Современные проблемно-поисковые методы на занятиях по физике

Использовать проблемно-поисковые методы можно на любых по форме занятиях физикой. Достаточно эффективно это получается на семинарах.

Черты современного семинара при основной традиционной его части – это новые педагогические и информационные технологии, мультимедийные средства обучения.

На семинаре “Энергия топлива” в 8-м классе были использованы следующие педагогические технологии:

• по концепции усвоения РАЗВИВАЮЩИЕ;
• по типу управления познавательной деятельностью СИСТЕМА МАЛЫХ ГРУПП, ОБУЧЕНИЕ С ПОМОЩЬЮ ТСО;
• по подходу к ребёнку ЛИЧНОСТНО-ОРИЕНТИРОВАННЫЕ, ДЕЯТЕЛЬНОСТНЫЕ;
• по доминирующему методу ПРОБЛЕМНО-ПОИСКОВЫЕ, САМОРАЗВИВАЮЩИЕ, ИНФОРМАЦИОННО-КОМПЬЮТЕРНЫЕ;
• по характеру содержания и структуры ИНТЕГРАТИВНЫЕ.

Основные цели семинара:

• развивающая – продолжить развитие навыков самообразования, формирование критического, преобразующего мышления в рамках поиска информации с помощью Internet – технологий;
• методическая - осуществить интеграцию наук о природе (физики и химии), как основы для проблемно-поисковых методов обучения уч-ся на уроке.

В ходе семинарского занятия учащиеся выявляли заблуждения, ошибочные утверждения, найденные в информационном массиве Internet.

Цели и задачи урока:

• методическая - способствовать развитию способностей уч-ся через содержание темы “Энергия топлива” и осуществление интеграции наук о природе (физики и химии), как основы для проблемно-поисковых методов обучения уч-ся на уроке;
• образовательная – способствовать пониманию учащимися условий протекания, значения реакций горения и способа расчёта количества теплоты, выделяемой при сгорании топлива;
• развивающая – продолжить развитие навыков самообразования, формирование критического, преобразующего мышления в рамках поиска информации с помощью Internet – технологий;
• воспитательная – привлечь внимание учащихся к значению реакций горения топлива и важности поиска достоверной научной информации; показать возможность использования достижений науки для решения бытовых вопросов; привлечь внимание учащихся к экологическим и энергосберегающим проблемам топливной энергетики.

Хронометраж и план урока

1. Вступительная беседа учителя, постановка проблемы. 3 мин.

2. Работа творческих групп учащихся по обозначенным вопросам (выступления, решение задач, поиск информации в сети Internet). 25 мин.

3. Подведение итогов работы творческих групп. 3 мин.

4. Демонстрация приобретённых компетенций учащимися. 7 мин.

Конспект урока

1 этап. Вступительная беседа учителя

Целеполагание: понимание отличия научных данных от непроверенной информации.

Сегодня мы проводим семинар “Энергия топлива”. Вы заранее получили вопросы к нему, объединились в группы и, несомненно, окунулись в информационное море Internet. Вы уверены в научности полученной информации? Обозначим проблему: в чём же заблуждается Internet по вопросу “Энергия топлива”? Давайте не будем сегодня делиться на физиков и химиков, ведь природа едина, просто посмотрим на эти вопросы с научно-любознательной точки зрения. Не забывайте вести краткий конспект семинара.

Презентация. Слайды 1, 2.

2 этап. Выступление представителей творческих групп по 1–4 вопросам

Целеполагание: знакомство уч-ся с методами научного познания, формирование умений наблюдать природные явления и выполнять опыты; формирование умений воспринимать, перерабатывать и предъявлять информацию в разных видах, анализировать и перерабатывать в определенном контексте полученную информацию, развитие монологической и диалогической речи; формирование коммуникативных компетенций – умения докладывать о результатах своего исследования, объяснять свою позицию.

Вопросы семинара

1. Что такое топливо? Какие существуют виды топлива?

2. Что такое реакция горения, и каковы условия её протекания?

3. Какие реакции можно считать реакциями горения? Привести примеры.

4. Что такое пламя, из чего оно состоит?

5. Как можно рассчитать энергию, которая выделяется при сгорании топлива?

Предлагаю представителям групп высказаться по предложенным вопросам.

1. Что такое топливо? Какие существуют виды топлива?

Слайд 3, демонстрация коллекции различных видов топлива через документ-камеру. Адекватность использования ИКТ: невозможность вертикального показа коллекции.

2. Что такое реакция горения, и каковы условия её протекания? Презентация, подготовленная учащимися.

Презентация, подготовленная учителем сл. 4 –7

Горение - это сложный физико-химический процесс превращения компонентов горючей смеси в продукты сгорания с выделением теплового излучения, света и лучистой энергии. Что такое лучистая энергия? Отметить 1 заблуждение.

Приближённо можно описать природу горения как бурно идущее окисление.

