Метод ключевых ситуаций при решении задач по физике в 7 классе — физика, тесты


« Метод ключевых учебных ситуаций». Идея этого метода состоит в том , что в последние годы внимание учителей и учеников сконцентрировано на подготовке к ГИА и ЕГЭ, где предложены профессионально составленные тесты по физике и другим учебным предметам, поэтому разработка современных тестов не может вестись без изменения существующего содержания образования. Традиционное содержание школьных предметов представляет собой набор мало связанных между собой сведений и умений, подлежащих обязательному усвоению. Эти сведения и умения плохо упорядочены, разобщены, а потому усваиваются с большим трудом. Создание тестов в педагогике ХХ1 века должно начинаться с выделения в каждом учебном предмете ключевых ситуаций - наиболее важных и генетически связанных друг с другом встреч учащихся с идеальными объектами, образующими содержание той или иной предметной области.
Выделение и описание ключевых учебных ситуаций в каждом предмете - первый шаг в построении тестов по этому предмету. Ключевые ситуации выделяются не в форме правил, вопросов или задач - это именно ситуации встречи ученика с новым, интересным, удивительным, загадочным идеальным объектом. Это ситуации потенциальной возможности правила, вопроса, учебной задачи, проблемы, парадокса. Здесь уместны такие формулировки по физике:«Камень брошен вертикально вверх», «Искусственный спутник движется вокруг Земли», «Фазовые переходы» (Л. Э. Генденштейн, Л. А. Кирик, 2001). В условиях теста - описании ключевой учебной ситуации - перед учащимся встают «вещие вещи» культуры - ее идеальные объекты. Это - объекты идеального мира, уже приготовленные для предметных суждений. Это - наклонная плоскость или блок, горизонтально летящая пуля или лифт.
Успех применения тестов во многом зависит от того, насколько ярко, точно, глубоко и нетривиально будет построена встреча нового орудия мысли - с учеником. Суждения можно начать строить о том, что поразило, удивило, заинтересовало - о чем хочется именно судить, а не пройти мимо. Все тесты должны развивать важнейшую для просвещенного человека способность суждения об интересных орудиях мысли. Поэтому ключевые ситуации должны строится как своеобразные «точки удивления» (В. С. Библер, 1988). Но в любом случае во всех тестах происходит встреча ученика с настоящим, а не просто - учебным, школьным. Точнее, это встреча с таким школьным, которое воспринимается как настоящее. Используя данную методику всё моё творчество и творчество любого педагога должно быть направлено на
Создание учебной ситуации;
Разработку способов перевода учебной задачи в учебную ситуацию.
В чём же заключается эффективность метода ключевых учебных ситуаций?
В каждом разделе школьного курса физики вместе с учениками исследуются ключевые ситуации, которые служат источниками практически всех задач школьного курса. Изучение ключевых ситуаций – это живой мост между «теорией» и «задачами», причём мост с двусторонним движением. С одной стороны, задачи рождаются при изучении ключевых ситуаций, в которых наглядно проявляется действие физических законов, с другой стороны, благодаря решению на основе ключевых ситуаций теория осознаётся, то есть становится действенной силой, а не пассивным набором фактов и формул.
Ключевых учебных ситуаций во всём школьном курсе физики немного (несколько десятков) и на их основе составлены тысячи задач. Данная методика позволяет учителю найти закономерность в той или иной ключевой ситуации, а затем вместе с учениками ставит ряд задач. При этом ученики учатся ставить, овладевая на практике научным методом, что намного важнее для формирования думающих людей, чем решение уже поставленных задач. Такой подход формирует положительное отношение учащихся к физике как школьному предмету, потому что постановка задач - творческий и поэтому интересный процесс.
Результатом использования ключевых ситуаций может служить следующее:
