Образовательная роль компетентностно-ориентированных заданий в процессе обучения физике

Образовательная роль компетентностно-ориентированных заданий в процессе обучения физике.

Одним из приоритетных ориентиров, задаваемых новым образовательным стандартом (ФГОС), в системе компетентностно-ориентированного подхода выступает усиление практической направленности обучения. Это связано с необходимостью выполнения задачи обучения школьников решению жизненных проблем и вопросов, ситуаций для формирования ключевых компетентностей.

Наиболее важными качествами современного человека являются активная мыслительная деятельность, критичность мышления, поиск нового, умение приобретать знания самостоятельно, находить нестандартные решения.

Ситуационные задачи близки к проблемам повседневной жизни и способствуют обучению решать жизненные проблемы с помощью метапредметных знаний, формируют у школьников умения видеть действующие в данной ситуации законы и принципы, проявление их в определенных условиях. Они позволяют представить результаты образования в комплексе универсальных учебных действий, за счёт усвоения разных способов деятельности, методов работы с информацией. Этого требуют стандарты нового поколения.

При решении ситуационной задачи педагог и ученики преследуют разные цели: для обучающихся – найти решение данной ситуации; для педагога – освоение обучающимися способа деятельности и осознание его сущности. Ситуационные задачи позволяют ученику осваивать интеллектуальные операции в процессе работы с информацией: ознакомление – понимание – применение – анализ – синтез – оценка, что приближает ученика к реальной жизненной ситуации.

Приведу используемые мною некоторые примеры текстов физического содержания и заданий к ним, направленных на формирование универсальных учебных действий. Материалами для таких текстов, вопросов, типичных для различных жизненных ситуаций, могут служить отрывки из художественных произведений, фрагменты из научно-познавательных книг для детей, научно-популярных статей.

8 класс, «Виды теплопередачи».

- Отдельная икринка лягушки прозрачна, оболочка её состоит из студенистого вещества; внутри икринки находится тёмный зародыш. Ранней весной в солнечные дни, когда температура воды в водоёме близка к нулю градусов, икра даже наощупь кажется тёплой. Измерения показали, что температура её может достигать 30 градусов.

Ответьте на вопрос к тексту: Как можно объяснить это явление?

10 класс. «Температура».

«Но всё это - таинственная, уходящая в бесконечную даль дорога, чистое небо без солнца, трескучий мороз, необычайный и зловещий колорит пейзажа - не пугало путника. Не потому, что он к этому привык. Он был новичком в этой стране и проводил здесь первую зиму. Просто он, на свою беду, не обладал воображением. Он зорко видел и быстро схватывал явления жизни, но только явления, а не их внутренний смысл. Пятьдесят градусов ниже нуля по Реомюру означало восемьдесят с лишним градусов мороза по Фаренгейту. Такой факт говорил ему, что в дороге будет очень холодно и трудно, и больше ничего» (отрывок из рассказа «Костер» Джека Лондона). Ответьте на вопросы к тексту:

1.Какие различные температурные шкалы существуют?

2.Какой температуре по шкале Цельсия соответствует описанный в отрывке мороз? (перевод температур можно осуществить графическим способом)

11 класс, тема урока «Преломление света».

«Глубокой зимою, в день ужасного мессинского землетрясения, утром, часов в десять - одиннадцать на совершенно безоблачном небе вдруг расцвела радуга. Она обоими концами касалась горизонта, была необыкновенно ярка и имела в ширину градусов сорок пять, а в высоту двадцать - двадцать пять. Под ней, такой же яркой, изгибалась другая радуга, но несколько слабее цветом, а дальше третья, четвертая, пятая, и все бледнее и бледнее – какой-то сказочный семицветный коридор. Это продолжалось минут пятнадцать» (отрывок из А. И. Куприна «Черная молния»).

Ответьте на вопрос к тексту:

возможно ли это явление?

Как можно объяснить это явление?

11 класс, тема урока «Интерференция света».

«Сваи всегда окружены цветными, отливающими на солнце синевой, как чешуя скумбрии, кольцами. Эти кольца – от нефти и керосина, которые оставляют за собой огромные танкеры и морские трамваи…У них своя жизнь, совсем непохожая на нашу. Они растут, вытягиваются, ощупывают друг друга, сливаются или, наоборот, двоятся – и всё это на глазах» (отрывок из А. Львова «Мой старший брат, которого не было»).

Ответьте на вопрос к тексту:

О каком оптическом явлении идёт речь?

Каковы условия наблюдения интерференционной картины?

11 класс, «Электрическое поле».

