Компетентісно - діяльнісний підхід у викладанні фізики з використанням проблемно-пошукових методів навчання

Відділ освіти

Костопільської районної державної адміністрації

Костопільський районний методичний кабінет

       Костопільська загальноосвітня школа І-ІІІ ступенів №5

   Костопільської районної ради

 

 

 

 

 

                                                                       С.Бондарчук

 

Компетентісно - діяльнісний  підхід

у викладанні фізики з використанням проблемно- пошукових методів навчання

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Костопіль -2018

 

 

Бондарчук С.В. Компетентісно - діяльнісний  підхід  у викладанні фізики з використанням проблемно-пошукових методів навчання. Костопіль, - 2018 - 45 с.

 

     У даному методичному посібнику висвітлено основні засади застосування компетентісно - діяльнісного  підходу у викладанні уроків фізики з використанням проблемно-пошукових методів навчання. За основу взято матеріали вивченого досвіду учителя фізики з теми «Проблемне навчання на уроках фізики».

    Наявні матеріали у посібнику мають практичну значимість та методологічну спрямованість. Поряд з теоретичними основами впровадження проблемного навчання на уроках фізики подано методичні основи створення проблемних ситуацій, використовуючи компетентісно-діяльнісний підхід до учнів.

    Даний посібник дозволить учителю підвищити інтерес учнів до вивчення фізики, забезпечити міцність засвоєння знань школярів та вміння застосовувати ці знання у практичній діяльності, допоможе розвивати аналітичне та логічне мислення.

Матеріали, вміщені у посібнику, сприятимуть творчому зростанню вчителя фізики та активності учнів на уроках, допоможуть зробити процес навчання з фізики цікавим, різноманітним, ефективним, демократичним.

Методичний посібник рекомендовано вчителям фізики для творчого використання в роботі з метою практичної реалізації технології проблемного навчання на уроках фізики в контексті компетентісно-діяльнісного підходу до учнів.

 

 

 

        Схвалено методичною радою Костопільської загальноосвітньої школи І-ІІІ ступенів №5  (Протокол  № 3 від 20 січня 2018 року).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рецензент:

 

Бондарчук Мирослава Ярославівна – методист Костопільського районного методичного кабінету

Зміст

 

1. Вступ………………………………………………………….. .…………………4

2. Компетентісно - діяльнісний  підхід  у викладанні уроків фізики.............7

3. Організація проблемно- пошукової діяльності учнів на уроках фізики на основі впровадження технології проблемного навчання…………………...11

 

4.Розробки уроків, що ілюструють використання технології проблемного  навчання на уроках фізики на основі компетентісного  підходу ………….22

 

5.Висновки……………………………………………………………………...…43

6.Список використаних джерел……………………………….……………….45

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВСТУП

 

Життя насправді є пітьма, коли немає прагнення.

Всяке прагнення є сліпим, коли немає знання.

Всяке знання є марним, коли немає праці

Всяка праця є безплідною, коли немає любові

Халіль Джейран

 

Основною тенденцією в розвитку освіти сьогодні є перехід від традиційного (репродуктивного) навчання, як процесу запам’ятовування та відтворення, до продуктивного, творчого, як процесу розумового та особистого розвитку школяра. Одним із методів залучення учня до активної пізнавальної діяльності є проблемне навчання, основна мета якого полягає в забезпеченні активного ставлення дитини до оволодіння знаннями, інтенсивного розвитку її самостійної пізнавальної діяльності та індивідуальних творчих здібностей, ключових компетентностей.

Проблемне навчання, в загальному розумінні, є одним із факторів забезпечення певного рівня якості освітнього процесу, тому воно є досить актуальним. Під ним розуміють у педагогічній літературі навчально – пізнавальну діяльність учнів із засвоєння знань та способів діяльності на основі створення й розв’язання проблемних ситуацій. Використання проблемних ситуацій у навчальному процесі активізує розумову діяльність учнів, сприяє засвоєнню знань, підвищує інтерес як до матеріалу, який вивчається, так і до самого процесу навчання. А це, в свою чергу, сприяє підвищенню загального рівня якості освітнього процесу.

На сьогодні найчастіше проблемне навчання розглядається як технологія розвивальної та компетентісної освіти, спрямована на активне одержання знань, формування розумових здібностей та прийомів дослідницької діяльності, залучення до наукового пошуку та розвитку творчості. Основною метою активізації навчальної діяльності учнів шляхом проблемного навчання полягає у тому, щоб сформувати систему розумових дій, за допомогою яких учень зможе, використовуючи отримані знання з фізики, розв’язувати нестандартні задачі.

Актуальністю проблемного підходу у навчанні фізики на сьогоднішній час є не тільки засвоєння учнями результатів наукового пізнання та системи знань, але й процесу отримання цих результатів, формування пізнавальної діяльності та розвиток особистих здібностей.

За час моєї роботи вчителем фізики життя стрімко змінилося. Поступово один історичний період змінився іншим. Ми вчилися і починали працювати в так званий індустріальний історичний період. Індустріальне суспільство потребувало великої кількості кваліфікованих робітників та інженерів, які володіють сучасними технологіями. Перед освітою стояли завдання інформування, організації репродуктивних дій учнів. Це дозволило за порівняно короткий проміжок часу виховати покоління грамотних людей, що володіють певними знаннями і навичками, необхідними для залучення кожної освіченої людини у процес масового виробництва.

У даний час суспільство змінило свої пріоритети, виникло поняття постіндустріального суспільства (суспільства інформаційного), воно в більшій мірі зацікавлене в тому, щоб його громадяни були здатні самостійно активно  діяти, приймати рішення, гнучко адаптуватися до мінливих умов життя.

З усією гостротою перед методикою фізики постало завдання підготувати таких учнів, які відповідали б вимогам часу. Випускники навчальних закладів повинні глибоко засвоїти найважливіші ідеї сучасної фізики і опанувати систему основних наукових понять, уміти орієнтуватися в науково-технічній літературі, самостійно і швидко відшуковувати потрібні відомості, навчитися самостійно і систематично поповнювати знання і, нарешті, навчитися активно, творчо користуватися своїми знаннями, бо творча праця - головна умова прогресу  суспільства.

Домогтися таких результатів можна тільки при активізації пізнавальної діяльності учнів, розвитку їх мислення і здібностей у процесі навчання. Особливі надії в цьому відношенні взаємозв’язані з проблемним навчанням. Його сутність полягає в тому, що учні систематично включаються вчителем у процес пошуку рішення нових для них проблем. Завдяки цьому вони набувають навичок самостійно здобувати знання, застосувати раніше засвоєні і опановують досвід творчої діяльності.

Таким чином, для розвитку творчої особистості предмет фізики має першорядне значення. З іншого боку, щоб вирішувати проблеми навчального характеру необхідно не тільки мати творчі здібності, але й добре знати фізику. Вирішити ці два завдання одночасно, а саме, і розвинути творчі здібності, і навчити предмету, допоможе використання проблемних ситуацій на уроках фізики. Адже мета проблемного навчання  полягає у засвоєнні не тільки основ наук, а й самого процесу отримання знань і наукових фактів, розвитку пізнавальних і творчих здібностей учнів. А в основі організації проблемного навчання лежить принцип пошукової навчально-пізнавальної діяльності.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

          Компетентісно - діяльнісний  підхід  у викладанні уроків фізики.  

         Сьогодні формування освітніх цілей відбувається не на рівні держав, а на міждержавному, міжнаціональному рівнях, коли основні  пріоритети освіти й цілі проголошуються в міжнародних конвенціях та документах і є стратегічними орієнтирами міжнародної спільноти. Важливим нині є не тільки об'єм знань, а й уміння ними оперувати, бути готовим змінюватись та пристосовуватись до нових потреб ринку праці, оперувати й утримувати інформацією, активно діяти, швидко приймати рішення, навчатись упродовж життя. Прогресивна освітня спільнота сьогодні ставить перед собою нове завдання – сформувати у школяра вміння вчитись. Тому виховання такої соціально і професіонально активної особистості  вимагає від вчителів сучасної школи  застосувань  нових  методів, прийомів і форм роботи. Щоб сформувати компетентного випускника у всіх потенційно важливих сферах професіональної освіти і життєдіяльності, необхідно застосовувати активні методи навчання. Мати певний досвід і діяти відповідно до певної ситуації, саме ці якості дасть можливість сформувати в учня компетентнісний підхід, що буде реалізуватись учителем на уроці. Перспективним компетентнісне навчання являється ще і тому, що при такому підході навчальна діяльність одержує дослідницький і практично –орієнтований характер, і сама стає предметом засвоєння.

       Загальнопредметні компетентності визначаються для кожного предмета і розвиваються протягом всього терміну його вивчення.

        Наприклад, загальнопредметні компетентності з фізики можуть бути визначені як здатність людини: визначати та розпізнавати фізичні поняття й ідеї, проводити досліди й експерименти з фізичними явищами та процессами, розв’язувати теоретичні та прикладні проблеми, пов’язані з реальними ситуаціями в світі, пояснювати фізичні явища, використовуючи специфічні мову й терміни, шляхом моделювання, виведення, екстраполяції, переносити й інтегрувати знання та методи з фізики й застосовувати їх в інших науках і технологіях.

         Актуальна ж проблема реалізації компетентнісного підходу при вивченні різних розділів фізики тільки починає розглядатися. Тому ми повністю можемо говорити про фізичну компетентність і розуміти під цим поняттям: уміння учнів бачити та застосовувати фізику в реальному житті, уміння будувати  та досліджувати фізичну модель, інтерпретувати отримані результати.

        Компетентнісно-діяльнісний підхід, як і інші інноваційні підходи в навчанні, вимагає поетапного втілення. На першому етапі втілення, можна, наприклад, формувати елементарні загально навчальні компетенції школярів, як: знаходження головного змісту прочитаного або почутого, точне формулювання думок, побудова оригінальних висловлювань на задані питання чи теми, дослідження різних варіантів розв’язування задач, вибір найкращого, беручи до уваги різні критерії, співпраця з іншими (учнями і учителем) при виконанні спільного завдання, планування дій і часу, оцінка результатів своєї діяльності і т. д.

      Перераховані вміння школярів повинні формуватися не як окремо взяті, а в цілісній системі навикових блоків, що називаються компетенціями.

В  реалізації компетентнісного підходу, основна роль відводиться вчителеві. Для себе я виділив два основних рівні:

- Рівень процесу навчання, який полягає у впровадженні навчального матеріалу в навчальний процес з опорою на концепцію змісту освіти, його склад і структуру та функції навчальної діяльності як системи.

- Рівень підготовки до процесу навчання. Цей рівень забезпечується через осмислення вчителем своїх дій у ході методичної рефлексії.

      Для забезпечення виконання дидактичних завдань уроків відповідно до їх мети використовую різні форми робо­ти, надаючи перевагу активним методам навчання, здій­снюю діалог із учнями, пропоную різні форми самостій­ної і творчої роботи.

      Вже вкотре переконуюсь, що сучасні уроки — це уроки, на яких мають переважати: інтелектуальна активність, допитливість, компетентність, вміння дискутувати, незалежність мислення, самокритичність. 

      Сучасне  суспільство висуває нові вимоги до викладання предметів природничо-математичного циклу, і вчитель знаходиться в пошуку ефективних

шляхів навчання фізики. Перед ним виникає проблема: «як зацікавити учня, як

досягти бажаного результату? Які форми навчання використати при цьому?»

