при отсутствии взаимодействия с другими телами тело движется равномерно и прямолинейно. Затем уже без труда выясняют, что причиной начала движения покоящегося тела также всегда является действие на него других тел. Наконец, делают общий вывод: "При отсутствии взаимодействия с другими телами тело находится в состоянии покоя или прямолинейного и равномерного движения". После проведенных рассуждений этот вывод уже ни у кого не вызы¬вает сомнений. В конце урока, дав определение понятию инерция, учитель демонстрирует ряд опытов, хорошо известных в школе. Результаты некото¬рых из них он предлагает предсказать, результаты других- объяснить после демонстрации.
Заинтересовать новой проблемой и сформулировать проблему иссле¬дования можно с помощью задач. Примеры:
Убедить семиклассников в целесообразности и даже необходимости введения понятия скорости тела / вообще говоря, известном им из жиз¬ни/ помогает следующая задача: можно ли догнать гепарда на автомобиле, если гепард пробегает 200м. за 8с., а автомобиль за 1 мин. приезжает 1200м.? Для детей большой интерес представляет получение ответа. Это стимулирует поиск. Обычно большинство из них догадываются, что для сравнения нужно найти путь, проходимый за единицу вре¬мени, т. е. скорость тела, о которой они знают из жизни и из уроков математики. Решение этой задачи помогает не только поставить учеб¬ную проблему, но и приступить к ее рассмотрению.
Обращение к истории науки с привлечением, выдержек из работ вы¬дающихся физиков, философов, общественных деятелей, а также из ху¬дожественной литературы может быть успешно использовано при обучении физике.
К вопросу о дифракции света можно подойти, использовав отрывки из работ Ньютона и Френеля. К этому времени десятиклассники уже знакомы с явлением дифракций. волн на воде и звуковых волн. Наблюдение явления интерференции света убеждает в том, что свет представляет собой волновой процесс. Но тогда должна наблюдаться и дифракция света. Если после подобного введения перейти к демонстрации опытов по наблюдению дифракции света, то учащиеся не смогут оценить всей сложности постановки подобных демонстраций. Привлечение хрес¬томатийного материала поможет показать тернистый путь, которым шла наука, и привлечь внимание к проблеме учебы.
Итак, поставлена проблема: наблюдается ли явление дифракции света?
Для ее разрешения рассказывают, что опыты по наблюдению дифрак¬ций света ставил великий Ньютон. Основываясь на них, он сделал вы¬вод, что волновая теория света неверна. Вот что он писал в "Оптике": "Волны на поверхности стоячей воды, проходя по сторонам широкого препятствия, задерживающего часть волн, после этого загибаются и по¬стоянно расширяются в покоящуюся воду за препятствием. Волны, пуль¬сации или колебания воздуха, из которых состоит звук, ясно загибаются, однако не так сильно, как водяные волны. Ибо колокол или пушку мож¬но слышать за холмом, загораживающим вид звучащего тела, и звук рас¬пространяется так же легко по извилистым трубкам, как по прямым. Относительно света неизвестно ни одного случая, чтобы он распростра¬нялся по извилистым проходам или загибался внутрь тени...
Не являются ли лучи света очень малыми телами, испускаемыми светящимися веществами?
После наблюдения явления дифракции света, рассказа о работах Гри¬мальди и Френеля, можно вернуться к воззрениям Ньютона и зачитать отрывок из мемуаров "О свете" Френеля: "Трудно понять, каким обра¬зом изгиб света во внутреннюю часть тени мог ускользнуть от столь опытного наблюдателя, в особенности, если принять расчет, что он про¬изводил опыты с самыми узкими телами, так как он пользовался даже волосками. Можно подумать даже, что этим он был обязан своим тео¬ретическим предубеждениям, до некоторой степени закрывшим ему гла¬за на многозначащие явления, сильно ослаблявшие то главное возра¬жение, на котором он основывал превосходство своего принципа".
В данном случае отрывком из работы Ньютона была поставлена учеб¬ная проблема, а размышления Френеля в какой-то мере отвечают на недо¬умение школьников, не допускающих ошибок у корифеев науки, и имеют воспитательное значение.
Особенность использования выдержек из работ ученых для поста¬новки учебной проблемы состоит в том, что этот прием уже самой постановкой задачи показывает, как труден путь к истине.