Молниеотвод (или громоотвод, как было принято говорить) в доме моей бабушки на несколько футов возвышался над домом, на несколько футов был закопан в землю и имел заостренный конец. По этому поводу немало спорят с тех самых пор, как его изобрел Бенджамин Франклин. Одни утверждают, что молниеотвод способствует постепенному, «тихому» разряду проходящего над ним облака и тем самым предотвращает катастрофический удар молнии. Другие говорят, что молниеотвод просто безопасно отводит в землю всякий разряд, происходящий вблизи него. Высказывалось немало

противоречивых и ошибочных суждений о том, как действует и как должен быть устроен молниеотвод. Первое время после его создания убедительно доказывалось, что на конце стержня следует прикреплять металлический или даже стеклянный шарик. Утверждалось также, что внизу молниеотвод должен соединяться только с верхним слоем почвы, так как, если разряд уйдет слишком глубоко во влажную землю, возможен взрыв. Недавно

одна из компаний, производящих молниеотводы, начала устанавливать на их верхушках радиоактивные источники. Предполагалось, что такой источник радиации должен способствовать ионизации воздуха, вызывая тем самым разряд молнии на молниеотвод и оберегая здание.

Ответьте на вопросы к тексту:

1. Почему молниеотвод был сделан именно так?

2. Как действует молниеотвод?

3.При каких условиях молниеотвод опасен для здания?

3. Действительно ли радиоактивный источник может оказаться полезным?

10 класс, «Открытие животного электричества»

Днем зарождения науки электробиологии по праву считается 26 сентября 1786 г. В этом году итальянский врач и ученый Луиджи Гальвани начинает новую серию опытов, решив изучить действие на мышцы лягушки "спокойного" атмосферного электричества. Поняв, что лапка лягушки является в некотором смысле чувствительным электродом, он решил попробовать обнаружить с ее помощью это атмосферное электричество. Повесив препарат на решетке своего балкона, Гальвани долго ждал результатов, но лапка не сокращалась, ни при какой погоде.

И вот 26 сентября лапка, наконец, сократилась. Но это произошло не тогда, когда изменилась погода, а при совершенно других обстоятельствах: лапка лягушки была подвешена к железной решетке балкона при помощи медного крючка и свисающим концом случайно коснулась решетки.

Гальвани проверяет: оказывается всякий раз, как образуется цепь "железо – медь – лапка", тут же происходит сокращение мышц независимо от погоды. Ученый переносит опыты в помещение, использует разные пары металлов и регулярно наблюдает сокращение мышц лапки лягушки. Таким образом, был открыт источник тока, который впоследствии был назван гальваническим элементом. Как же можно было объяснить эти наблюдения? Во времена Гальвани ученые считали, что электричество не может возникать в металлах, они могут играть только роль проводников. Отсюда Гальвани заключает, источником электричества в этих опытах являются сами ткани лягушки, а металлы только замыкают цепь.

Ответьте на вопросы к тексту:

1. Какую гипотезу пытался проверить Л. Гальвани, начиная в 1786 г. новую

серию опытов с лапкой лягушки?

2.Какой вывод сделал Л. Гальвани на основании своих опытов? В чем состояла ошибочность его вывода?

3. Из каких основных частей должен состоять гальванический элемент?

4. Если бы Вы проводили опыты аналогичные опытам Л.Гальвани, то какие бы дополнительные исследования (кроме проверки разных пар металлов) Вы бы осуществили?

11 класс, «Ультразвуковое излучение»

Во многих странах изображения плода (развивающегося ребёнка) можно получить с помощью ультразвука (эхографии). Ультразвук считается безопасным как для матери, так и для плода. Врач держит датчик и водит им по животу матери. Ультразвуковые волны проходят в брюшную полость. Внутри брюшной полости волны отражаются от поверхности плода. Отражённые волны опять попадают на датчик и передаются в аппарат, который создаёт изображение плода.

Ответьте на вопросы к тексту:

1. Чтобы создать изображение плода, ультразвуковой аппарат должен вычислить расстояние между плодом и датчиком. Ультразвуковые волны распространяются в брюшной полости со скоростью 1540 м/с. Что должен измерить ультразвуковой аппарат, чтобы вычислить расстояние между плодом и датчиком?

2. Изображение плода может быть также получено с помощью рентгеновских лучей. Однако женщинам во время беременности рекомендуется избегать исследования брюшной полости рентгеновскими лучами. Почему женщине во время беременности следует избегать исследования брюшной полости рентгеновскими лучами?

Ситуационные задачи близки к проблемным вопросам и направлены на выявление и осознание способа деятельности. Целесообразно бывает на уроке предложить ученикам объяснить физическую суть некоторых пословиц. Например, в 8 классе:

- Много снега – много хлеба. Снег на полях – хлеб в закромах.
- Замёрз, как на дне морском.
- Дым тает в воздухе.
в 7 классе :
-Ложка дёгтя в бочке мёда (русская)..
-Нарезанный лук пахнет и жжёт глаза сильнее (монгольская).
-На мешке с солью и верёвка солёная (корейская).
-Дружба как стекло, разобьешь – не сложишь.
-Маслом огонь не заливают.
-Как с гуся вода.
в9 классе :
-Веника целиком не переломишь, а по пруту – переломаешь.
-Не подмажешь - не поедешь (французская).Идёт, как по маслу (русская).
- Брошенный вверх камень на твою же голову и упадёт (монгольская).
-Камень тяжел, пока на месте лежит, сдвинешь – легче станет.
-Хорошему прыжку хороший разбег нужен.
Определенную мыслительную активность вызывает задание - объяснить с точки зрения физики народные приметы, опровергнуть или доказать их правдивость. Вот примеры некоторых из них:
10 класс. Молекулярная физика.
- Если снег перестанет, может наступить сильный мороз.
- Лёд, деревья трещат – мороз будет стоять долго.
- Ветер снег съедает.
- Если на лужах во время дождя образуются пузыри, то дождь – надолго.
- Утром не было росы, днём будет дождь.

Учитель нередко затрудняется определить воспитательную цель урока, хотя все понимают, что урок должен иметь большую воспитательную ценность. Создание условий для воспитания нравственности на уроках физики – насколько реальна и естественна эта задача? Попытаюсь рассказать, как решаю эту проблему на своих уроках. Один из эффективных путей решения воспитательных задач, встающих перед учителем физики, – преодоление формальности в преподавании, всемерное укрепление связи обучения с жизнью, с практикой. А эта связь осуществляется, прежде всего, через содержание задач и заданий. Особое внимание в своей работе уделяю использованию материала краеведческого характера. Краеведческий материал использую как на уроках, так и во внеклассной работе.

Так, в 9 классе на уроке «Реактивное движение» рассказываю о вятском периоде жизни основоположника космонавтики Константина Эдуардовича Циолковского, о наших земляках-космонавтах: Викторе Савиных (сотый космонавт в мире, пятидесятый – советский), Александре Сереброве.

В 10 классе на уроке «Тепловые машины» знакомлю детей с фактами биографии главного конструктора советского танка Т-34, благодаря которому советские войска одержали победу в Великой Отечественной войне. Первые машины - «легендарные ласточки» - были сконструированы на Кировском заводе. Испытания проводил главный конструктор Михаил Ильич Кошкин. Рассказываю о Георгии Семеновиче Шпагине, талантливом оружейнике, изобретателе ППШ (пистолет-пулемёт Шпагина), работавшем в годы Великой Отечественной войны на Вятскополянском машиностроительном заводе.

В 11 классе на уроке «Ядерная энергия» веду беседу о главном конструкторе атомоходов «Ленин», «Арктика», уроженце села Рожки Малмыжского района Кировской области Неганове Василии Ивановиче и предлагаю решить задачу:

Крупнейший в мире атомный ледокол «Арктика» 17 августа 1977 г. впервые в мире в истории мореплавания достиг Северного полюса. Рассчитайте среднюю скорость движения, если первую половину пути (в чистой воде) он шёл со скоростью 39 км/ч, а вторую (во льдах)- со скоростью 15 км/ч.

В 9 классе «Автоматизация и механизация» большой интерес вызывает у ребят рассказ об изобретателях ХХI века, уроженцах нашего края Иване Васильевиче Дернове, Андрее Нестеровиче Хитрине, которые изобрели верстомер и уборочную машину (соответственно).

Практикую на уроках решение задач, составленных на местном материале. Вот некоторые из них:

7 класс «Равномерное движение»

За какое время мотороллер «Стриж» (скорость 50 км/ч) пробежит по автомобильному мосту через реку Вятка? (протяженность моста 5 км).

Железнодорожный мост через реку Вятка у г. Вятские Поляны имеет длину 256 саженей (565,4 м), вес 23000 пудов (3770 т.) За какое время проходит этот мост электричка, идущая со скоростью 45 км/ч? Есть ли в задаче лишние данные?

Расстояние от г. Сосновки до Вятских Полян по реке Вятке 12 км .Сколько времени потребуется моторной лодке на прохождение туда и обратно, если скорость течения реки 60м/мин, а собственная скорость лодки 14,4 км/ч.

класс «Мощность»

Какова сила тяги двигателя мотороллера «Стриж», если при мощности в
3,5 л.с. он достигает скорости 50 км/ч?

7 класс «Прессы»

Для сращивания пиломатериалов по длине на ООО «ИКЕА Индастри Вятка» применяют пневматические прессы. Какова сила давления такого пресса, если максимальная площадь сечения зубчатого соединения хвойных пиломатериалов 58 см2, а твёрдолиственных пиломатериалов – 50 см2. Рабочее давление пневматического привода – 8 технических атмосфер. (1 техническая атмосфера (1 ат ) = 1 кг с /см2 =98 кПа ).