для того, щоб школярі були здатні засвоїти, а надалі використовувати здобуті

на уроці знання у повсякденному житті.

       Розв'язати цю проблему, на мою думку, можна через використання системно-діяльнісного підходу в навчанні фізики, де головне місце в навчальному процесі відводиться активній та різнобічній, у максимальному ступені, самостійній пізнавальній діяльності школярів , а також перегляду змін у деяких напрямках роботи вчителя. Працюючи у цьому напрямку, передбачаю, що результатом роботи має стати досягнення у  учнів такого рівня навчальних досягнень, який би був достатнім для формування життєвої компетентності випускника школи.

       Всім добре відомо, щоб мислення почало працювати, людину необхідно чимось здивувати, викликати інтерес. При першій же зустрічі школярів з фізикою, як навчальною дисципліною, слід досягти максимально можливого емоційного сплеску, дотримуючись трьох кроків педагогічної діяльності: 1-й - від цікавості до здивування; 2-й - від здивування до активної допитливості і прагнення дізнатися; 3-й - до міцного знання і наукового пошуку.

      На своїх уроках використовую різноманітні форми навчання. На першому етапі курсу фізики відводиться час (5-7 хв.) для нетривалих бесід на теми, не передбачені програмою, але які мають зв'язок з  матеріалом ,що вивчається. Під час цих бесід можна говорити про окремі етапи життя і діяльності вчених, успіхи в розвитку науки і техніки, фантастичні складові, історії відкриттів досліджуваних фізичних явищ.  При поясненні й сприйманні нового матеріалу, використовую фотографії, малюнки, електронні презентації, відеофрагменти. Такий підхід оживляє урок і сприяє активізації пізнавальної діяльності учнів, закріпленню і поглибленню одержуваних ними знань, створення цілісного уявлення про навколишній світ. А головне, ці прийоми дозволяють легко контактувати з учнями, викликати їх увагу, яскраво і образно піднести досліджуваний матеріал, що сприяє його засвоєнню.

        В активізації розумової діяльності учнів, при вивченні фізики, значну роль відіграє експеримент, який відображає науковий метод дослідження. Експерименти та досліди використовуються на різних етапах уроку.

Великий інтерес викликає в учнів рішення якісних задач. Якісні задачі – це завдання, вирішення яких ґрунтується на всебічному аналізі фізичних явищ,

логічних висновках, зроблених внаслідок такого аналізу.

         На сучасному етапі розвитку освіти, вчителю постійно потрібно мотивувати учнів на вивчення предмета. На уроках часто поєдну фронтальну та індивідуальну роботу з груповою. Особливо ефективними методами роботи є подорож, змагання, захист творчих проектів. Тут учні систематизують свої знання, знаходять виходи із ситуацій, що склалися, самостійно займаються навчанням. Вони шукають потрібну інформацію, працюють з документацією, таблицями, розвивають здатність думати, організовувати взаємозв'язок минулого, сьогодення і майбутнього, вчаться протистояти невпевненості та складності, вступати в діалог, співпрацювати, відстоювати свою думку і домовлятися.

.     Найбільш вдалим і результативним є використання інтегрованого підходу до навчання, методичною основою якого є формування знань про навколишній світ і його закономірності в цілому, а також встановлення внутрішньо предметних і міжпредметних зв’язків у засвоєнні основ наук. Використанняінформаційно-комунікаційних технологій дозволяє формувати в учнів інформаційну компетентність, уміння оволодіти способами отримання інформації для вирішення навчальних, а надалі і більш глобальних проблем, набути навичок, що забезпечують можливість продовжувати освіту впродовж життя. Використовую роботу з інтерактивними моделями, електронними лабораторіями. Комп'ютерні моделі дозволяють отримувати в динаміці наочні ілюстрації фізичних експериментів та явищ, відтворити їхні тонкі деталі, які можуть вислизати при спостереженні реальних експериментів. За допомогою комп'ютерного моделювання з'являється можливість моделювати ситуації, недоступні в реальних експериментах.

          Урок з використанням технології проблемного навчання починається зі створення проблемних ситуацій, в яких, зіткнувшись з явищами, не відповідними сформованим уявленням, учні змушені ці уявлення переосмислювати або осмислювати на новому рівні, тобто підходити до вирішення проблеми творчо.

             На уроці рідко виникає можливість вирішувати достатньо складні проблемні завдання, систематично використовувати проблемно-пошукові методи навчання. Тому практикую домашні проблемні завдання, які відкривають широкі можливості для розвитку учнів, що цікавляться вивченням фізики . Домашні проблемні завдання можуть бути різної складності - від досить простих, виконання яких під силу переважній більшості учнів, до найбільш складних. Створення проблемної ситуації шляхом опори на життєвий досвід учнів, дозволяють зв'язати навчання з життям і практикою.

             Не формувати, а розвивати особистість в процесі свідомої, мотивованої індивідуальної діяльності для вирішення завдання дозволяє впровадження  на уроках методу проектів.

             Метод проектів має багато переваг перед традиційними, оскільки працюючи над проектом, учні діють не шаблонно, а знаходять свій шлях вирішення завдання, вчаться використовувати різні джерела інформації, аналізувати, відбирати і використовувати отриману інформацію. Проект дає можливість кожному учневі, незалежно від рівня його підготовки, проявити свою індивідуальність. Для того, щоб зацікавити учнів проектною діяльністю, ефективним є проведення виставки, на якій можна познайомитись з досвідом попередніх «проектувальників» з числа випускників минулих років. Участь у такому заході зазвичай викликає інтерес школярів і бажання спробувати свої сили, зробити не гірше. Теми для робіт беруться, в основному, дослідницького спрямування, в яких вивчається вплив різних процесів на життєдіяльність людини, дослідження фізичних явищ, історія розвитку фізики.

            Навчальна діяльність стає джерелом внутрішнього розвитку школяра, формування його творчих здібностей і особистісних якостей, якщо учень бачить своє просування. Саме тому використовую технологію «Портфоліо» -

зібрання різних творчих і проектних робіт учня. Назви розділів були обговорені з учнями, внесені корективи і потім затверджені на виконання. На батьківських зборах були пояснені цілі даної творчої роботи. Портфоліо заповнюється учнем самостійно, виконується в окремій папці.

           Під час вивчення великих тем, учні поповнюють окремі розділи портфоліо, систематизують свої творчі наробки, досягнення з фізики. Наприкінці вивчення теми, портфоліо перевіряється вчителем, оцінюється.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Організація проблемно- пошукової діяльності учнів на уроках фізики на основі впровадження технології проблемного навчання.

 

Проблемне навчання починається зі створення проблемної ситуації між- предметного характеру - головного засобу активізації розумової діяльності учнів. Потім воно проходить такі основні етапи:

•         формулювання проблеми;
•         знаходження способів вирішення;
•         вирішення проблеми;
•         формулювання висновків.

Проблемою називається таке завдання, спосіб виконання і результат якого учню наперед не відомий, але він володіє вихідними знаннями і уміннями для того, щоб здійснити пошук цього результату або способу виконання. Інакше кажучи, це питання, відповідь на яке невідома, але до його пошуку учень може приступити.

У проблемі є вихідні дані, що дозволяють її вирішити, тобто знайти те, що потрібно відшукати. Учень повинен бути готовим прийняти проблему до вирішення. Питання, на яке він наперед знає відповідь, не є проблемою. Так само не є навчальною проблемою питання, відповідь на яке учню невідома і у нього немає засобів для пошуку рішень.

У дидактиці поряд з поняттям «проблема» вводиться поняття «проблемна ситуація». Це ситуація, що викликає в учнів усвідомлене утруднення, шлях подолання якого слід шукати. Не всяка ситуація стає проблемною, хоча кожна проблема містить проблемну ситуацію. Так, запитуючи учнів: «Чому, перебуваючи високо в горах, людина хворіє на «гірську хворобу»? Якщо це питання задано до вивчення відповідної теми, то при всій ясності питання це буде тільки проблемною ситуацією, дозвіл якої значною мірою ляже на вчителя. Якщо ж поставити це ж питання після вивчення теми, дане питання буде проблемою, доступною учням. Проблемна ситуація є структурною одиницею проблемного навчання.

У наукових працях основним чинником впровадження проблемно-пошукових методів навчання є створення учителем проблемної ситуації як, «особливого виду розумової взаємодії об’єкта й суб’єкта, що характеризується таким психічним станом суб’єкта (учня) при вирішенні ним завдань, який вимагає виявлення (відкриття або засвоєння) нових, раніше суб’єктові невідомих знань або способів діяльності». Він вважає, що проблемна ситуація – це така ситуація, при якій суб’єкт прагне розв’язати якісь важкі для себе завдання, але йому не вистачає даних і він повинен сам їх шукати.

Як зазначали провідні науковці у своїх працях - «особистість – складна система, здатна до саморозвитку. Запорукою її успішної діяльності є активність, позитивні погляди на себе та світ. Навчання на їхню думку не може існувати без постійного навчального спілкування, під час якого учень сам починає активно діяти». Необхідність такого спілкування випливає з природи проблемно - пошукової діяльності. Саме проблемний підхід щодо організації інтегрованих уроків з фізики передбачає обов’язковий розвиток творчої активності учнів. Це дозволяє використовувати зміст усіх навчальних предметів, залучати знання з різних галузей наук, звертаючись до явищ і подій навколишнього життя. Таким чином,  оточуючи учнів такою системою відношень, стимулюємо їх творчий пошук, творчу діяльність і розвиваємо в них творчі здібності, які є базовими для розвитку самоосвітньої компетентності.Вирішуючи проблемні ситуації на уроках, учні навчаються розмірковувати, гнучко підходити до вирішення проблем, знаходити нові оригінальні рішення.

   Цінність проблемного підходу до викладання фізики полягає у залученні до активної участі всіх учнів класу, пов'язати вивчення навчального матеріалу з життєвим досвідом і якнайбільше активізувати розумову діяльність дітей.  Вісімнадцять років працюю вчителем фізики Костопільської загальноосвітньої школи І-ІІІ ступенів №5. Постійне прагнення до вдосконалення технологій навчальної діяльності, підвищення ефективності пізнавальних дій школярів – ось що характерне для мене, як для вчителя. Для того, щоб активізувати розумову діяльність учнів, пробудити їх пізнавальний інтерес на уроці застосовую один із прийомів сучасних технологій навчання – проблемний підхід до вивчення фізики. Цей підхід використовую на різних етапах уроку. Вивчення нового матеріалу намагаюсь зробити активним процесом, залучити дітей до більш інтенсивної розумової роботи. Проблемні питання при постановці фізичного експерименту змушують учнів будувати гіпотези, вирішувати теоретичні питання, робити правильні висновки, прогнозувати властивості речовин тощо.

Організацію проблемно-пошукової діяльності учнів на уроках фізики здійснюю поступово, використовуючи компетентісний підхід та застосовуючи різноманітні методи навчання:

1)  постановка проблеми, пошук її формулювання з різних точок зору;

2)  пошук фактів для кращого розуміння проблеми, можливостей її вирішення;

3)  пошук ідей одночасно з активізацією сфери без свідомого та підсвідомості; оцінка ідей відкладається до тих пір, доки вони не висловлені й не сформульовані учнями;

4)  пошук рішення, під час якого висловлені ідеї піддаються аналізу, оцінці; для втілення та розробки вибираються кращі з них;

5)  сприйняття знайденого рішення оточуючими.