1.ключевые ситуации позволяют наглядно показать проявление и применение физических законов;
2.ключевые ситуации можно проанализировать с помощью школьного курса математики;
3.ключевые ситуации позволяют установить взаимосвязь между физическими законами и физической интуицией.
Все ключевые ситуации можно разделить на два вида:
А) Обучающиеся задания - это исследование , поиск.
Б) Контролирующие задания - это задачи, тесты.
При подготовке к ГИА и ЕГЭ используются именно контролирующие задания. И тут метод ключевых ситуаций весьма эффективен, так все задания группируются вокруг таких ситуаций. Учащиеся, решая задачи, многократно практикуется в применении ключевых ситуаций. Разбирая тесты с выбором ответа, учащиеся имеют возможность быстро проверить усвоение всех изученных тем.
Таким образом, творчески осваивая ключевые ситуации, находя закономерности, ставя на их основе задачи и решая их, ученик учится решать задачи и тем самым готовится к сдаче государственного экзамена. Деятельное знакомство с ключевыми ситуациями повышает уверенность ученика в своих знаниях по физике, поскольку эти знания, естественно, становятся умениями. Ещё Сократ считал, что «знать-это уметь», а это значит, что ученик сам УВИДЕЛ, сам ПОСТАВИЛ и сам РЕШИЛ поставленную им же задачу.
Решение задач методом ключевых ситуаций.
7-ой класс
Задание № 1 :« Выделите 2 ключевые ситуации в курсе физики 7-го класса».
Первая ключевая ситуация: «Плотность вещества».
Вторая ключевая ситуация: «Архимедова сила».
Задание № 2: «Составить на основе каждой из этих ключевых ситуаций задачу в трех уровнях сложности».
Первая ключевая ситуация: «Плотность характеризует вещество».
Задача № 1. ( первый уровень)
Алюминиевый и свинцовый кубы имеют одинаковые размеры. Масса какого куба больше?
Задача №2 ( второй уровень).
Брусок металла имеет массу 26,7 кг., а объем 3 дм3. Из какого металла изготовлен брусок?
3адача №3 ( третий уровень).
Масса полого стеклянного шара равна 250г, а его объем равен 300см3. Чему равен объем полости?
Вторая ключевая ситуация: «Архимедова сила».
Задача №1 ( первый уровень)
Медный и алюминиевый шары одинакового объема лежат на дне бассейна с водой. Во сколько раз различаются действующие на них выталкивающие силы?.Задача №2 ( второй уровень)
Стальной шар объемом 800 см3 погружен в керосин. Какая архимедова сила действует на шар?
Задача №3 ( третий уровень)
Цинковый шар весит 3,6 Н, а при погружении в воду 2,8 Н. Сплошной ли это шар или имеет полость? Если не сплошной, то определите объем полости.
Задание № 3:
Опишите методологию решения задач с учениками: приведите фрагмент урока.
Фрагмент урока по теме: «Плотность вещества».
Привожу фрагмент урока формирования навыков и умений при решении задач.
На доске и в тетрадях сделана запись:
Плотность вещества.
Однородное вещество характеризуется плотностью – отношением массы вещества к его объему: ρ=m/V, где m- масса тела ( вещества), V- объем тела( вещества)
Единица измерения плотности в СИ: г/см3, кг/м3.
Учитель: Что показывает плотность?
Ученик: Плотность показывает, чему равна масса вещества, взятого в объеме 1м3 (или 1 см3.Учитель: Плотность гранита 2600 кг/м3 или 2,6 г/см3. Что это означает?
Ученик: Гранит объемом 1 м3 имеет массу 2600 кг или гранит объемом 1 см3 имеет массу 2,6 г.
Учитель: А сейчас мы приступаем к решению задач разной степени сложности . Решаем задачи у доски. (Задачи ключевой ситуации №1 «Плотность вещества»)
Задача № 1 ( первый уровень) Алюминиевый и свинцовый кубы имеют одинаковые размеры. Масса какого куба больше?
Учитель: Ребята, как вы думаете, что значит «кубы имеют одинаковые размеры?
Ученик: Это значит, что кубы имеют одинаковые объемы
Учитель: А будут ли у этих кубов одинаковые массы? Если нет, то почему?
Ученик: Кубы не будут иметь одинаковые массы. Т.к. алюминий и свинец имеют разные плотности. А плотность показывает, чему равна масса вещества в единице объема. Плотность алюминия равна 2700кг/м3, плотность свинца – 11300 кг/м3. Значит масса алюминия равна 2700кг на единицу объема, а масса свинца – 113000 кг на единицу объема. ледовательно масса свинцового куба будет больше массы алюминиевого.