Таким образом перед педагогической наукой и школой стоит за¬дача: разработать для процесса обучения специальную систему раз¬вития самостоятельности и творческих способностей учащихся. Такая же задача стоит перед методикой преподавания физики в школе. Для того чтобы быть на уровне времени, выпускник школы должен глубоко усвоить важнейшие идеи современной физики и овладеть системой ос¬новных научных понятий, уметь ориентироваться в научно-технической литературе, самостоятельно и быстро отыскивать нужные сведения, на¬учиться самостоятельно и систематически пополнять знания и, нако¬нец, научиться активно, творчески пользоваться своими знаниями.
Эту задачу школа решает путем активизации познавательной деятель¬ности учащихся, развития их мышления и способностей в процессе обучения. В последнее время особые надежды в этом отношении свя¬заны с проблемным обучением.
Проблемное обучение - это система развития учащихся в процессе
обучения, в основу которой положено использование учебных проблем в преподавании и привлечение школьников к активному участию в разрешении этих проблем.
Под учебной проблемой понимают задачу, вопрос или задание, реше¬ние которых нельзя получить по готовому образцу; в этом случае от ученика требуется проявление самостоятельности и организованности в самом подходе к решению этих заданий и задач. Система проб¬лемного обучения охватывает все основные виды eго учебной де¬ятельности и определяет все оптимальные условия организации труда.
Проблемное обучение призвано решать не только задачу развития мышления и творческих способностей учащихся, но формировать их научное мировоззрение. Оно дает учителю возможность наиболее эф¬фективно вести профориентацию учащихся.
Профориентационное значение проблемного обучения обусловлено тем, что в ходе выполнения проблемных задач наблюдается довольно быстрое "расслоение" учеников на группы. Выявляются те, у кого есть склонность к данному предмету и у кого ее нет. Проявляется направленность и глубина интересов, а также степень одаренности учеников. Таким об¬разом, проблемное обучение в целом и в особенности проблемные задания различных видов оказываются отличным средством профдиагностики и даже профотбора учащихся в смысле того, что многие ученики в процессе этой работы в известной мере уже определяют свой дальнейший путь. Опыт показал, что почти все ученики, обнаружившие в свое время интерес к творческой работе по физике, по окончании шко¬лы поступают на физико-математические факультеты или в технические вузы и успешно там учатся. Все сказанное свидетельствует о том, что проблемное обучение может играть большую роль в обучении физике.
Ознакомление с физическими явлением /исключая вопросы его при¬менения/ в общем случае заканчивается установлением закономерности, описывающей это явление или устанавливающей связь между данным явлением и другими, ранее изученными. Закономерности могут носить либо частный, либо общий характер.
Изучаемые в школе физические законы по способу их установления можно разделить на следующие две группы: законы, устанавливаемые экспериментально, и законы, устанавливаемые теоретически.
Естественно, что организация проблемного изучения какого-либо закона будет зависеть от того, каким способом — экспериментально или теоретически — устанавливается этот закон. Термин "устанавливается" нельзя понимать буквально, так как имеется в виду небольшая точность измерений на школьных приборах и недостаточное число опытов, а так же другие обстоятельства. Об этом должны знать учащиеся.
ЗАКОНЫ УСТАНАВЛИВАЕМЫЕ ЭКСПЕРЕМЕНТАЛНО.
В школьном курсе физики есть законы, устанавливаемые только опытным путем. К их числу относятся закон Паскаля, закон Ома для участка цепи / в 8 классе/, законы Ньютона, закон Кулона и некоторые другие.
Рассмотрим изучение явления инерции в 7 классе. За несколько уро¬ков до изучения этой темы учащиеся познакомились с взаимодействием тел. Они уже знают, что причиной изменения скорости тела является взаимодействие между телами. И тем не менее на вопрос учителя: "Как бы стало двигаться тело, если бы действие на него других тел внезапно прекратилось?"— учащиеся уверенно отвечают, что тело остановилось бы. Иногда добавляют: "Но не сразу". Даже после объяснения явления инер¬ции ученики не без труда свыкаются с мыслью о том, что в отсутствие действия на данное тело других тел / или когда эти действия взаимно компенсируются/ тело будет двигаться безостановочно /бесконечно дол¬го/ .Поэтому вопрос: "Как бы стало двигаться тело, если бы действие на него других тел внезапно прекратилось ?"— является для них проблемным. Постановка такой проблемы служит хорошим вступлением к изучению темы "Инерция"
Сформулировав проблему, учитель предлагает учащимся дать обосно¬ванный ответ. Выслушав несколько ответов, он говорит учащимся, что все эти ответы ошибочны или не совсем точны. Затем предлагает вни¬мательно посмотреть несколько опытов, которые должны помочь в ре¬шении поставленного вопроса.
Опыт 1. Скатывающаяся с наклонной плоскости тележка застревает в слое песка, насыпанного на поверхность стола.