Під час підготовки до уроків ставлю за мету розвивати мовлення, формувати вміння порівнювати, узагальнювати, робити висновки. «Помічниками» здійснення цієї мети вважаю такі методи: спостереження, дослідницько–пошукова діяльність. Все частіше ставлю учнів у позицію дослідника, вчу спостерігати та аналізувати.

Працюючи над обраною темою, я переконався, що навчання і справді не може існувати без постійного навчального спілкування, під час якого учень сам починає активно діяти. Необхідність такого спілкування випливає з природи пошуков діяльності. З цією метою поряд з технологією проблемного навчання використовую та поєдную ще декілька інноваційних технологій: формування творчої особистості, критичного мислення, проектної технології, інтерактивного навчання, які розширюють кругозір учнів, розвивають їхні дослідницькі вміння та пошукову діяльність. Упровадження інтерактивних методів дозволяє мені створювати атмосферу співробітництва, взаємодії. Під час спільної роботи в групах, парах мої учні  вчаться бути демократичними, критично та логічно  мислити, приймати спільні  та правильні рішення.

Використання різних форм і методів роботи підтримує увагу школярів на достатньо високому рівні, що дозволяє говорити про розвивальну ефективність уроку. Таким чином, вцілому  інтегровані уроки знижують стомлюваність, знімають перенапругу дітей, створюють комфортні умови навчання, за яких учень відчуває свою успішність, інтелектуальну спроможність. З цією метою вживаю такі інтерактивні прийоми:«Експрес – опитування». Використовую завдання типу «продовжити речення», «заповнити таблицю», «намалювати діаграму», «скласти схему», «Спостереження», «Ажурна пилка», «Мікрофон».

Виховати творчу особистість, гармонійно розвинену, активну, яка буде здатна навчатися протягом життя, вміти застосовувати знання в певних ситуаціях- ось ті завдання які я ставлю перед собою на кожному уроці фізики. Викладаючи свій предмет, велику увагу приділяю  розвитку творчих здібностей школярів, створюючи для цього на заняттях атмосферу зацікавленості. Під  моїм керівництвом учні включаються в пошук істини і досягають її розкриття власними зусиллями, працею, тобто вчаться мислити. Важливим аспектом в реалізації проблемного методу навчання,  вважаю, є розв’язання тієї чи іншої задачі шляхом узгодження її з життєвою необхідністю, науковою, технічною і виробничою задачею, що випливають із об’єктивної логіки предмета і життя.

На сучасному етапі є сенс говорити також про проблемно-інтегративний під­хід до вивчення фізики, розглядаючи технології навчання в сучасній школі. Під проблемно-інтегративним підходом до на­вчання фізики розуміємо особливий вид взаємодії вчителя та учня, коли учитель організовує та спрямовує самостійну пошукову роботу учнів на опрацювання системи взаємопов'язаних внутрішньо - та міжпредметних навчальних проблем в умовах цілеспрямованого навчання процедур вису­вання, аналізу та доведення гіпотез. Отже, за своєю природою проблемно-інтегрований підхід є технологічний, оскільки його реалізація передбачає чітку постановку навчальної мети і завдань, гнучке й поетапне керування та організацію пізнавальної діяльності учня на основі оперативного зво­ротного зв'язку.

У процесі навчання будь-яка проблемна ситуація реалізується у вигляді конкретної навчальної проблеми. Під навчальною проблемою розуміють форму практичної реалізації проблемної ситуації міжпредметного харак­теру, що виникає в предметному навчанні. Розв'язання такої проблеми спонукає учнів до внутрішнього та міжпредметного синтезу знань і способів дії з метою засвоєння нових понять та нових способів діяльності.

Розглянемо систему поетапної організації проблемно-інтегратив­ного навчання фізики:

1.  етап підготовки учнів до сприйняття навчальної проблеми: актуалізація знань учнів, осмислення ними проблемної ситуації, початок самостійного пошуку;
2.  етап створення проблемної ситуації шляхом виявлення певно­го протиріччя у змісті матеріалу, на основі внутрішньо предметної та міжпредметної інтеграції знань учнів і способів їхніх дій; результатом ви­явленого протиріччя є постановка конкретної навчальної проблеми;
3.  етап формування проблеми передбачає розкриття учнями або вчите­лем предметного характеру протиріччя;
4.  методологічна основа етапу розв'язання проблеми — принцип висування гіпотези та складання плану перевірки її істинності або по­милковості;
5.  етап творчого застосування набутих знань і способів дій, які стають основою подальшого навчання, способом розв'язання творчих завдань.

 Організовуючи проблемно – інтегративне навчання з фізики спираюся на основні вимоги до проблемних ситуацій:

• проблемна ситуація повинна бути такою, щоб уже її первинний аналіз зумовлював у школярів відчуття інтелектуального напруження й вод­ночас майбутнього успіху, щоб не лише виникало протиріччя, а й була можливість його розв'язати (при цьому необхідно дотримуватись принци­пу доступності);

• проблемна ситуація повинна містити елемент нового, цікавого для учнів, що спонукатиме їх до активної пізнавальної діяльності. Інтерес до розв'язання проблемних ситуацій виникає за умови їх розмаїття за змістом і формою постановки та розв'язання.

Я, як педагог, з 20 –літнім стажем можу упевнено говорити про доцільність використання проблемних ситуацій, як основного чинника формування ключових компетентностей учнів на уроках фізики під час:

• вивчення нового матеріалу;

• проведення демонстраційного та фронтального експерименту;
• розв'язування фізичних задач різних типів;
• виконання учнями домашніх робіт.

Розглядаючи організацію у проблемному навчанні з фізики, можу запропонувати таку структуру діяльності вчителя та учнів:

 

 

 

 

 

 

 

 

У процесі своєї роботи на уроках використовую відповідні способи ство­рення проблемних ситуацій:

• ситуації несподіванки;
• ситуації припущення;
• ситуації конфлікту (або невідповідності);
• ситуації заперечення;
• ситуації невизначеності.

Ситуацію несподіванки створюю під час ознайомлення учнів з явищами, фактами, висновками, які можуть здивувати учня, вважати­муться парадоксальними, захоплюють своєю незвичністю. Таку ситуацію можна створити завдяки цікавим дослідам, вдало дібраним з різних тем курсу фізики. Наприклад, тиск рідини, сполучені посудини, капілярні яви­ща, оптичні явища, явище електромагнітної індукції тощо.

Основою для створення такої ситуації можуть слугувати описи явищ природи: природні катаклізми і фізичні процеси (урагани, землетру­си, цунамі, виверження вулканів), географічні процеси (вивітрювання, розтріскування гірських порід, зміна течії річки), біологічні явища (зміна кольору шкіри, пристосування до умов існування, надчутливість тварин до певних діапазонів звукових хвиль тощо)-.

Під час вивчення електрики в учнів формую уявлення про те, що для виникнення струму потрібне джерело, наприклад, гальванічний елемент. Вивчаючи тему «Електромагнітна індукція», учні спостерігають дослід з рухом провідника в магнітному полі, який доводить, що можна отримати струм у провіднику й без відомих їм джерел струму (гальванічних елементів і акумуляторів). Постає проблемне запитання: «Чи можна отри­мати струм у провіднику без відомих вам джерел струму?» Тоді проблему порушую з метою підвищення інтересу школярів до вивчення фізики, активізації їхнього мислення у процесі засвоєння нового матеріалу.

Ситуацію припущення створюю в тих випадках, коли під час вивчення будь-якого явища, закону, теорії з'являється розбіжність із набутими знаннями (зокрема й з інших предметів) або коли необхідно до­вести справедливість певної тези.

Моя роль як учителя фізики полягає у формулюванні проблеми, керуванні процесом її обговорення, дослідження. Способи доведення отриманого результату: постановка досліду, відтворення явища та спостереження за ним, форму­лювання закону, конкретного випадку, в якому він виявляється.

Ситуація конфлікту (або невідповідності) може виникнути за наявності певних протиріч:

• між можливим теоретичним способом розв'язування завдання, який знайшли учні на основі своїх знань, та неможливістю його практичного застосування;
• між практично отриманим результатом і браком знань з предмета для його теоретичного обґрунтування;
• між науковими знаннями та життєвим і побутовим досвідом учнів, їхнім уявленнями про предмет, явище, фізичний процес тощо.

Наприклад, життєвий досвід переконує учнів, що 1 + 1 = 2 незалежно від того, що додається (тіла, числа, об'єми тощо). Починаючи урок з теми «Будова речовини», можна нагадати учням про це твердження, а потім по­казати наступний дослід: у мензурку наливаємо води до половини її висоти (воду краще підфарбувати або верхній рівень позначити на мензурці кольо­ровою стрічкою). Потім наливаємо спирт, верхній рівень також маркуємо стрічкою. Перемішую рідини, фіксуємо, що загальний об'єм рідин мен­ший за їхні окремі об'єми. Можу запропонувати учням домашнє завдан­ня: виконати аналогічний дослід із склянками гороху та пшона, розв'язати проблемну ситуацію.

Наприклад, діти не розуміють, чому тіла різної маси падають з одна­ковим прискоренням. Щоб довести це твердження, виконую дослід з трубкою Ньютона, в результаті якого вони переконуються, що при­скорення вільного падання не залежить від маси тіла.

Ситуацію заперечення створюю у випадку, коли учням про­поную спростувати антинауковий опис явища, висновок. Наприклад, вибухи космічних кораблів у фільмі «Зоряні війни» не можуть супроводжуватися гучним шумом, тому що звук у вакуумі не поширюється, а цілі острови не можуть висіти у повітрі, навіть, якщо в їх складі є високий вміст вигаданої надпровідної речовини – анобтаніуму, тому ще це суперечить законам гравітації (один із сюжетів фільму «Аватар») .

Ситуація невизначеності створюю тоді, коли учням пропоную завдання з неповними або із зайвими даними. За таких умов учень повинен визначити, які дані є зайвими для розв'язання, або накласти певні умови (створити певну модель) на завдання, щоб отримати конкретний результат.

Під час розв'язування фізичних задач необхідне систематичне засто­сування творчих задач і задач-проблем. Розрізняють певні види проблемних задач з фізики: розрахункові, якісні, графічні, експериментальні задачі; задачі-малюнки; задачі-оцінки тощо. Основне призначення задач-проблем — розвиток розумових здібностей учнів у процесі са­мостійного (або в групі) їх розв'язання.

Творча задача — це задача, в якій відсутні дані, необхідні для без­посередньої або опосередкованої підказки ідеї розв'язання. Учні можуть успішно розв'язувати її після того, як вони достатньо добре засвоять матеріал теми та набудуть певних навичок розв'язування типових задач. Творчі задачі доцільно застосовувати на етапі узагальнення та систематизації знань або на підсумкових уроках з теми.

Як правило, пропоную учням завдання, в яких помилки неможливі. Внаслідок цього у школярів формується абсолютна довіра до повідомлень, вказівок, завдань, що дає учитель. Щоб цього уникнути, необхідно розвивати у дітей здатність до аналізу, вміння знаходити помилки та обґрунтовувати їх. Ці навички необхідно прищеплювати поступово: спершу навчити визначати повідомлення, в якому є помилка, потім добирати аргументи, що спростовують помилки, розгорнуто й по­слідовно формулювати спростування. Вчитель може застосовувати різні засоби для пошуку помилок, наприклад, взаємоперевірку, рецензування, диспут тощо.