Задача №2 ( второй уровень).
Брусок металла имеет массу 26,7 кг., а объем 3 дм3. Из какого металла изготовлен брусок?
Учитель: Анализируем условие задачи и записываем исходные данные.
Ребята, чтобы ответить на вопрос к задаче, какую величину необходимо определить?
Ученик: Плотность, а затем, используя таблицу плотности твердых тел, определить вещество, из которого изготовлен этот брусок.
Учитель: Почему в таблице плотности твердых тел приведены при нормальном атмосферном давлении и t = 200С ?Ученик: При повышении температуры расстояния между молекулами увеличиваются, следовательно, увеличивается и объем, и изменяется плотность вещества.
Учитель: Запишем решение задачи.
ДаноСИРешение
ρ=m/VV= 3дм30,003м3ρ= 26,7 кг : 0,003м3= 8900 кг/м3
m=26,7кгОтвет: брусок изготовлен из меди.
определить вещество
Учитель: Вы совершенно верно определили металл – это медь. Приступаем к решению более сложной задачи 
Задача №3 ( третий уровень)
Масса полого стеклянного шара равна 250г, а его объем равен 300см3. Чему равен объем полости?
Учитель: Внимательно читаем условие задачи. Что мы должны понимать под объемом полости шара?
Ученик: Объем полости шара это объем шара без учета объема стенок шара.
Учитель: А как можно определить этот объем?
Ученик: Объем полости шара можно найти как разность между объемом всего шара и объемом его стенок.
Учитель: Но в условии ничего не говориться об объеме стенок. Как можно его определить?
Ученик: Объем стенок – это объем вещества, из которого они изготовлены. А у нас шар стеклянный. Значит мы будем находить объем стекла. Для этого у нас есть все данные: масса шара ( масса стенок). а плотность стекла мы возьмем из таблицы плотности твердых тел.
Учитель: Молодцы! Приступим к расчетам.
Дано:Решение.
mст.= 250гVпол.= Vш – Vст. где Vст – объем стекла.
Vст. =mст./ρ , Vcт = 250г/2,5 г/см3 =100см3
Vш.= 300см3Vпол. = 300см3 – 100см3=200см3
Vпол.ответ: Vпол. =200см3
Урок решения задач по теме «Архимедова сила. Закон Архимеда» провожу после изучения нового материала по данной теме и выполнения лабораторной работы «Определение выталкивающей силы, действующей на погруженное в жидкость тело».
Фрагмент урока по теме « Архимедова сила».
Перед началом решения задач повторяем :
Учитель : Какую силу мы называем «Архимедова сила»?
Ученик: Силу, которая действует на тело, погруженное в жидкость или газ. Ее еще можно назвать « выталкивающая сила»
Учитель. Как ее можно рассчитать?
Учащиеся. Надо из большей силы давления, с которой действует жидкость на нижнюю поверхность тела, вычесть меньшую силу – на верхнюю поверхность тела. Или, определить (измерить) вес тела в воздухе и при погружении в жидкость. Затем из веса тела в воздухе вычесть вес тела в жидкости. FА = Р – Р’. Измеряется в ньютонах [1 Н].
Учитель. Как рассчитывается вес тела в воздухе в состоянии покоя?
Учащиеся. Р = mg, где m – масса тела, g – ускорение свободного падения (или g= 9,8 Н/кг). Измеряется в ньютонах [1 Н].
Учитель. Выразите массу тела из данной формулы.
Учащиеся. m = P/g
Учитель. Каким образом можно определить еще величину выталкивающей силы?
Учащиеся. Выталкивающая сила равна весу жидкости в объеме этого тела. FА = mж g = Pж
Учитель. Сформулируйте закон Архимеда. Запишите формулу закона.
Учащиеся. Тело, погруженное в жидкость или газ, выталкивается вертикально вверх с силой, равной весу жидкости или газа в объеме тела (или его погруженной части). FА = ρжgV’ или при полном погружении тела в жидкость FА = ρжgVт, V’ – объем части тела, погруженной в жидкость, а Vт – объем тела полностью погруженного в жидкость. Таким образом, выталкивающая сила зависит от плотности жидкости, объема тела; не зависит от плотности тела, глубины погружения, положения тела, формы тела. Измеряется в ньютонах [1 Н].
Учитель. Представьте запись формулы закона Архимеда посредством метода треугольника.
Учащиеся.