7класс «Плотность»

Вятскополянский кирпичный завод выпускает кирпич размерами 25х12х9 см, плотность его равна 1800 кг/м3. Сколько 5-тонных машин потребуется для перевозки 220 млн. штук, которые завод выпускает ежегодно (2005 год)?

Мотороллер «Стриж» имеет ёмкость бензобака 5 л. Сколько кг бензина вмещается в бак, если плотность бензина 710 кг/м3.

Цех деревообработки (ООО «ИКЕА Индастри Вятка») за одну рабочую смену перерабатывает до 200 м3 древесины. Сколько железнодорожных составов по 6 тыс .т. потребуется для перевозки годовых расходов сырья, если средняя плотность дерева-700 кг/м3 .

8класс «Плавление и кристаллизация твёрдых тел»

Средняя толщина снежного покрова в г. Вятские Поляны к концу зимы 2009г. была 26 см. Сколько энергии требуется для таяния льда, если площадь территории города - 28 км2 .Плотность снега 250 кг/ м3 .

9 класс «Равноускоренное движение»

Мотороллер «Стриж», мощность двигателя которого 3,5 л.с., начинает движение и через некоторое время достигает скорости 50 км/ч. За какое время от начала движения это происходит, если масса мотороллера 75 кг, а масса перевозимого груза 105 кг.

Мотороллер «Вятка-Электрон», мощность двигателя которого 6л.с. начинает движение и через некоторое время достигает скорости 60 км/ч. На каком участке пути и за какое время от начала движения это происходит, если масса мотороллера 108 кг, а масса водителя 70 кг.

9 класс «Движение по окружности»

На ООО «ИКЕА Индастри Вятка» (р.п. Красная Поляна) для распиловки древесины используют циркульно-маятниковые пилы (диаметр пилы - 500мм, частота обращения - 300 об/мин.) Найти период, угловую, линейную скорости пилы.

На ОАО «Домостроитель» для распиловки древесины используют торцовочные станки, которые способны распиливать обрабатываемый материал толщиной до 400 мм. Диаметр пилы 400мм, угловая скорость пильного вала 303,5 рад/с. Каков период и какова частота вращения пилы?

Какова угловая скорость вращения шпинделя ручной сверлильной пневматической машины, которой пользуются на ООО «ИКЕА Индастри Вятка» для сверления деталей, если частота вращения шпинделя от 23,3 до 46,6 с-1 . Какова линейная скорость сверла, если его диаметр 10 мм?

10 класс «Тепловое расширение тел»

Длина стального железнодорожного моста через реку Вятка у Вятских Полян составляет 565,4 м. Как изменится его длина из-за колебаний температуры от -360 зимой до +360 летом?

10 класс «КПД тепловых машин»

Каков КПД двигателя мотороллера «Стриж», если при мощности 3,5 л.с. он расходует 2,5 л. бензина А-76 на 100 км пробега при средней скорости движения 50 км/ч.

Найти КПД двигателя мотороллера «Вятка-Электрон», если при мощности 6л.с. он расходовал 12 кг бензина на 450 км пути при средней скорости движения 60 км/ч.

Опыт работы показывает, что такой материал оказывает воспитательное воздействие на учащихся, позволяет эффективнее формировать чувство гордости за земляков, чувство патриотизма, любви к родному краю, вызывает и повышает интерес к физике, способствует прочности усвоения знаний.

Практикую использование ситуационных задач на различных этапах урока: первичное усвоение знаний, применение и закрепление знаний. Стараюсь решать с учащимися ситуационные задачи на уроках разного типа, будь то урок открытия новых знаний или применения знаний, закрепления изученного, обобщения и систематизации.

Решение таких задач способствует развитию навыков самоорганизации деятельности, формированию умения объяснять физические явления, ориентироваться в ключевых проблемах современной жизни, позволяют интегрировать знания, полученные в процессе изучения разных предметов, знакомит с методами моделирования физической ситуации, способствует политехническому образованию обучающихся. В процессе решения задач, обучающиеся сталкиваются с необходимостью применять полученные знания по физике не только на ЕГЭ и ГИА, но и в жизни, осознавая связь теории с практикой.

Ссылки на источники:

Десненко С. И. Личностно ориентированные технологии как основа методической подготовки будущих учителей физики к развитию личности учащихся при обучении физике в школе // Учёные записки ЗабГГПУ им. Н. Г. Чернышевского. Серия «Профессиональное образование, теория и методика обучения». 2011. №6 (41). С. 12–17.

Качественные задачи и вопросы по физике | FizPortal

Г. И. Щукина «Активизация познавательной деятельности в учебном процессе», Москва, «Просвещение», 1979 г.

http://www.physics.spbstu.ru

http:// fizportal. ru