Якщо навчальна проблема природним шляхом пов’язана з матеріалом, який вивчається, то учневі стає зрозумілим, що знання є невід’ємною частиною існування людини і, зокрема, його особисто.

Наприклад, під час вивчення теми «Електромагнітна індукція» в 11 класі учням демонструється серія дослідів із падінням  невеликого магніту розміром з пігулку через 3 трубки довжиною близько 50 см кожна: пластикову, алюмінієву і мідну. Учні помічають значну затримку із проходженням магнітом алюмінієвої, а, особливо, мідної трубок порівняно із вільним падінням через пластикову.  Очевидною є проблема, що затримує магніт в трубках із кольорових металів, адже магнітної взаємодії між ними не існує? Поступово підводжу учнів, до думки, що при падінні магніту в алюмінієвій трубці виникає змінне магнітне поле, яке породжує коловий індукційний струм, який, в свою чергу, викликає появу власного магнітного поля. «Суперечка» цих двох  полів й призводить до, здавалося б, очевидного порушення законів гравітації. Паралельно учні дізнаються, що на індукційний струм поширюються ті ж самі закони, що й на струм постійний. Зокрема, порівнюючи час затримки магнітів у металевих трубках, робимо висновок, що індукційний струм у мідному провідному контурі більший ніж в алюмінієвому, тому що питомий опір міді менший ніж алюмінію.   

Проблеми повинні бути посильними, спиратись і на досвід, і на знання, які вже має дитина, спрямовувати її думку в русло знань, які потрібні для розв’язання проблеми, мати логічний зв’язок з раніше вивченим матеріалом, бажано використовувати елементи новизни, цікавості.

Готуючи питання проблемного характеру,  дотримуюсь таких вимог та формую самоосвітню компетентність учнів, а саме:

* орієнтую школярів на висловлення власної думки, міркувань, припущень;

* домагаюсь  самостійних відповідей, використовуючи вивчений матеріал або спираючись на знайомий матеріал;

* схиляю учнів до аналізу дослідів, порівнянь, зіставлень, розкриття зв’язків, висновків і узагальнень. 

Наприклад, учням пропоную такі питання:

10-й клас. «Кипіння». «Що станеться з невеликим об’ємом рідини в умовах вакууму?» (Вона закипить, при цьому сама в себе відбере енергію, а від так, частина її кристалізується).

8-й клас «Тиск». «Чому гуси і качки проходять болотом легко, тоді як курям це зробити значно важче?» (У них різна площа лап).                                   

8-й клас (з 2016р.). «Дифузія». «На цукрових заводах дрібно нарізані цукрові буряки завантажують у спеціальні апарати для промивання гарячою водою, яка виходить із апаратів збагачена цукром. У чому причина цього способу виробництва цукру?»

9-й клас «Електричний опір».  «Як пояснити, що під час проходження струму провідникам мережі вони майже не нагріваються, а волосок лампочки сильно розжарюється, хоча сила струму у волоску і провідниках однакова?» (Різний питомий опір матеріалів, а головне – площа поперечного перерізу волоска в рази менша ніж у провідника).

11-й клас «Електроємність». «Уявіть собі кулю радіусом 11 радіусів Сонця. А ось цей пристрій називається іоністор або суперконденсатор. Що може об’єднувати такі різні за розміром тіла?» (І одне й інше тіло може накопичити заряд еквівалентний ємності в 1 Фараду: в першому випадку вільним способом, а в іншому примусовим, завдяки використанню органічних електролітів).

Така постановка питання створює проблемну ситуацію. Учні під моїм  керівництвом або самостійно аналізують раніше опанований навчальний матеріал, відшуковують відповіді для розв’язання поставленої проблеми та формулюють обґрунтовані висновки. Найкращий спосіб для досягнення результату – інтерактивна вправа «Мозковий штурм».

Дотримання принципу опори на життєвий досвід дитини дозволяє учневі в процесі власної діяльності, знаходити шляхи розв’язання проблеми.  

Наприклад, перевіряючи та оцінюючи знання учнів після вивчення теми “Випаровування”, можна поставити учням питання: ”Вода володіє більшою теплоємністю, ніж спирт або ефір. Чому ж ефір більше охолоджує руку під час випаровування, ніж вода? Чому виникнення туману затримує зниження температури повітря?” Такі запитання активізують мислення учнів і підвищують ефективність даного етапу уроку.

   Переважна більшість моїх вихованців, учнів 7-8 х класів,  вперто вірять в те, що олія густіша за воду. Не втомлююся з року в рік під час вивчення теми «Густина речовини» повторювати дослід, що доводить зворотнє. Використовую спиртовий розчин олії (хлорофіліпт). Відразу ж пропоную учням поміркувати, чи може бути утворена плівка як завгодно тонкою? Таким чином, підводжу учнів до формування уявлень про розмір атома. Паралельно з’ясовуємо екологічні аспекти розливу нафти в морях і океанах.

Ще одна хибна думка, поширена серед учнів, стосується дії архімедової сили. Учням важко зрозуміти, що чим більш об‘ємним буде тіло, тим стійкіше воно на воді. В їх уяві великих розмірів корабель потоне швидше, ніж звичайний металевий човен. Для спростування цього припущення проводжу демонстрації із двома саморобними човниками. Чітко помітно, що тіло більших розмірів достатньо великої площі витісняє більший об’єм рідини ніж малих, а отже, більш «впевнено» почуває себе на воді.

Чи можна, прикладаючи силу 4 Н підняти вантаж масою 600 г? Учні розмірковують, що для підняття такого вантажу потрібно прикласти силу 6 Н. Отже, описана ситуація неможлива. Склавши систему рухомий – нерухомий блок, протягую мотузку, з’єднану на одному кінці з вантажем масою 600 г, на іншому – із динамометром. Піднімаючи вантаж учні експериментально переконуються в тому, що потрібна для виконання даної роботи сила значно менша ніж 6 Н, про що свідчать покази динамометра. Таким чином, учні 7-8 класів знайомляться з простими механізмами, що дають виграш в силі.

Невичерпним джерелом для створення проблемних ситуацій є історичні матеріали з фізики. Вдало підібрані історичні факти цінні на уроках тим, що саме вони формулюють світогляд у дітей, сприяють розвитку зацікавленості до вивчення фізики.

Виявляється, що у 1889 році Д.Менделєєву як подяку за відкриття періодичної системи хімічних елементів подарували нагороду у вигляді терезів, одна шалька яких була виготовлена із золота, а інша була набагато більших розмірів та зрівноважувала першу. Формулюю проблемне питання: з якого металу була виготовлена друга шалька? Учні дискутують та приходять до висновку, що це алюміній. Виявляється у ті часи за своєю складністю добування він був не менш цінний ніж золото. В наш час, завдяки електролізу, цей метал став найбільш поширеним і дешевим металом.(Доцільно використати при вивченні теми «Застосування електролізу у промисловості» у 9 та 11 класах).

У 1831 році М.Фарадей відкрив явище електромагнітної індукції. Він не надав йому особливого наукового значення і на запитання: «Де можна його використати у майбутньому?» відповів, що у майбутньому за допомогою його відкриття виготовлятимуть цікаві іграшки для дітей». Як би він зміг побачити, що відкрите ним явище є основою для вироблення індукційного струму, то, напевно, він був би дуже гордий за своє відкриття. Даний історичний факт можна використати під час вивчення теми «Електромагнітна індукція» у 9 чи 11 класах.

 Французький учений А.Беккерель був родом із родини священнослужителів,  у спадок від діда йому перепав металевий хрест із вкрапленнями солей урану. Пізніше, саме цей знак став підтвердженням явища радіоактивності. Напевно, цей символ має певний сакральний зміст як нагадування про велику відповідальність, яку має нести людство, отримавши в руки таку безмежну енергію. Даний історичний факт можна використати під час вивчення теми «Радіоактивність» у 9 чи 11 класах.

Ще одним джерелом для створення проблемних ситуацій є міжпредметні зв’язки.

Приклад з літератури: герой роману О.Беляєва «Людина-амфібія» розповідає: «Дельфіни на суші значно важчі, ніж у воді. Взагалі у вас тут все важче, навіть власне тіло». Пропоную  учням спростувати або підтвердити думку автора роману. В результаті полеміки народжується ідея про визначальну роль архімедової сили на тіла, занурені в рідину. Отже, автор був правий. (8 клас, «Архімедова сила»).

Приклад з математики: чи впливає швидкість руху танка на дальність пострілу з нього? Наслідком розв’язування системи тригонометричних рівнянь є встановлення висновку про те, що снаряд досягає однакової відстані з рухомого і нерухомого танка, якщо дуло встановлено під одним і тим самим кутом.(10 клас, «Рух тіла під кутом до горизонту»).

 Приклад з астрономії та географії: чому всі найбільші космодроми світу збудовано поблизу екватора? Яке значення має розміщення космодрому до вартості космічних польотів? Пропоную учням, використавши знання з курсу географії, пригадати, яку форму має наша планета? Чи є вона ідеально – круглою? Учні пригадують, що форма Землі – це геоїд, тобто наша планета сплюснута біля полюсів і розширена на рівні екватора. Проаналізувавши формулу І космічної швидкості, приходимо до висновку, що чим більший R_Землі , тим меншою є ця швидкість, а, отже, дешевшими є польоти в космос.

 Потужнім засобом впливу на підвищення пізнавальної активності учнів, у тому числі й на створення проблемної ситуації, є демонстраційний експеримент. Напевно, це – найцікавіша частина уроку для учнів. Матеріал, поданий словесно чи навіть за допомогою слайдів не може відтворити живу картину демонстраційного експерименту. Я вважаю, що урок, який у межах шкільної програми відбувся без демонстрації, неповноцінний, якщо в учителя була така можливість. Демонстраційний експеримент є змістом вивчення предмету фізики і   одним  із  найефективніших методів. Проблемна ситуація, яка створюється за допомогою експерименту, сприяє підвищенню активності розумової діяльності учнів. Тому дану можливість я використовую для того, щоб розв’язання проблеми набувало дослідницького характеру.

Виконання завдань дослідницького характеру в процесі проблемного навчання забезпечує формування в учнів дослідницьких умінь і навичок. Я вважаю, що найбільш ефективною формою роботи в цьому напрямку є домашній експеримент. Велика кількість таких завдань міститься в кінці кожної лабораторної роботи (А.Трофімчук, Я.Левшенюк. Зошит для лабораторних робіт 7-11кл). Вважаю ці дослідницькі завдання доступними, цікавими і такими, що сприяють посиленню інтересу до вивчення фізики. Наприклад, для учнів 7 класу пропонується оцінити густину господарського мила; для учнів 10 класу пропонується оцінити площу столу, маючи в розпорядженні черевик зі шнурівками та знаючи свій пульс у спокійному стані.