ρжgV

Учитель. Выразите из формулы все величины, входящие в нее.
Учащиеся. ρж = FА /gVт , g = FА/ρжVт , Vт = FА /ρжg .
Учитель. Каким образом можно определить название металла, из которого изготовлена деталь?
Учащиеся. Определить массу детали и, зная ее объем, рассчитать плотность металла; затем, пользуясь справочной таблицей плотностей – узнать название металла.
Учитель. Дайте определение плотности вещества, запишите расчетную формулу и укажите единицы измерения.
Учащиеся. Плотностью вещества называется физическая величина, равная отношению массы тела к его объему. Физический смысл плотности вещества - какая масса вещества сосредоточена в единице объема тела. ρ = m/V. Единицей измерения плотности является 1 кг/м3, в ряде случаев используется 1 г/см3. 1 г/см3 = 1000 кг/м3.
Учитель. Есть ли возможность по условию задачи или в ходе ее решения определить наличие полостей в теле, погруженном в жидкость?
Учащиеся. Сравнить объем тела и объем вещества, из которого оно изготовлено, если объемы равны, то пустот внутри тела нет; если объем тела больше объема вещества – значит, есть полость. Можно еще сравнить плотность тела и плотность вещества, из которого оно изготовлено.
Учитель. Как рассчитать объем полости в теле?
Учащиеся. Найти объем тела Vт, пользуясь формулой закона Архимеда. По весу тела в воздухе определить объем вещества Vв. Если Vт = Vв - нет полости, если Vт > Vв - есть полость. Объем полости равен разности объема тела и объема вещества V = Vт - Vв .Решаем задачу №1 ( первый уровень)
Медный и алюминиевый шары одинакового объема лежат на дне бассейна с водой. Во сколько раз различаются действующие на них выталкивающие силы?
( Т.к. шары имеют одинаковый объем и оба находятся в воде, то выталкивающие силы действующие на эти шары будут одинаковые. Потому что архимедова сила зависит от объема тела и плотности жидкости в которой оно находится. От плотности вещества из которого изготовлено тело не зависит.)
Задача №2 ( второй уровень)
Стальной шар объемом 800 см3 погружен в керосин. Какая архимедова сила действует на шар? ( Задачу учащиеся решают самостоятельно, после решения один из учеников объясняет как была решена эта задача)
Дано:СИРешение
V=800см30,0008м3Fа =ρж *Vт* g
керосин Fа= 800кг/м3*0,0008м3*9,8 Н/кг = 6,4 Н.
Fа-?ответ : 6,4 Н
Задача №3 ( третий уровень)
Цинковый шар весит 3,6 Н, а при погружении в воду 2,8 Н. Сплошной ли это шар или имеет полость? Если не сплошной, то определите объем полости.
( задачу решаем все вместе с комментарием у доски)
Дано: Решение:
Определим величину выталкивающей (архимедовой) силы

Найдем объем шара, полностью погруженного в воду

Рассчитаем объем цинкового шара с учетом его веса


Vшара > Vцинка, значит, внутри шара есть полость (пустота)
Vполости = Vшара - Vцинка - объем полости в шаре
Vполости = 0,00008 м3 – 0,0000507 м3 = 0,0000293 м3 = 29,3 см3
Ответ: Vполости = 0,0000293 м3 = 29,3 см3

Найти:
Vполости - ?

Приложенные файлы

  • docx 249547
    Размер файла: 44 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий