Мы живём в непрерывно изменяющемся мире, в котором меняются требования к школе и её выпускникам. Свою главную задачу как учителя вижу в том, чтобы обеспечить максимум успеха и минимум неудач сегодня и в будущей жизни своих учеников.
Для формирования инициативной, творческой личности, способной к рефлексивному управлению собственной деятельностью, необходимы новые формы организации познавательной деятельности обучающихся, новые модели обучения.
Будущее за интерактивным обучением, основу которого составляет сотрудничество, обучение, при котором информационные потоки носят взаимообратный характер. Особенно эффективны коллективные и диалоговые формы занятий, эвристическая беседа и др. Применяя разные варианты интерактивных методов обучения, добиваясь качественных результатов обучения в своей предметной области, нельзя забывать о том, что не все обучающиеся в будущем станут физиками. Зато каждому пригодятся умения организовывать свою деятельность, решать проблемы, связанные с выполнением определённой социальной роли, умения ориентироваться в мире социальных, нравственных и эстетических ценностей.
Поэтому важно формирование у обучающихся ключевых (универсальных) навыков (или компетенций, как принято сегодня говорить) - навыков решения проблем и принятия решений, навыков работы с информацией - её поиска, анализа и обработки, навыков коммуникации и сотрудничества.
Человек, получивший компетентностное образование, готов к тому, чему его напрямую не учили - действовать в ситуациях неопределенности. Поскольку компетентностный подход делает акцент на применение знаний и умений в жизненных ситуациях и предполагает постановку и реализацию деятельностных целей, в числе которых умение оценивать свою деятельность и её результаты (рефлексия), считаю важным проведение уроков тематического содержания и обучение приёмам самоанализа и самоконтроля.
В качестве примера привожу схематический план проведения повторительно-обобщающего урока по теме "Архимедова сила и плавание тел", содержащий систему диагностико-коррекционных заданий по теме и мультимедийное сопровождение к данному уроку. На уроке применяется работа в малых группах сменного состава, используется такой метод обучения, как эвристическая беседа, когда обучающиеся на основе имеющихся знаний, наблюдений и личного жизненного опыта открывают правила и делают выводы, ведётся обучение приёмам самоконтроля на основе работы с "Листом самооценки".
Физика на море
Повторительно-обобщающий урок по теме "Архимедова сила и плавание тел".
Цель урока: Обучающиеся должны оценить свои умения применять знания об архимедовой силе и условиях плавания тел, систематизировать имеющиеся знания и расширить их, составить план самостоятельной коррекции ошибок усвоения, выделить наиболее интересную проблему для выполнения творческого задания.
Задачи урока:
Образовательные:
- Создать условия, способствующие обобщению и систематизации знаний и практических умений обучающихся по теме "Архимедова сила и плавание тел" в рамках диагностико-коррекционного занятия тематического содержания.
- Расширить представление обучающихся о проявлении и использовании основного закона гидростатики - закона Архимеда - в природе и технике.
- Обучить приёмам самоконтроля на основе работы с "Листом самооценки". Продолжить формирование новых компетенций, знаний и умений, способов деятельности путём использования современных информационных технологий обучения.
Воспитательные:
- Содействовать повышению мотивации обучения посредством тематического отбора и представления учебного материала в интересной, визуализированной, интерактивной и максимально понятной для обучающихся форме.
- Продолжить развитие коммуникативных качеств личности путём использования работы в малых группах сменного состава.
Развития мышления:
- Продолжить формирование умений анализировать явления на основе имеющихся знаний; сравнивать явления, делать выводы и обобщения; выделять главную причину, влияющую на результат; делать логические заключения и развёртывать доказательство.
- Формировать элементы творческого поиска на основе приёмов обобщения и самостоятельность мышления обучающихся.
Оборудование демонстрационное: картезианский водолаз, ареометры.
Лабораторное: стакан с пресной водой, непрозрачные стаканы с водой и с концентрированным раствором поваренной соли, набор тел равного объёма, изготовленных из разных веществ, динамометр, мензурка, кусочки картофеля; таблицы плотностей (1 набор на стол).
"Лист самооценки" (для каждого обучающегося).
Информационно-техническое обеспечение:
- Интерактивная доска InterWrite Board.
- Компьютер
- Мультимедиа проектор
- Мультимедиа презентация к уроку.
- Файл GWB с отчётом группы "спасателей" о выполнении задания.
План урока
Содержание заданий, деятельность учителя и обучающихся
I. "Природа припасла нам загадки". Замечали ли вы, что:
Демонстрация слайдов презентации, иллюстрирующих содержательную часть вопросов.
Эвристическая беседа: сравнение веса тел в воде и воздухе, зависимость архимедовой силы от плотности среды и объёма погруженной части тела.
1. Ходить по берегу, усеянному морской галькой, босыми ногами больно. А в воде, погрузившись выше пояса, ходить по мелким камням не больно. Почему?
2. Все водные растения обладают мягким, легко сгибающимся стеблем: как пресноводные, так и морские.
3. Известно, что наиболее крупные обитатели нашей планеты живут в воде, при этом, легко и грациозно перемещаясь в своей стихии, они оказываются неповоротливыми и беспомощными на берегу.
В чём здесь дело?
4. Герой романа Александра Романовича Беляева "Человек-амфибия" рассказывает так: "Дельфины на суше гораздо тяжелее, чем в воде. Вообще у вас тут всё тяжелее. Даже собственное тело".
Как это надо понимать?
II. Спросим у природы, прав ли Архимед? "Не зная броду, не суйся в воду" - гласит пословица. Проверим, знаете ли вы "брод".
Деятельность обучающихся:
1. Выполнение экспериментальных заданий (работа в парах).
2. Работа с таблицами плотностей.
3. Ответы на вопросы учителя.
4. Самоанализ деятельности; запись результатов в "Лист самооценки".
Деятельность учителя:
1. Управление процессом деятельности обучающихся, контроль за соблюдением правил работы с приборами и техники безопасности.
2. Заполнение сводной таблицы по результатам работы всех групп на интерактивной доске.
Задание 1. Как с помощью имеющегося на рабочем месте оборудования измерить архимедову силу? Отберите необходимое оборудование и выполните измерения.
Вопрос: Почему так случилось, что тела разного веса испытывают действие одинаковой архимедовой силы?
Задание 2. Убедитесь в том, что объём предложенных вам тел одинаков. Какое оборудование следует использовать для выполнения задания?
Задание 3. Можно ли из ваших опытов, не прибегая к взвешиванию, определить массу тела? Как это сделать?
Вопрос: Как вы знаете, никакие измерения не делаются абсолютно точно - погрешности приборов (инструментальные погрешности) и погрешности отсчёта не позволяют получить абсолютный результат. Каким способом массу определяют точнее - данным или взвешиванием?
Задание 4. Вычислите плотность вещества, из которого сделано тело.
Вопрос 1. Как вы думаете, из каких веществ изготовлены используемые в опытах тела?
Вопрос 2. Если данное вам тело опустить на нити в воду (осторожно!), то тело будет: (плавать или тонуть?). Проделайте опыт. Сделайте общий вывод по результатам опытов об условиях плавания тел.
Вопрос 3. В каких жидкостях исследуемое вами тело будет плавать? Тонуть?
Задание 5. Заставить плавать сплошные тела из металла сложно и небезопасно (ртуть!!!), а вот с картофелем проделать опыт гораздо легче: опустите по одному кусочку картофеля в сосуды с водой. В каком из них находится "Кара-Богаз-Гол"?
III. "Эврика! "
Управлять процессами погружения и всплытия невозможно, "подсолив" океан. Как это осуществить практически?
Эвристическая беседа: вывод о необходимости изменения средней плотности тела за счёт изменения объёма тела при неизменной массе или массы тела при неизменном объёме.
Демонстрация "картезианского водолаза", объяснение его действия.
1. Лежащий неподвижно на спине пловец делает глубокие вдох и выдох. Как и почему изменяется при этом положение тела пловца по отношению к поверхности воды?
Кстати, правильная регулировка дыхания позволяет опытным пловцам подолгу лежать на воде, отдыхая, как на диване.
2. Подводная лодка сделана из стали, а в воде не тонет. Почему? Она может плавать на поверхности и в толще воды, погружаться и всплывать. Как это достигается?
Где человек подсмотрел идею?
3. Не напоминает ли "картезианский водолаз" подводную лодку?
Объясните поведение "водолаза". В Интернете http://www.authorstream.com/Presentation/User_id-229492-7-education-ppt-powerpoint/
IV. Физика на море: от "почему?" к "потому, что:".
Эвристическая беседа по вопросам.
Самоанализ, работа с листами самооценки.
Демонстрация ареометров.
Плавание на поверхности воды.
1. Морская вода практически держит человека, полностью погруженного в неё (только нос на поверхности). Какова средняя плотность человека?
Степень солёности воды в разных морях неодинакова. Например, воды Мёртвого моря содержат свыше 27% соли (по массе). Как расположится тело пловца относительно уровня воды в море?
2. Как должен вести себя человек, плохо или совсем не умеющий плавать, попав в воду? К чему приведёт потеря здравомыслия?
Какую инструкцию вы написали бы для человека, не умеющего плавать и оказавшегося в воде далеко от берега?
3. В Арктике нередки случаи, когда воды тёплых течений опускаются под холодные воды северных широт. Например, в районе севернее Шпицбергена тёплое южное течение опускается под холодные воды Ледовитого океана, а тёплое течение, выходя из Берингова пролива, проходит под водами Арктики и выходит на поверхность лишь у берегов Северной Америки.
Вспомните свои впечатления от купания в открытом водоёме: где располагаются водные слои с более высокой температурой?
Чем это объясняется подобное "поведение" тёплых течений?
4. Из условия плавания тел 
следует, что
Значит, по объёму погруженной части плавающего тела можно судить о плотности жидкости. Это используется в прибора для измерения плотности жидкости - ареометрах. (Модель ареометра несложно изготовить в домашних условиях: продумайте, как можно проградуировать шкалу, и вообще конструкцию прибора). Продолжите фразу: "Чем меньше плотность жидкости, тем ареометр в неё погружается : Меньше или больше?".
Можно ли по внешнему виду плавающего в воде незнакомого тела определить его плотность? Оценить массу?
5. Изменится ли глубина погружения надводного судна, оказавшегося в зоне разлива нефти в результате повреждения нефтеналивного танкера? Подводного судна?
Знаете ли вы об экологических последствиях подобных аварий?
Подводное плавание. Подводные работы.
1. В романе Жюля Верна "Двадцать тысяч лье под водой" есть такое место: "Наутилус" стоял неподвижно. Наполнив резервуары, он держался на глубине тысячи метров... Я отложил книгу и, прижавшись к окну, стал всматриваться. В жидком пространстве, ярко освещенном электрическим прожектором, виднелась какая-то огромная неподвижная черная масса... "Это корабль!" - вскричал я".
Возможно ли описанное здесь явление: будет ли затонувший корабль "висеть" неподвижно в глубине океана и не опускаться на дно, как это описано в романе автором?
2. При переходе подводной лодки из морских глубин в устье реки, подводники тщательно следят за расстоянием между лодкой и дном, так как при недосмотре со стороны экипажа лодка может сесть на илистый грунт речного устья: лодка обычно с трудом отрывается от него. Как объяснить это "присасывание" лодки к грунту?
Почему при подъёме затонувших кораблей со дна моря их сначала стараются раскачать?
3. Для подводных лодок устанавливается глубина, ниже которой они не должны опускаться.
Как вы думаете, чем объясняется существование такого предела?
4. Для жизни под водой человек совершенно не приспособлен. На глубине 20 м под действием внешнего давления у него могут лопнуть барабанные перепонки. Опуститься же на глубину более 70 м без специального костюма человеку совершенно невозможно.
На груди и на спине водолаза помещают тяжёлые свинцовые пластинки, а к башмакам приделывают свинцовые подошвы. Зачем это делают?
5. В книге Ж. Кусто и Ф. Дюма "В мире безмолвия" есть такое место: "Я совершал всевозможные манёвры: петлял, кувыркался, крутил сальто... Я парил в пространстве, словно перестал существовать закон тяготения".
Можно ли считать состояние дайвера в воде сходным с состоянием невесомости, испытываемым космонавтом?
6. Для погружения на 1 м под воду глубоководный аппарат принимает некоторое количество воды. Сколько воды ему надо принять, чтобы погрузиться на 10, на 100 м, на дно Баренцева моря?
Плавание судов.
1. Теплоход переходит из реки в море. Сравните выталкивающие силы, действующие на него в этих бассейнах. Где больше осадка судна при одной и той же нагрузке - в море или в реке?
2. Вес тел по мере приближения к экватору уменьшается. Корабль, имеющий в Белом море вес 200 000 кН в Чёрном становится легче на 800 кН. Изменится ли его осадка в воде? Различием плотности воды в Чёрном и Белом морях пренебречь.
3. Вес судна в морской воде уменьшается по сравнению с весом этого же судна в сухом доке. Изменяется ли при этом вес воды в море?
4. В гавани во время прилива стоит судно, с которого спускается в море верёвочная лесенка. Ученик, желая определить скорость подъёма воды во время прилива, измерил расстояние между ступеньками (25 см) и сел на берегу отсчитывать число ступенек, которое покроет вода за 2 часа. Что вы думаете об эффективности данного метода?
5. Экспериментальная задача про кораблик: http://physikazadachi.narod.ru/mexa.htm
V. "Спасение на водах".
Отчёт группы "спасателей" об использования разнообразных плавсредств.
Просмотр в слайдовом режиме файла GWB с подготовленным заранее отчётом групп.
Обсуждение результатов работы группы.
Работа с листами самооценки.
"Спасательный круг".
Пробковый спасательный круг имеет массу 7 кг. Определите подъёмную силу этого круга в морской воде.
Сколько семиклассников может удержать на воде спасательный круг при правильной его эксплуатации?
Что может произойти, если за спасательный круг ухватятся большее количество людей?
Изменятся ли эксплуатационные качества круга в пресной воде?
Какие спасательные средства на воде используются в наши дни?
"Морские суда".
Можно ли одновременно всем учащимся 7 класса "А" совершить морскую прогулку на прогулочном судне массой 10 т, если объём подводной части судна при погружении в морскую воду до ватерлинии составляет 25 м3? Изменится ли ответ, если судно попадёт в пресную воду при использовании его в режиме "река - море"?
Насколько увеличится осадка теплохода, площадь сечения которого у поверхности воды равна 100 м2, когда все семиклассники поднимутся на его борт?
"Архимед" Вовки Грушина".
Писатель Ю. Сотник в рассказе "Архимед" Вовки Грушина" описал такую ситуацию: Вовка задумал кругосветное путешествие под водой и соорудил из бочки объёмом 2 м2 подводную лодку. В "лодке" находился груз массой 100 кг (еда и прочее), сама бочка имела массу около 50 кг. Но: вместо кругосветного плавания "лодка" вместе с Вовкой легла на дно, после чего были проведены спасательные работы.
Проанализируйте описанную ситуацию с физической точки зрения.
Оцените подобный "эксперимент" с точки зрения безопасности.
"Айсберги".
Капитан Немо увидел айсберг, выступающий над поверхностью моря на 10 м. Лот показал, что глубина моря в этом месте 100 м. Смог бы "Наутилус" пронырнуть под айсбергом? Докажите возможность или невозможность манёвра математически, приняв "Наутилус" за цилиндрическое тело диаметром 7 м.
Чем опасны айсберги? Взгляните на фотографию: это только десятая часть льдины! Кстати, особенно опасны подтаявшие снизу айсберги, попавшие в область тёплых подводных течений: они теряют устойчивость, начинают раскачиваться и могут опрокидываться!
Как изменился бы уровень воды в океане, если бы растаяли все айсберги?
"Шлюз" (задача двух тел).
В шлюзовой камере находится судно с грузом. Изменится уровень воды в камере, если груз соскользнёт в воду? Подтвердите ответ математическим расчётом, рассмотрев два случая:
а) средняя плотность герметично упакованного груза меньше плотности воды;
б) средняя плотность груза больше плотности воды.
VI. Домашнее задание.
1. Текущее: Проведите коррекцию ошибок усвоения, используя лист самооценки; подготовьтесь к итоговому тестированию.
2. Пролонгированное (сроки выполнения оговариваются в рабочем порядке): Выполните творческое задание по теме "Архимедова сила. Плавание тел". Примерные варианты:
Подготовьте сообщение в формате Microsoft Office Word или Microsoft Office PowerPoint об использовании основного закона гидростатики в природе и технике.
Составьте задачник по данной теме, используя различные информационные ресурсы. Проиллюстрируйте задачи рисунками, фотографиями, схемами.
Выполните исследовательское задание (См. Приложение 2).
Заключение.
Открытие основного закона гидростатики - закона Архимеда - одно из крупнейших завоеваний античной науки. Плавание в воздушной среде в современном мире широко не используется - воздушные шары и дирижабли вытеснены самолётами и ракетами. А вот плавание в воде до сих пор остаётся весьма актуальной темой: используя законы гидростатики, человек всё полнее познаёт условия жизни в водной среде и всё больше подчиняет водную стихию своей власти.
Инженеры и техники создали для освоения воздушного и водного океанов замечательные аппараты и устройства. При этом нам не следует забывать о техногенных последствиях человеческой деятельности. Все вместе мы должны беречь и не загрязнять драгоценные для жизни на Земле воду и воздух, не забывая об обитателях морских глубин! (Демонстрация Приложения 3)