Під час створення проблемних ситуацій не менш важливе значення, ніж інші, мають мультимедійні засоби навчання. Проте ніякі ІКТ технології ніколи не замінять живого експерименту. Проблемні ситуації можуть створюватися й на основі презентацій до уроків. Наприклад, під час  вивчення теми «Механічний рух» в якості навчального проекту учні визначали, чи не порушують правила дорожнього руху водії поблизу школи. Для цього вони фіксували час руху автомобіля на певній ділянці шляху. Створювали діаграми на слайдах, які засвідчили, що більша кількість водіїв проїжджали повз школу з перевищенням швидкості. Вважаю цю роботу прикладом практичного втілення дослідницьких вмінь і навичок. Завдяки  впровадженню ІКТ технологій до учня можна краще донести зміст природи фізичних явищ. Накопичений досвід дозволяє зробити висновок про те, що проблемне навчання може запроваджуватися на всіх етапах уроку: і в процесі повторення навчального матеріалу, і під час закріплення, і на момент пояснення домашнього завдання. Якою б складною не була тема уроку, на ньому завжди знайдеться місце для релаксації з елементами жарту та гумору. Для цього у своїй діяльності постійно маю на озброєнні дотепні фізичні анекдоти, цікаві історії з життя видатних вчених-фізиків, ребуси, загадки. Як приклад, вивчаючи у 9 класі питання визначення заряду електрона, учні дізнаються, що Роберт Міллікен був надзвичайно балакучою людиною. Його колеги, жартуючи, запропонували ввести одиницю балакучості – «кен». ЇЇ тисячна частка «мілі», мала би відповідати балакучості цього вченого.

Основна складова уроку, де використання проблемного навчання є найбільш ефективним, –  це етап опанування нового навчального матеріалу.

Набутий досвід використання проблемних ситуацій показує, що не слід на кожному уроці штучно створювати проблемну ситуацію.

Перед вивченням нового навчального матеріалу спочатку можна створити проблемну ситуацію як  мотивацію, а потім оголосити тему уроку, тобто після постановки проблеми або її розв’язання.   

  Значну увагу  приділяю  визначенню форм взаємодії вчителя й учнів, добору таких методів роботи, які роблять процес навчання осмисленим, сприяють   формуванню й розвитку в учнів критичного мислення, бажання вчити­ся, самоосвіті й самореалізації школярів.

У повсякденній практиці роботи я постійно ефективно використовую сучасний фізичний кабінет, який на 100% оснащений мультимедійною та комп’ютерною технікою, обладнанням для виконання експериментальної частини навчальної програми з фізики. Це сприяє кращому засвоєнню навчального матеріалу, умінню школярів оперувати набутими знаннями, поєднуючи вдало теорію з життєвою практикою у процесі вивчення основ фізичних наук, проведенню фізичного експерименту.

Велику увагу на уроках фізики я також приділяю особистісно-орієнтованому навчанню – способу організації навчання, у процесі якого забезпечується всебічний розвиток можливостей і здібностей учнів, створюються необхідні умови для розвитку їхніх індивідуальних здібностей.

Мета такого навчання – створення умов для забезпечення власної навчальної діяльності учнів і розвитку індивідуальних особливостей кожного. Організація особистісно-орієнтованого уроку полягає не тільки у створенні педагогом творчої атмосфери, а й у постійному залученні суб’єктивного досвіду учнів як досвіду їхньої особистої життєдіяльності.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Розробки уроків, що ілюструють використання технології проблемного навчання на уроках фізики на основі компетентісного підходу, які надруковані у фахових журналах «Фізика у школах України»

у 2016 та 2017 роках.

 

Урок фізики в 7 класі.

Тема. Явище інерції. Інертність тіла. Маса тіла.

Мета.

Навчальна:  сформувати в учнів поняття про явище інерції як наслідок прояву фундаментальної властивості всіх тіл – інертності; продовжити формування знань про масу тіла на основі вчення про інертність.

Розвивальна:  удосконалювати вміння встановлювати причинно-наслідкові зв’язки, аналізувати спостережувані явища природи; розвивати творчу активність та пізнавальні інтереси учнів.

Виховна:  виховувати інтерес до пізнання природи; обґрунтувати необхідність безпечного поводження на дорозі, під час заняття спортом, у побуті.

Основні терміни і поняття: взаємодія тіл, інерція, інертність, маса, одиниці маси, еталон маси.

Обладнання:   візки легкорухомі, лінійка металева (зігнута), нитка, сірники, тягарці, дві металеві кульки різної маси, похилий жолоб, терези в комплекті, ваги електронні, комп’ютер, мультимедійна дошка.

Учні повинні

знати:  визначення термінів «інерція», « інертність», «маса тіла»; основну та позасистемні одиниці маси;

уміти:  розпізнавати в наведених прикладах явище інерції, перетворювати одиниці маси, використовувати терези для визначення маси тіл.

Тип уроку:  засвоєння нових знань.

Методи:  словесні – розповідь, пояснення, бесіда; наочні – досліди із візками, металевими кульками, демонстрація слайдів, показ відео фрагменту.

Методичні прийоми:  логічні – постановка проблеми, створення ситуації несподіванки; інтерактивні – робота в малих групах, показ результатів групової роботи учнів, формулювання висновків.

Хід уроку

 

1. Організаційний етап.

Привітання учнів, перевірка їх готовності до уроку.

 

2. Актуалізація опорних знань.

Сьогодні на уроці ми будемо говорити про всім знайому нам фізичну величину – масу та одиниці її вимірювання. Кожен із нас знає масу свого тіла, хоча б один раз купував у магазині певну масу якогось продукту, чув про масу автомобілів, танків, літаків тощо.  Спробуємо пригадати, що ми знаємо про масу із уроків природознавства.

3. Мотивація.

   Виявляється, щоб дізнатися, як у фізиці вводиться величина маса, нам доведеться познайомитися з одним дуже поширеним у повсякденному житті явищем та властивістю, яка є невід’ємною для всіх тіл.

    Створення проблемної ситуації. Багатьом з вас, напевно, відома фраза із х/ф «Діамантова рука», розіграна легендарним Юрієм Нікуліним: «Йшов. Посковзнувся. Впав. Втратив свідомість. Прийшов до тями – гіпс!!!»

Чому ж людина наступивши на шкірку з кавуна чи банана, втрачає рівновагу і досягає поверхні всім нам відомою частиною тіла?

    Розглянемо іншу ситуацію: людина спіткнулася.

    Що спільного, і в чому відмінність між наведеними прикладами?

   Погодьтесь, що майже кожен із нас побував у подібних ситуаціях і прийшов час дізнатися як називається явище, що призводить до таких і подібних наслідків.

4. Вивчення нового навчального матеріалу.

   Оголошується тема уроку.

   Розглянемо поведінку двох однакових візків, між якими розміщено пружину, роль якої виконує зігнута сталева лінійка зв’язана ниткою.  Перепалимо нитку. Візки роз’їхалися на приблизно однакову відстань. Повторюємо дослід, навантаживши один із візків. Результат очікуваний: легший візок від’їхав далі, навантажений  -  ближче.

   Робимо важливі висновки:

а) рух тіл можливий лише внаслідок взаємодії двох тіл або частин одного тіла;

б) маса тіл певним чином впливає на ступінь взаємодії між ними.

   Явища, які ми щойно спостерігали отримали у фізиці назву інерції.

   Дамо означення явищу.

   Інерція – це явище збереження швидкості тілом при відсутності дії на нього інших тіл.  Окремим випадком інерції  розглядають явище збереженням тілом стану спокою при спробі зрушити його з місця.

   Цікава історія походження терміну «інерція» (лат. іnertia) від iners -  безталанний. У Стародавній Греції людина від народження вважалася обдарованою, тобто володіла одним із семи видів мистецтва. Людей, у яких був відсутній інтерес до культури називали інертними.

Повернімось  до наших  ситуацій, розглянутих вище. Спробуємо проаналізувати, чому ми падаємо? Очевидно, що наше тіло більш інертне ніж ноги: у першому випадку воно не встигло набрати швидкості ніг, а в другому – не встигло зупинитися і рухалось далі за інерцією.

В земних умовах тіло, як правило, не може довго зберігати свою швидкість. Причина цього – явище тертя, тобто контакту із зовнішніми чинниками. А якби можна було уникнути дії цих чинників, як довго могло  рухатися тіло? Відповідь на це запитання можна знайти, вивчаючи рух двох космічних кораблів «Вояджер - 1» і «Вояджер - 2», запущених для дослідження планет Сонячної системи у далекому 1977 році. Двигуни цих апаратів припинили свою роботу через 10 - 15 хвилин  після старту, розвинувши при цьому швидкість приблизно 11 км/с. Далі вони продовжили свій рух по Сонячній системі з цією швидкістю, рухаючись за інерцією. За кілька років «Вояджери» досягнули планет Юпітер і Сатурн, провели їх дослідження, передали на Землю безліч безцінної інформації і продовжили свій рух у безкінечність. У 2013 році з’явилася інформація, що обидва космічні кораблі залишили межі Сонячної системи. Енергії передавача на їх борту вистачить до 2025 року. Скоро людство назавжди втратить з ними зв’язок. Але, чи означатиме це, що й кораблі зникнуть також? Звичайно ж ні! Рух цих космічних мандрівників триватиме доти, доки вони не провзаємодіють з іншим тілом (зорею, планетою, зорельотом інопланетян). Отже, розсудіть і ви тепер двох учених: давньогрецького Аристотеля та італійця Галілея, які на питання: «Що необхідно для того, щоб швидкість тіла була незмінною?» - дали абсолютно протилежні відповіді. Аристотель: «Тіло потрібно штовхати». Галілей: «Тілу не потрібно заважати».

Наведений приклад переконливо свідчить, що інерція – практично вічне явище, якщо на тіло не діють інші тіла.

Явище інерції є наслідком  фундаментальної властивості всіх тіл – інертності.

Інертність -  це властивість тіл по різному змінювати свою швидкість при взаємодії.

Одні тіла більш інертні, їм складніше змінити свою швидкість, інші тіла легше змінюють свою швидкість,а отже,і менш інертні.
   Створення проблемної ситуації: я думаю, що прийшов час дізнатися нарешті від чого залежить інертність тіла. В результаті полеміки клас приходить до думки, що такою фізичною величиною є маса тіла.

Маса – міра інертності тіла.

Все у Всесвіті від атома до галактики має масу. Що б не відбувалося з тілом – рухається воно чи перебуває у спокої, знаходиться на Землі чи в космічному просторі – його маса, поки воно залишається єдиним цілим, не змінюється.

Вводиться одиниця вимірювання маси в СІ – 1 кг. Еталоном цієї величини є циліндр висотою і діаметром 3,9 см, до складу якого входить 90% Платини та 10% Іридію. Зразок зберігається у Міжнародній палаті мір і ваг, що знаходиться в місті Севр поблизу Парижа . Ця величина в Міжнародній системі одиниць визначена як маса 1дм³  води при температурі 4 ⁰С. До сьогоднішнього дня 1 кг залишається єдиною серед семи основних фізичних величин, розмірність якої, визначена як артефакт, тобто як така, що безнадійно застаріла у своєму тлумаченні. У 2016 році група німецьких вчених планує створити новий еталон 1 кг. Це буде сфера, що складатиметься із 50 септильйонів ( 10²⁴ ) атомів  Si-28.  Між іншим, маса кожного із «Вояджерів» становить 722кг!                                                             

5.     Закріплення вивченого.

Для закріплення вивченого матеріалу, традиційно, звертаємось до  «Збірника задач  7  клас. А.Трофімчук,  Я. Левшенюк». Для цього клас об’єднується  в міні-групи по 4-5 учнів. Кожній групі пропонується по одній із якісних задач: № 126,129,133,134,141. На роздуми  відводиться  одна хвилина. Застосувавши прийом « Мозковий штурм », діти висловлюють свої бачення запропонованих питань. Вибранні з числа кращих учнів – капітани команд, озвучують версію своєї групи. Відбувається жвава дискусія. Учитель визначає найбільш змістовну відповідь групи.

 

6. Підсумки уроку.

   Сьогодні на уроці ми спільними зусиллями спробували отримати відповідь на питання, що таке явище  інерція ; зрозуміли, чим вона відрізняється від інертності; отримали відповідь на питання, що таке 1 кг. Знання отримані сьогодні на уроці, стануть в край необхідними вам на подальших уроках фізики.

 

Домашнє завдання.

   Опрацювати записи в зошиті; дати відповідь на запитання прав №125,131,137,142; навести власні приклади інерції; експериментально перевірити завдання №128.

 

 

 

 

Урок фізики в 10 класі

Тема. Сили тертя. Коефіцієнт тертя ковзання. Лабораторна робота № 5 «Вимірювання коефіцієнта тертя».

Мета.

Навчальна: продовжити формувати знання учнів про силу тертя (її природу, напрями дії, формулу, способи вимірювання) та її різновиди, залежність сили тертя від сили тиску.

Розвивальна: на прикладах практичного використання  розглянути способи змен­шення й збільшення сили тертя; розвивати логічне мислення, практичні навички.

Виховна: виховувати інтерес до виробничих професій.

Основні терміни і поняття: сила тертя, тертя спокою, коефіцієнт тертя ковзання.

Обладнання: демонстраційний трибометр, брусок дерев’яний, набір тягарців, динамометр, наждачний папір, скляна поверхня, комплекти обладнання для проведення лабораторної роботи, проектор, комп’ютер, мультимедійна дошка.

Учні повинні

знати:визначення  терміну сили тертя, фізичний зміст коефіцієнта тертя ковзання, його залежність від площі поверхні стичних тіл, ступеня обробки поверхні, наявності змащення;

уміти:експериментально визначати коефіцієнт тертя ковзання, будувати графіки залежності одних фізичних величин від інших, обчислювати абсолютну і відносну похибки вимірювань.

Тип уроку: удосконалення знань і вмінь.

Методи: словесні – розповідь, пояснення, бесіда; наочні – демонстрація; експериментальні – виконання лабораторної роботи.

Методичні прийоми: логічні – постановка проблеми, створення ситуації припущення; технічні – виконання завдань лабораторної роботи , побудова графіка, обчислення похибок.

Хід уроку

1.     Організаційний етап.

   Привітання класу, створення робочої атмосфери.

2.     Перевірка домашнього завдання.

   На попередньому уроці ми проводили лабораторну роботу «Вимірювання коефіцієнта жорсткості». Проводиться короткий аналіз помилок . На прикладі роботи біля дошки одного з учнів класу, вказується на недоліки побудови графіків, обчислення похибок. Оголошується, що сьогодні нас знову чекає експериментальна робота, але, на відміну від попереднього уроку, ми будемо працювати з приладами у другій його половині, а всі теоретичні розрахунки ви проведете вдома.

3.     Актуалізація опорних знань.

Із поняттям тертя ми знайомі давно. Ця тема достатньо повно вивчалася у 8 класі. Давайте пригадаємо, що залишилося в нашій пам’яті із знань про цю силу.

4.     Мотивація.

Ми з вами розглянули вже дві механічні сили: силу пружності і силу тяжіння, дали їм характеристику. Залишилася ще одна – це сила тертя. З тертям ми зіштовхуємося на кожному кроці. Правильно було б сказати, що без тертя ми й кроку ступити не можемо. Тертя може бути корисним і шкідливим, цю аксіому людина опанувала ще на зорі цивілізації. Адже два найголовніших винаходи – колесо й добування вогню – пов’язані саме із прагненням зменшити або збільшити ефекти тертя. Всім нам відомо, яку небезпеку несе із собою ожеледиця взимку на дорогах і  як легко рухатися на ковзанах по льоду.

5.     Вивчення нового навчального матеріалу.

А починаємо ми із 5-ти запитань Леонардо да Вінчі. У 1500 році цей вчений ставить свої досліди, намагаючись з’ясувати, від чого залежить значення сили тертя. Він проводить ті ж самі досліди, що й ми зараз із вами, а потім записує відповіді на поставлені ним самим же запитання.                 Отже:

1.     Чи залежить сила тертя від площі тіла? (не залежить).
2.     Чи залежить сила тертя від матеріалу поверхонь? (залежить).
3.     Чи залежить сила тертя від навантаження? (залежить).
4.     Чи залежить сила тертя від швидкості ковзання? (не залежить).
5.     Чи залежить сила тертя від якості обробки поверхонь? (залежить).

   Як бачимо, наші з вами результати цілком співпали із спостереженнями Леонардо. Труднощі у встановлені істини виникли хіба що в досліді №4. Також помічаємо, що найбільші значення динамометр фіксує в момент рушання тіла – сила тертя спокою.

Рух тіла в реальних умовах не може тривати нескінченно довго. Якщо штовхнути брусок, що лежить на столі, він набуде певної швидкості, але під час руху бруска його швидкість буде зменшуватися. Яка ж «невидима» сила гальмує брусок?  Це – сила тертя ковзання. Вона діє з боку стола й спрямована проти­лежно до руху бруска. Така сама  за модулем, але протилежно спрямована сила – теж сила тертя ковзання – діє на стіл з боку бруска.

Сила тертя ковзання – це сила, що виникає при русі одного тіла по поверхні іншого тіла.

Сила тертя ковзання завжди спрямована проти напрямку руху тіла, до якого вона прикладена. Необхідно відзначити, що при ковзанні одного тіла по поверхні іншого завжди виникає пара сил: одна сила прикладена до ковз­ного тіла й спрямована проти його швидкості, інша,  прикладена до поверхні, по якій тіло ковзає і спрямована проти першої сили ковзання.

Природа сили тертя

Сила тертя спокою виникає з двох причин.

1.         на шорсткуватих поверхнях існують нерівності. При спробі зрушити одне тіло відносно іншого ці нерівності зачіпаються одна за одну, у результаті чого виникають сили, подібні до сил пружності.
2.        якщо обидві поверхні ретельно відшліфовані, то при зіткненні поверхонь виникають сили міжмолекулярного притягання. Це може призвести навіть до прилипання поверхонь.

Сила тертя кочення

Випереджуючі завдання. Заслухаємо короткі повідомлення учнів про види сили тертя.

Сила тертя кочення. Візьмімо яку-небудь кулю або просто круглий олі­вець. Ці предмети рухаються від поштовху, звичайно, набагато легше, тому що вони вже не ковзають по поверхні стола, а котять­ся по ньому. І в цьому випадку, звичайно, теж виникає тертя. Але це вже інше тертя, і має воно іншу назву: тертя кочення.

Імовірно, тут і доводити не треба, що за тих самих умов тертя кочення завжди буде менше тертя ковзання.

Звичайне тертя кочення тим менше, чим твердіші поверхні дотичних тіл: тому, наприклад, сталева кулька довго котиться по склу. Ось чому рейки й колеса вагонів роблять зі сталі, а шосе роблять із твердим покриттям.

Сила тертя спокою

Якщо сила тяжіння не знає відпочинку, то сила тертя з’являється під час руху одного тіла по по­верхні іншого. Точніше, вона з’являється навіть трохи раніше – вже при спробі змусити одне тіло почати рух по поверхні іншого тіла.

Кожний знає, як важко зрушити з місця піаніно (див. ри­сунок). Яка ж сила врівноважує силу, що прикладається до піаніно?

Це – сила тертя спокою. Вона виникає при спробі зрушити одне з дотичних тіл щодо іншого й тому перешкоджає руху тіл одне щодо одного.

Якщо збільшувати прикладену до піаніно силу, ми все-таки зру­шимо його. Виходить, що сила тертя спокою не може перевищувати деяку «граничну» величину, що називається максимальною силою тертя спокою. Досвід показує, що максимальна сила тертя спокою трохи більше сили тертя ковзання, однак у багатьох задачах для спрощення ці сили вважають рівними.

Сила тертя спокою може набувати значень від нуля до .

Незважаючи на свою назву, сила тертя спокою часто приводить тіла в рух.

Наприклад, без цієї сили ми буквально й кроку не могли б сту­пити: роблячи крок, ми відштовхуємося від дороги саме за допомо­гою сили тертя спокою. Сила тертя спокою розганяє й автомобілі: з її допомогою колеса, що обертаються, відштовхуються від дороги.

Якщо по натягнутій струні скрипки провести смичком, то за рахунок сили тертя спокою струна буде смикатися ривками, почне коливатися й зазвучить.

     Способи зменшення й збільшення сили тертя

Що ж таке тертя? Чи не правда, це слово викликає уявлення чогось неприємного, несимпатичного; чогось такого, що невідомо звідки береться й для того тільки й існує, щоб ми його усували, долали?.. Коротше кажучи, викликає уявлення чогось надзвичайно зайвого.

В інтересах істини нам необхідно якомога скоріше позбутися цих помилкових уявлень. Оскільки тертя насправді існує не тільки для того, щоб додавати нам турбот і роботи; воно так само рятує нас від чималих турбот і часто полегшує нашу працю. Давайте уявімо собі, що тертя більше немає. Що тоді б відбулося? Та ми б не змо­гли з вами і кроку ступити, наші ноги всюди б так і роз’їжджалися, причому куди більше, ніж на гладкому льоду; а поїзд стояв би на колії – двигуни працювали б, а він не рушив би з місця; книга не змогла б утриматися на столі, та й стіл теж їздив би по підлозі. Ручка вислизала б у нас із рук, чаш­ка із чаєм – теж, цвяхи повилізали б зі стін, а гвинти – з гайок. Ми б не зуміли спорудити жодної будівлі, і вітер так і гуляв би повсюди, як у чистому полі. Навіть одяг тримається купи теж за допомогою тертя! І носити ми його можемо теж дякуючи силі тертя!

6.     Закріплення вивченого.

Сьогодні закріплення вивченого матеріалу проведемо у незвичний спосіб, виконавши експериментальну частину лабораторної роботи №5. На столах у вас знаходяться комплекти приладів. Переходимо до виконання роботи. Результати вимірювань та обчислень, побудову графіків ви проведете вдома.

7.     Підсумки уроку. Сьогодні на уроці ми закріпили свої знання про силу тертя, її види, прояви та способи зменшення або збільшення.
8.     Домашнє завдання.

Опрацювати §27. Зробити розрахунки коефіцієнта тертя ковзання за результатами вимірювань та обчислень, зробити висновки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Урок фізики в 11 класі.

Тема. Атомні й молекулярні спектри. Рентгенівське випромінювання. Застосування рентгенівського випромінювання. Спектральний аналіз і його застосування.

Мета.

Навчальна: ознайомити учнів з лінійчатими і молекулярними спектрами випромінювання; сформувати поняття про рентгенівське випромінювання як наслідок взаємного перетворення речовини і поля; ввести поняття спектрального аналізу та його значення у вивченні природи речовини.

Розвивальна: розвивати в учнів уявлення про практику як основу і мету пізнання; ознайомити учнів з роллю І.П.Пулюя у дослідженнях катодних променів.

Виховна: виховувати бажання пізнавати навколишній світ; продовжити формування світогляду старшокласників на основі уявлень квантової та         атомної фізики.

Основні терміни і поняття: спектри випромінювання і поглинання, рентгенівські промені, галузі застосування рентгенівського випромінювання, спектральний аналіз.

Обладнання: спектроскоп із набором спектральних трубок, шкала електромагнітних хвиль, проектор, комп’ютер, мультимедійна дошка.

Учні повинні

знати: визначення термінів « спектр випромінювання», «спектр поглинання»,  «рентгенівське випромінювання», «спектральний аналіз»,  способи утворення лінійчатих і смугастих спектрів;

уміти: класифікувати спектри по їх зовнішньому вигляду, встановлювати наявність хімічних елементів у суміші газів при наявності еталонних зразків спектрів.

Тип уроку: урок засвоєння нових знань.

Методи: словесні – розповідь, пояснення, бесіда; наочні – демонстрація спектроскопа та свічення спектральних трубок при пропусканні струму через них, продовження вивчення шкали електромагнітних хвиль, демонстрація слайдів.

Методичні прийоми: логічні – постановка проблеми, створення ситуації несподіванки; інтерактивна – гра «Чиста дошка» .

 

Хід уроку

1.     Організаційний етап.

Привітання учнів, перевірка відсутніх, наявність зошитів та підручників.

 

2.     Перевірка домашнього завдання.

Перевірку домашнього завдання проведемо у формі логічної гри «Чиста дошка». Я зачитую вам питання, на яке ви даєте відповідь, і, виходячи до дошки, знімаєте аркуш паперу, на якому вона вказана. Таким чином, після того, як я завершу читати питання наша дошка має бути чистою. Це означатиме, що ви правильно дали відповідь на всі поставлені запитання, а, отже, добре підготувалися до уроку.

1.  У 1897 році Дж. Томсон відкрив … (електрон).
2.  Модель атома Томсона називають інакше … (пудингова).
3.  Модель атома Резерфорда називають інакше … (планетарна).
4.  У 1909 році заряд електрона виміряв … (Р. Міллікен).
5.  Роль мішені в досліді Е. Резерфорда виконувала … (золота фольга).
6.  Доповнив планетарну модель атома у 1913 році своїми постулатами… (Н. Бор).
7.  У своїх дослідах Д. Франк і Г. Герц використовували … (пара ртуті).
8.  За допомогою формули Бальмера   визначають частоту

випромінювання спектральних ліній атома … (Гідроген).

9.  Серія в ультрафіолетовому діапазоні енергетичних рівнів атома Гідрогену  названа на честь … (Т. Лайман).
10. У стаціонарному стані електрон рухається по коловій орбіті радіусом r, при цьому енергію атом … (не випромінює).
11.  Під час переходу з вищих енергетичних рівнів на нижчі енергію атом …

 (випромінює).

12.   Під час переходу з нижчих енергетичних рівнів на вищі енергію атом …(поглинає).

 

3.     Актуалізація опорних знань.

Отже, як видно з перевірки домашнього завдання, основи атомної фізики ви засвоїли добре. Прийшов час удосконалити ці знання.

Виникає питання: «Чи не так само випромінюють світло атоми інших речовин, порядковий номер яких більший за одиницю?». Давайте пригадаємо з уроків фізики 9-го класу та курсу хімії, чим відрізняються між собою електронні оболонки різних хімічних елементів. (Учні висловлюють варіанти відповіді). Таким чином, більша кількість електронів на енергетичних рівнях атомів мала би урізноманітнити картину спектральних термів.

Метою нашого уроку буде переконатися у цьому припущенні та встановити інші закономірності, що виникають при перетворенні енергії на атомному рівні.

 

4.     Мотивація.

Створення проблемної ситуації. Напевно, ви звернули увагу на досить простий вигляд формули Бальмера:

Підставляючи у неї цілі числа, отримують частоти енергетичних рівнів атома!

Це виглядає неймовірно, з огляду на те, що Бальмер, будучи ідейним послідовником релігійної течії піфагорійців, доводив, що будь - яке явище природи можна описати за допомогою послідовності простих чисел. Одного дня, посперечавшись з Бальмером, його товариш, вчений Бішофф, запропонував йому вивести формулу для щойно відкритих чотирьох  спектральних ліній атома Гідрогену. За кілька днів швейцарський вчений озвучив  досить примітивну, на перший погляд, формулу, яка абсолютно точно описала наявність даних спектральних термів атома Гідрогену. Більше того, Бальмер передбачив наявність таких самих ліній в інших, на той час, невідомих діапазонах світла. Виникає  запитання : це звичайне співпадіння чи ні?

Використання інтерактивної вправи «Ажурна пилка». Учні висловлюють свої міркування.

Поступово підходимо до висновку, що таких дивних співпадінь у природі бути не може. Постулати Бора  лише  зняли суперечність між ідеями класичної  і нової (атомної) фізики.  Отже, сьогодні ми спробуємо доторкнутися до однієї з найбільших у фізиці таємниць, яка полягає у тому, що не існує кордонів між речовиною і полем – двома видами матерії.

 

5.     Вивчення нового матеріалу.

Для початку поглянемо на картину спектральних ліній інших, складніших, ніж Гідроген хімічних елементів.

 

 

Демонстрація досліду зі спектральними трубками.

Помічаємо, що спектри нових речовин вражають своєю різноманітністю (звертання вчителя до учнів: чи можливо, аналізуючи дані спектри,помітити певну закономірність? Однозначно складно!).

Учням пропонується самостійна робота з підручником ( §70 п.2; §75 п.2 (с 268, 284)), метою якої є засвоїти поняття  видів спектрів випромінювання і поглинання.

Теорія Резерфорда – Бора виявилася  такою, що змогла кількісно пояснити поведінку електронів на енергетичних рівнях атома лише одного хімічного елемента - Гідрогену. Спроба встановити  ті ж самі закономірності  в атомі наступного  хімічного елемента - Гелію зіткнулася з неймовірними труднощами. Складається враження, що природа назавжди захотіла приховати від нас таємницю будови речовини. Містком між класичною і квантовою фізикою стало відкриття у 1895 р. німецьким вченим В.Рентгеном  таємничого виду випромінювання, названого пізніше його іменем – рентгенівським випромінюванням.

Ці промені утворювалися під час різкого гальмування, розігнаних високоенергетичним ( U =50 - 200 кВ) електричним полем електронів. При цьому, поблизу  анода спеціальної вакуумної трубки утворювалося випромінювання , що здатне було проникати через непрозорі речовини  (папір, тіло людини, метали ).

Під час вивчення  даного випромінювання, виявилося, що виникає воно внаслідок перетворення матеріальних частинок – електронів у нематеріальну форму матерії – поле.

(Учні самостійно за допомогою слайду встановлюють межі рентгенівського випромінювання  по частоті і довжині хвилі у вакуумі).

Цікавий факт. Не дивлячись на те, що рентгенівські промені було відкрито у 1895 році, тривалий час не вдавалося виміряти довжину хвилі цього випромінювання та спостерігати їх хвильові властивості. І лише в 1912 р., після того, як німецький фізик М. Лауе запропонував використати в ролі дифракційної ґратки природні кристали, вдалося виявити дифракцію рентгенівських променів та визначити довжину їх хвилі.

Випереджувальне завдання для учнів. Виявляється, що за 10 років до відкриття В.Рентгена дане випромінювання досліджував український вчений Іван Пулюй. (Заслуховуємо повідомлення учня про життєвий та науковий шлях нашого співвітчизника І.Пулюя).

Проблемна ситуація. Де на практиці можна застосувати цей вид випромінювання і чи є воно безпечним для людини?(Учні висловлюють свої припущення та думки). Крім медицини, Х-промені (як їх і до сьогодні називають в англомовних країнах) широко застосовуються у металургії та геології для визначення наявності шкідливих речовин і домішок у бензині та дизельному паливі (стандарти Євро-5, Євро-6) та багатьох інших потребах суспільства.

Випереджувальне завдання для учнів. (Заслуховуємо повідомлення учня про застосування рентгенівського випромінювання) .

Повернемося до спектрів випромінювання речовин, що були збуджені тепловим, електричним чи іншим способом. При поверненні у нормальний стан атоми хімічно чистої речовини випромінюють певний набір частот. Цей набір ліній  за своєю неповторністю нагадує картину сітківки ока людини або відбитків її пальців. А отже, якщо отримати набір спектральних термів кожного хімічно чистого зразка, то, маючи спектр випромінювання чи поглинання складної хімічної сполуки, можна встановити наявність того чи іншого елемента у суміші. Цей спосіб отримав назву спектрального аналізу.

У 1814 році німецький вчений Й.Фраунгофер, досліджуючи спектр поглинання Сонця, встановив близько 570 темних ліній на фоні неперервного спектру Сонця (лише приблизно 30 з них помітно неозброєним оком). Це стало початком нової ери у дослідженні хімічного складу речовин, у тому числі і тих, що входять до складу планет, зір, туманностей і, навіть, галактик.

Засновниками методу спектрального аналізу вважають німецьких учених Г. Кірхгофа та Р. Бунзена, які в 1859 році провели ряд експериментів на встановлення хімічного складу речовин.

Створення проблемної ситуації.  Для чого у 1868 році Паризька академія наук організувала наукову експедицію в район Індійського океану, з метою перевірки способу запропонованого вищезгаданими вченими?          Використання інтерактивної вправи «Відкритий мікрофон». (Учні по черзі висловлюють свої думки). Міжпредметні зв’язки. Відповідь: для спостереження повного сонячного затемнення; виявляється, що лише  під час цього явища можна спостерігати сонячну корону. При цьому на фоні неперервного спектру випромінювання буде чітко видно  темні лінії поглинання, що відповідають  хімічним елементам у спектрі випромінювання цих же речовин. Спосіб Кірхгофа - Бунзена блискуче підтвердив дослід Фраунгофера. Завдяки фраунгоферовим лініям було встановлено, що у складі Сонця містяться десятки хімічних елементів, при чому один із найбільш поширених – Гелій, було відкрито на Землі лише через 27 років після цього).

На наступному уроці в рамках лабораторної роботи ми спробуємо спостерігати через спектроскоп спектр одного з хімічних елементів - Натрію.

6.     Закріплення вивченого.

Перед вами спектри випромінювання: верхній – еталонний ртуті, нижній – еталонний неону. Посередині – спектри випромінювання компактних енергозберігаючих ламп. Встановіть наявність атомів ртуті та неону у суміші, якою наповнюють  лампи. На жаль, як видно з фотографії , енергозберігаючі лампи  й досі наповнюють парами ртуті, тому що чітко видно співпадіння всіх спектральних ліній цього елемента у їх спектрі.

 

 

  На

7.     Підсумки уроку. Сьогодні на уроці ми спробували зрозуміти складну природу світла, доторкнутися до незвіданих загадок мікросвіту. Вченим ще у XIX столітті дещо привідкрилась таємниця закономірностей  у частотах випромінювання атома Гідрогену. Проте спроба пояснити  набір частот більш складних атомів виявилася невдалою. Незважаючи на це, за  200 років було встановлено лінійчаті та смугасті спектри всіх відомих речовин,  і на базі цих знань виникла самостійна галузь фізики та астрономії – спектральний аналіз.

 

8.     Домашнє завдання. Опрацювати § 75, 76. Дати відповіді на запитання до параграфів. Вивчити опорний конспект уроку.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Урок фізики у 8 класі.