После короткого обсуждения учащиеся приходят к выводу о том, что главной, хотя и не единственной, причиной остановки тележки является действие на него другого тела—песка.
Опыт 2. Толщину слоя песка уменьшают. Теперь скатывающаяся тележ¬ка проходит большее расстояние, при этом скорость ее изменяется не очень заметно.
Учащиеся уже самостоятельно делают заключение, что причиной изме¬нения скорости и остановки тележки по-прежнему является действие на нее слоя песка, но теперь это действие не столь значительно, поэтому скорость тележки изменилась не очень быстро.
Опыт 3. На стол кладут кусок материи. Тележка проходит через весь стол, но скорость ее к концу пути все же заметно уменьшается.
Опыт 4. Теленка катится по гладкому покрытию стола, скорость ее изменяется к концу пути незначительно.
Обсуждая результаты каждого опыта, учащиеся постепенно начинают понимать, что причиной изменения скорости движения является дейст¬вие на данное тело других тел. Чем меньше это действие, тем меньше изменение скорости.
Учитель спрашивает: "А если бы удалось совсем устранить действие других тел?" Учащиеся отвечает, что в этом случае скорость тела не изменилась бы совсем, так как исчезла бы причина, вызывающая изменение скорости. Так постепенно, шаг за шагом, осмысливая результаты опытов, учащиеся приходят к решению проблемного вопроса, поставлен¬ного в начале урока. Однако на этом исследование вопроса не заканчивается.
Далее учитель ставит новый проблемный вопрос: "Может ли движущееся тело без действия других тел изменить направление своего движения?" Предлагает учащимся вспомнись различные примеры из жизни. На основе этих примеров они должны попытаться обосновать ответ на поставленный вопрос. Мнения учащихся могут разделится. Обычно боль¬шинство из них считают, что тело может изменить направление своего движения только под действием других тел. Но они приводят такой пример: лыжник катится по ровному участку, не отталкиваясь палками, а затем начинает спускаться с горы. По их мнению, направление движения лыжника меняется бед действия на него других тел. И лишь после небольшой дискуссии они выясняют, что причиной изменения направления движение лыжника является действие на него силы притяжения со стороны Земли. В подтверждение учащиеся приводят более очевидный для них пример—искривление траектории движения лыжника, прыгающего с трамплина. Здесь влияние Земли на движение лыжника не вызывает у учащихся никаких сомнений.
В итоге они приходят к выводу, что причиной изменения, как значения скорости, так и направления движения тела всегда является действие других тел; при отсутствии взаимодействия с другими телами тело движется равномерно и прямолинейно. Затем уже без труда выясняют, что причиной начала движения покоящегося тела также всегда является действие на него других тел. Наконец, делают общий вывод: "При отсутствии взаимодействия с другими телами тело находится в состоянии покоя или прямолинейного и равномерного движения". После проведенных рассуждений этот вывод уже ни у кого не вызы¬вает сомнений. В конце урока, дав определение понятию инерция, учитель демонстрирует ряд опытов, хорошо известных в школе. Результаты некото¬рых из них он предлагает предсказать, результаты других- объяснить после демонстрации.
Заинтересовать новой проблемой и сформулировать проблему иссле¬дования можно с помощью задач. Примеры:
Убедить семиклассников в целесообразности и даже необходимости введения понятия скорости тела / вообще говоря, известном им из жиз¬ни/ помогает следующая задача: можно ли догнать гепарда на автомобиле, если гепард пробегает 200м. за 8с., а автомобиль за 1 мин. приезжает 1200м.? Для детей большой интерес представляет получение ответа. Это стимулирует поиск. Обычно большинство из них догадываются, что для сравнения нужно найти путь, проходимый за единицу вре¬мени, т. е. скорость тела, о которой они знают из жизни и из уроков математики. Решение этой задачи помогает не только поставить учеб¬ную проблему, но и приступить к ее рассмотрению.
Обращение к истории науки с привлечением, выдержек из работ вы¬дающихся физиков, философов, общественных деятелей, а также из ху¬дожественной литературы может быть успешно использовано при обучении физике.
К вопросу о дифракции света можно подойти, использовав отрывки из работ Ньютона и Френеля. К этому времени десятиклассники уже знакомы с явлением дифракций. волн на воде и звуковых волн. Наблюдение явления интерференции света убеждает в том, что свет представляет собой волновой процесс. Но тогда должна наблюдаться и дифракция света. Если после подобного введения перейти к демонстрации опытов по наблюдению дифракции света, то учащиеся не смогут оценить всей сложности постановки подобных демонстраций. Привлечение хрес¬томатийного материала поможет показать тернистый путь, которым шла наука, и привлечь внимание к проблеме учебы.