История науки о горении начинается с открытия M.B. Ломоносова, что горение есть "соединение веществ с воздухом", которое послужило фундаментом к установлению одного из законов природы — закона сохранения массы веществ при их физических и химических превращениях. Лавуазье уточнил этот закон: горение есть соединение веществ не с воздухом, а с кислородом.

В настоящее время под термином "горение" понимается экзотермическая реакция окисления вещества, сопровождающаяся, по крайней мере, одним из трех факторов: пламенем, свечением, выделением дыма.

Демонстрация горения сухого спирта и древесного угля.

Условия осуществления реакции горения:

• наличие горючего вещества;
• наличие кислорода или другого окислителя;
• достижение температуры воспламенения горючего вещества.

Вопрос практической направленности: в каких случаях при горении образуется углекислый газ СО₂, а в каких случаях смертельно опасный угарный – СО? Учащиеся правильно отвечают: в случае недостатка кислорода и неполного сгорания топлива.

3. Какие реакции можно считать реакциями горения?

Приводится пример свечения люминола, который не относится к реакциям окисления.

Демонстрируются видеоролики реакций, где в качестве окислителей используются разные вещества (бром, углекислый газ). Учащиеся анализируют увиденное и делают вывод о разнообразии реакций горения.

Очень часто в различных публикациях можно встретить выражение: в недрах Солнца горит водород. Можно ли реакции на Солнце назвать реакциями горения? Группа Internet - ресурс отправляется искать ответ на этот вопрос в Internet в режиме on line.

Выявляется ещё одно заблуждение: энергия Солнца – результат не реакции горения водорода, а результат ядерных реакций, то есть не химических реакций.

4. Что такое пламя, из чего оно состоит?

Пламя – газообразная среда, плазма, включающая в себя остатки продуктов горения. Внутри конуса пламени имеются: тёмная зона (300–350°С), где горение не происходит из - за недостатка окислителя; светящаяся зона, где происходит термическое разложение горючего и его частичное сгорание (500–800°С); едва светящаяся зона, которая характеризуется окончательным сгоранием (900–1500°С). Температура пламени зависит от природы горючего вещества и интенсивности подвода окислителя.

Слайд 11.

Этап 3. Расчёт количества теплоты, выделяемого при сгорании топлива

5. Как можно рассчитать энергию, которая выделяется при сгорании топлива?

Слайд 12.

Q = q · m, анализ формулы и таблицы удельной теплоты сгорания различных веществ.

Этап 4. Проектная деятельность и её анализ

Целеполагание: ценность науки для удовлетворения бытовых, производственных и культурных потребностей человека.

Демонстрируется видеоролик об изучении различной теплотворной способности видов топлива (в том числе топлива, используемого в бытовых условиях для печей, каминов, костров) учащимися 8г класса в ходе подготовки к ежегодной научно-практической конференции в гимназии.

Таким образом, мотивируется познавательная деятельность на основе личностно ориентированного подхода через показ результатов проектной деятельности конкретной группы, перспективности и практической значимости их работы.

После просмотра видеоролика, группе исследователей было дано задание: рассчитать КПД тепловой установки, которая использовалась в ходе выполнения проектного задания по изучению теплотворной способности различных видов топлива.

Дано:

m _воды= 0,164кг

с = 4200 Дж/кг °С

t₁ = 20 °C

t₂ = 100°C

q = 27•10⁶ Дж/кг

m_спирта = 0,012 кг

- ?

Решение.

= Q₁ / Q₂ ; Q₁ = cm(t₂ - t₁) = 4200 Дж/кг °С • 0,164 кг • 80 °C = 55104 Дж

Q₂ = qm = 27•10⁶ Дж/кг • 0,012 кг = 324 000 Дж

= 17%

Ответ: = 17%

Анализируем вместе с ребятами причину низкого КПД тепловой установки и способы его увеличения.

На нескольких примерах учащиеся показывают, что проблема получения и использования энергии топлива является фундаментом развития цивилизации.

Этап 5. Подведение итогов работы творческих групп

Целеполагание: определение уровня учебно-познавательных компетенций и компетенций, относящихся к другим видам деятельности.

Был проведён анализ работы групп по следующим критериям: рациональность организации работы ребят в группе, коммуникативное взаимодействие, общекультурный уровень. Отметки были поставлены только за учебно-познавательные компетенции и представление письменных отчётов или компьютерных презентаций.

Этап 6. Демонстрация приобретённых компетенций учащимися

Целеполагание: понимание смысла научных понятий и их практического применения, формирование навыков самоконтроля.

Для определения уровня приобретённых компетенций учащимися, учителем был подготовлен флипчат “Заблуждения и верные утверждения” в программе ACTIVstudio интерактивной доски. Путём самопроверки по предложенным критериям, 68% ребят сумели правильно выполнить задание.

Вывод по уроку: изучение нового материала возможно через самостоятельный поиск, анализ и отбор информации из различных источников, в том числе и из Internet, однако, научную информацию, полученную из Internet, надо проверять с помощью специальной справочной литературы и учебных пособий.

 

Приложение 2