          Тема:   Машини і механізми. Прості механізми. Коефіцієнт корисної дії механізмів. “Золоте правило” механіки.

Мета уроку: ознайомити учнів з  видами простого механізму - важелем, блоком, гвинтом, коловоротом, похилою площиною; розкрити принцип дії одного з видів машин - гідравлічного преса;

•                 розвивати полікультурну компетенцію на прикладах застосування важеля у стародавньому світі;
•                   розвивати самоосвітню компетенцію при роботі з підручником; при розв’язанні задач на обчислення виграшу у силі, що дають прості механізми і машини;
•                   розвивати комунікативну компетентність при виконанні завдань в групах;
•                   розвивати соціальну компетентність на прикладі застосування  важеля у побуті, природі;
•                   виховання уважності, стійкого інтересу до фізики.

Обладнання:

1. Лом.
2. Лапка (цвяхосмик).
3. Обценьки.
4. Система блоків.
5. Коловорот.
6. Похила площина.
7. Гвинт, викрутка.
8. Гідравлічний прес, цвях, монета (5 коп.).

ТИП УРОКУ: комбінований

Хід уроку

Організаційний момент.

Привітання з учнями, перевірка присутніх на уроці.

Актуалізація опорних знань.

Відповіді на запитання

1. Що таке важіль?
2. Блок – це …
3. Блоки бувають …
4. Наведіть приклади важеля у людському організмі.

Повідомлення теми і мети уроку

На цьому уроці ми повинні з’ясувати:

1. Що називають механізмом? Машиною?
2. Як використання важеля полегшує працю людини.
3. Застосування блока  нерухомого, рухомого.
4. Використання похилої площини, гвинта.
5. Як працює гідравлічний прес, домкрат.
6. Що таке коефіцієнт корисної дії механізму?
7. Золоте правило механіки.

Мотивація навчальної діяльності

Впродовж тисячоліть люди виконували всі роботи за допомогою сили своїх м’язів. З часом вони винайшли різні механізми, щоб полегшити свою працю. Люди переконалися в тому, що набагато легше пересувати вантажі, перекочуючи їх на котках. На основі цього вони винайшли колесо.  Згодом  винайшли нові  механізми.

Використовуючи різні пристосування, людина з незапам’ятних часів прагнула полегшити свою роботу, пов’язану з переміщенням і підйомом важких предметів. Більшість з них було винайдено ще до нашої ери. Ще давні єгиптяни використали похилу площину, щоб підняти важкі кам’яні блоки до вершини піраміди

.

     Сьогодні на уроці ми повторимо шлях наших предків і дізнаємося як працюють прості механізми. При цьому, відповіді на поставлені завдання ви спробуєте знайти самостійно, спираючись на знання отримані в І семестрі та на матеріал §31,32 вашого підручника. Також  сьогодні, кожен з вас застосує на практиці прості механізми та машини, що дозволить вам краще зрозуміти наскільки вигідним є їх застосування.

Вивчення нового матеріалу

 

Робота в групах

     Для цього ми розділимося на групи по 4-5 учнів:

     І група – теоретики. Ваше завдання – опрацювати матеріал §32, засвоїти “золоте правило механіки”, зрозуміти, що таке ККД механізму та надати посильну допомогу учням інших груп у визначенні значення цієї фізичної величини. Для цього скористайтеся формулою ККД та прикладами розв’язування задач.

     ІІ-V групи – практики. Ви будете на практиці використовувати прості механізми та машини. У ваші обов’язки входить дослідити та пояснити однокласникам принцип дії свого механізму, продемонструвати його на практиці та, за допогомою представника теоретиків, оцінити ККД механізму.

     ІІ група: вивчення важеля.

Обладнання: 

Завдання: висмикнути металеву скобу надійно забиту в одвірок дверей, оцінити ККД механізму; спробувати перекусити сталевий дріт обценьками; описати можливості використання лома для полегшення праці людини.

     ІІІ група: вивченння системи блоків.

Обладнання:

Завдання: скласти систему рухомий-нерухомий блок і за її допомогою підняти вантаж, виміряти виграш у силі, що дає ця система, оцінити ККД механізму; познайомитись з будовою і принципом дії коловорота.

     IV група: вивчення похилої площини.

Обладнання:      

Завдання: визначити сили необхідні для підняття вантажу вздовж похилої площини та вертикально, обчислити роботи, виконані при цьому, оцінити ККД механізму; переконатися у спорідненості гвинта з похилою площиною на прикладі закручування його викруткою в деревину.

     V група: вивчення гідравлічного преса.

 

Обладнання:  

Завдання: познайомитись із принципом дії гдравлічного преса, виміряти площі його поршнів, оцінити виграш у силі та ККД машини; провести згинання цвяха, монети (5 коп.).

     Результати дослідів подати у стислому вигляді на розданих картках. Підготуватись до короткого аналізу отриманих знань (не довше 3 хв.).

 

Закріплення знань.

     Встановіть, до якого з вивчених простих механізмів належить кожен з пристроїв.

Дайте відповіді на запитання

• Які прості механізми застосовували у Єгипті під час спорудження пірамід?   (коток, похилу площину, важіль)
• Чи можна за допомогою простих механізмів отримати виграш в силі? (так)
• Який фізичний зміст коефіцієнта корисної дії механізму? (показує відсоток втраченої роботи при його використанні).
• Чи можна отримати виграш в роботі? (ні!!!)

Підсумки уроку

Представник групи теоретиків диктує “золоте правило механіки”.

 

Домашнє завдання:

Фізика. 8 клас. Божинова Ф.Я., Ненашев І.Ю., Кірюхін М.М.

§ 31,32 – опрацювати, вправа 32 (2) розв’язати письмово.

 

 

 

 

 

Висновки

 

 Фізика - це наука, яка вчить думати. Фізика дуже різноманітна. Це і теорія, і експеримент, і вирішення завдань, які самі по собі дуже складні і різноманітні. Завдання розрахункові, завдання якісні, завдання експериментальні. Вся техніка - це фізика. Як учитель фізики, прагну подолати втрату зацікавленості учнів до вивчення фізики, однією з причин якої є перевага традиційних типів  уроків у процесі вивчення предмета. Дослідження, проведені науковцями, виявили, що тільки 4-7% учнів старших класів зберігають зацікавленість до навчання. На жаль, це відчувається і в повсякденній роботі з учнями. Сучасний світ  вимагає від людини здатності навчатися постійно. Враховуючи реалії сьогодення, у  своїй роботі  надаю перевагу активним методам навчання, здійснюю діалог із учнями, пропоную різні форми самостійної і творчої роботи. Значну увагу приділяю визначенню форм взаємодії учителя  й учнів, добору таких методів роботи, які сприяють формуванню й розвитку в школярів логічного мислення, бажання вчитися. Я – за проблемно-пошуковий та дослідницький методи викладання нового матеріалу, тому на уроках завжди стараюся створювати не тільки проблемні ситуації, а й ситуації успіху, де пануватиме атмосфера творчого пошуку, доброзичливості та впевненості моїх вихованців.

 Адже застосування технології проблемного навчання на основі компетентнісно- діяльнісного підходу на уроках фізики:

•        вчить мислити логічно, науково, творчо;
•        робить навчальний матеріал більш доказовим та переконливим для учнів, формує не тільки знання, а знання-переконання, що слугує основою для формування наукового світогляду;
•        сприяє формуванню стійких знань, так як матеріал, самостійно здобутий учнем, міцно зберігається в пам’яті;
•        впливає на емоційну сферу учнів, формує такі цінні почуття, як почуття впевненості у своїх силах, радість та задоволення від напруження розумової діяльності;
•        формує в учнів навички пошукової, дослідницької діяльності, ключових компетентностей;
•        активно сприяє розвитку позитивного ставлення та інтересу до даного навчального предмета і до навчання взагалі.

Мені, як учителю фізики, доводиться вирішувати багато завдань: пояснити теорію, продемонструвати дослід, організувати лабораторні та практичні роботи, залучити учнів до моделювання приладів і моделей, навчити їх творчості. Для того, щоб успішно вирішувати поставлені перед собою завдання, обираючи правильну методику викладання свого предмета для розвитку творчих здібностей учнів та формування ключових компетентностей учнів ефективно використовую проблемні ситуації.

Хочеться ще відзначити, що успіх у роботі з даної технології в значній мірі залежить від характеру взаємин учителя та учнів. Позитивний результат буде тільки в тому випадку, якщо ці відносини будуть носити характер взаємного розуміння і поваги. У своїй діяльності я враховую суперечливий характер процесу пізнання, який виражається в протиріччі між індивідуальним досвідом учнів і знаннями, що здобуваються. Це протиріччя базується на хорошій передумові для створення проблемних ситуацій, як педагогічної умови розвитку пізнавальної активності. Вважаю, що технологія проблемного навчання з фізики приведе до підвищення ефективності навчання лише за таких умов:

• учні на одному уроці повинні розв'язувати різноманітні проблеми;
• перед розв'язуванням проблемних завдань необхідно мотивувати корисність їх виконання;
• систематичність в організації проблемного навчання на уроках;
• хоча б одну проблему слід розв'язати письмово, тобто в її розв'язанні беруть участь усі учні класу;
• засвоєння всіма учнями програмованого матеріалу;
• урахування індивідуальних особливостей учнів у процесі виконання проблемних завдань;

• необхідно поступово ускладнювати проблемні завдання, постійно додавати нову інформацію, невідому учням і пізнавальну для них.

Мистецтво вчителя полягає в тому, щоб пізнавальний інтерес став для учнів особисто значущим і стійким. Для вирішення завдання розвитку пізнавальної активності учнів важливо застосовувати активні методи навчання, адекватні змісту матеріалу. Вважаю, що в цьому випадку можливо розвинути в учнів здатність застосовувати свої знання в нових і незвичних ситуаціях, тобто розвивати елементи творчого мислення.

Підводячи підсумки, хочу відмітити те, що застосовуючи на уроках елементи проблемного навчання, наглядно переконуюся, що в учнів підвищується інтерес до фізики, виникає позитивна мотивація до навчання, а це, у свою чергу, веде до підвищення якості знань учнів.

Наш світ, збагачений фізичними знаннями, може стати новою прекрасною реальністю, в якій творче покоління професіоналів створить ще непізнані людством блага цивілізації.

 

 

 

 

 

 

 

 

Список використаних джерел

 

• http://www.curator.ru/physics/index.html

• http://www.uroki.net/docfiz.htm
•   Матюшкін А.М. Проблемні ситуації в мисленні і навчанні. – М.:Педагогіка 1972.
•   Махмутов М. І.Организация проблемного обучения в школе. “Просвещение”. М., 1977. – 321 с.
•   Шарко В. Д. Навчальна практика з фізики / Навчально-методичний посібник для вчителів і студентів. – К.: СПД Богданова А. М., 2006. – 224с.
•   Шарко В. Д. Сучасний урок: технологічний аспект/ Посібник для вчителів та студентів. – К., 2006. – 220 с.
•   Андреєва В.М., Григораш В.В. Настільна книга педагога. Посібник для тих, хто хоче стати вчителем – майстром.- Київ, 2007, 350 с.
•   Задніпрянець І.І. Сучасні технології у викладанні фізики. - Тернопіль, 2007, 127 с.
•   Химинець В.В. Інноваційна освітня діяльність.- Тернопіль, 2010, 358 с.