Итак, поставлена проблема: наблюдается ли явление дифракции света?
Для ее разрешения рассказывают, что опыты по наблюдению дифрак¬ций света ставил великий Ньютон. Основываясь на них, он сделал вы¬вод, что волновая теория света неверна. Вот что он писал в "Оптике": "Волны на поверхности стоячей воды, проходя по сторонам широкого препятствия, задерживающего часть волн, после этого загибаются и по¬стоянно расширяются в покоящуюся воду за препятствием. Волны, пуль¬сации или колебания воздуха, из которых состоит звук, ясно загибаются, однако не так сильно, как водяные волны. Ибо колокол или пушку мож¬но слышать за холмом, загораживающим вид звучащего тела, и звук рас¬пространяется так же легко по извилистым трубкам, как по прямым. Относительно света неизвестно ни одного случая, чтобы он распростра¬нялся по извилистым проходам или загибался внутрь тени...
Не являются ли лучи света очень малыми телами, испускаемыми светящимися веществами?
После наблюдения явления дифракции света, рассказа о работах Гри¬мальди и Френеля, можно вернуться к воззрениям Ньютона и зачитать отрывок из мемуаров "О свете" Френеля: "Трудно понять, каким обра¬зом изгиб света во внутреннюю часть тени мог ускользнуть от столь опытного наблюдателя, в особенности, если принять расчет, что он про¬изводил опыты с самыми узкими телами, так как он пользовался даже волосками. Можно подумать даже, что этим он был обязан своим тео¬ретическим предубеждениям, до некоторой степени закрывшим ему гла¬за на многозначащие явления, сильно ослаблявшие то главное возра¬жение, на котором он основывал превосходство своего принципа".
В данном случае отрывком из работы Ньютона была поставлена учеб¬ная проблема, а размышления Френеля в какой-то мере отвечают на недо¬умение школьников, не допускающих ошибок у корифеев науки, и имеют воспитательное значение.
Особенность использования выдержек из работ ученых для поста¬новки учебной проблемы состоит в том, что этот прием уже самой постановкой задачи показывает, как труден путь к истине.
Таким образом перед педагогической наукой и школой стоит за¬дача: разработать для процесса обучения специальную систему раз¬вития самостоятельности и творческих способностей учащихся. Такая же задача стоит перед методикой преподавания физики в школе. Для того чтобы быть на уровне времени, выпускник школы должен глубоко усвоить важнейшие идеи современной физики и овладеть системой ос¬новных научных понятий, уметь ориентироваться в научно-технической литературе, самостоятельно и быстро отыскивать нужные сведения, на¬учиться самостоятельно и систематически пополнять знания и, нако¬нец, научиться активно, творчески пользоваться своими знаниями.
Эту задачу школа решает путем активизации познавательной деятель¬ности учащихся, развития их мышления и способностей в процессе обучения. В последнее время особые надежды в этом отношении свя¬заны с проблемным обучением.
Проблемное обучение - это система развития учащихся в процессе
обучения, в основу которой положено использование учебных проблем в преподавании и привлечение школьников к активному участию в разрешении этих проблем.
Под учебной проблемой понимают задачу, вопрос или задание, реше¬ние которых нельзя получить по готовому образцу; в этом случае от ученика требуется проявление самостоятельности и организованности в самом подходе к решению этих заданий и задач. Система проб¬лемного обучения охватывает все основные виды eго учебной де¬ятельности и определяет все оптимальные условия организации труда.
Проблемное обучение призвано решать не только задачу развития мышления и творческих способностей учащихся, но формировать их научное мировоззрение. Оно дает учителю возможность наиболее эф¬фективно вести профориентацию учащихся.
Профориентационное значение проблемного обучения обусловлено тем, что в ходе выполнения проблемных задач наблюдается довольно быстрое "расслоение" учеников на группы. Выявляются те, у кого есть склонность к данному предмету и у кого ее нет. Проявляется направленность и глубина интересов, а также степень одаренности учеников. Таким об¬разом, проблемное обучение в целом и в особенности проблемные задания различных видов оказываются отличным средством профдиагностики и даже профотбора учащихся в смысле того, что многие ученики в процессе этой работы в известной мере уже определяют свой дальнейший путь. Опыт показал, что почти все ученики, обнаружившие в свое время интерес к творческой работе по физике, по окончании шко¬лы поступают на физико-математические факультеты или в технические вузы и успешно там учатся. Все сказанное свидетельствует о том, что проблемное обучение может играть большую роль в обучении физике.