На современном этапе модернизации образования практическая направленность обучения, проблемное обучение является одной из главных составляющих. «Зачем мы это изучаем? Где мы можем это применить?» – такая мотивация должна присутствовать на каждом уроке. Приоритетное место в результатах обучения дается не столько накоплению новых знаний и привитию навыков и умений, сколько воспитанию творческой личности, способной к самостоятельному получению знаний. Очевидно, что актуальным в педагогическом процессе становится использование таких методов обучения, которые формируют у школьников ключевые образовательные компетенции. Одним из таких методов является метод проекта. Проект – работа, направленная на решение конкретной проблемы, на достижение оптимальным способом заранее запланированного результата. Особенности проектного обучения заключены в активной роли самого ученика, самостоятельности в выполнения им работы и непосредственной значимости решаемой проблемы для учащегося.
Несмотря на ограниченность времени, и на уроках, возможно, создать условия для применения метода проекта и получения учениками « нового» продукта.
На уроках с применением метода проекта я предлагаю конкретные практические задачи по пройденным темам, связанные с необходимостью создания нового продукта и технологии его получения; Для решения таких задач вместе с учащимися выделяю алгоритм действий, составляющий так называемый метод создания нового продукта.
Мои ученики убеждаются в том, что для достижения цели, связанной с созданием «нового» продукта с заданными свойствами, необходимо выполнять действия в определенной последовательности. Данная система действий записывается учениками на отдельный альбомный лист (рабочий лист). Постепенное усложнение решаемых проблем, величина доли самостоятельности учащихся в проектной деятельности, приводит к тому, что в дальнейшем они успешно выполняю так называемые «индивидуальные» проекты, которые создаются соответственно во внеурочное время, так как требуют большого объема работы.
Уроки с применением метода проекта удобно проводит после изучения темы в виде деловой или инновационной игры. Приведу пример проведения урока -деловая игра в 10 классе после прохождения темы «Зависимость сопротивления металлических проводников от температуры»
Игровой урок-проект: «Конструкторское бюро».
По характеру познавательной деятельности: урок с элементами проблемного обучения.
Формы организации учебной деятельности учеников: индивидуально-групповая.
Задачи урока.
Образовательные: расширить и углубить знания учащихся, по теме: «Зависимость сопротивления проводника от температуры»; продолжить формирование умений применять полученные знания на практике, развивать умения учащихся осуществлять процесс поиска ответов к заданиям, используя теоретические знания.
Воспитательные: формировать у учащихся навыки коллективной работы и сотрудничества в процессе выполнения творческих заданий; развитие коммуникабельности.
Развивающие: развивать исследовательские умения строить гипотезы, осуществлять их проверку, обобщать, делать вывод, способствовать повышению личной уверенности у каждого участника проектного обучения, его самореализации и рефлексии.
Оборудование: металлический провод в виде спирали, спиртовка, соединительные провода, источник питания постоянного напряжения, амперметр ключ, лампа, проектор.
Ход урока
I. Оргмомент.
II. Повторение пройденного материала.
Учитель: Ответьте на вопросы: Как меняется сопротивление металлических проводников с увеличением температуры?
Ученик: Экспериментально было установлено, что с ростом температуры сопротивление проводника растет по линейному закону: ρ = ρ0(1+αt), где α – термический коэффициент сопротивления. У некоторых металлов при нагревании на 100°С сопротивление увеличивается на 40-50%.
Учитель: Каков физический смысл температурного коэффициента сопротивления металла?
Ученик: Коэффициент пропорциональности α называют температурным коэффициентом сопротивления. Он характеризует зависимость сопротивления вещества от температуры. Температурный коэффициент сопротивления численно равен относительному изменению сопротивления проводника при нагревании на 1 К. Для всех металлических проводников коэффициент α > 0 и незначительно меняется с изменением температуры. Если интервал изменения температуры невелик, то температурный коэффициент можно считать постоянным и равным его среднему значению на этом интервале температур. У чистых металлов α ≈ 1/273 K-1.
Учитель: Что представляет собой график зависимости сопротивления от температуры?
Ученик: Вычерчивает график на доске.
Так как α мало меняется при изменении температуры проводника, то можно считать, что удельное сопротивление проводника линейно зависит от температуры
Учитель: В чем причина зависимости сопротивления металлических проводников от температуры?
Ученик: Увеличение сопротивления объясняется тем, что при повышении температуры увеличивается амплитуда колебаний ионов в узлах кристаллической решетки, поэтому свободные электроны сталкиваются с ними чаще, теряя пи этом направленность движения.
III. Работа над проектом.
1) Создание проблемной ситуации. Мотивационный этап.
Учитель: Как вы думаете, где можно применить эту зависимость?
Учащиеся: Способность металлов менять свое сопротивление с изменением температуры используется для устройства термометров сопротивления. Такие термометры применяют для измерения очень низких и очень высоких температур.
Учитель: Верно. Познакомимся с требованиями, которые предъявляют к материалам термоэлектрического тела термометра (проектируются на доске):
- Зависимость электрического сопротивления от температуры в диапазоне измерения должна быть устойчива, материал должен быть прочным, стойким против коррозии.
- Температурный коэффициент электрического сопротивления должен быть высоким и обеспечивать высокую чувствительность термометра.
- Температурный коэффициент сопротивления в диапазоне измерения должен быть постоянным и обеспечивать линейную зависимость сопротивления от температуры.
- Удельное электрическое сопротивление проводника должно быть высоким и позволять построить термометр с большим сопротивлением при малых габаритных размерах.
Учитель: Обратимся к таблице (проектируется на доске таблица «Удельное сопротивление и температурный коэффициент сопротивления металлов и сплавов»). Какие металлы лучше всего подходят для создания термометров?
Ученик: Как видно, наилучшим образом выше перечисленным требованиям отвечают платина и медь.
Учитель: Платина применяется в стандартных технических термометрах для измерений в диапазоне температур от -200 до +650° С, а в термометрах специальных конструкций – до + 750°С и даже до 1200°С. Никель и железо, обладающие высокими температурными коэффициентами сопротивления, имеют ограниченное применение главным образом из-за трудности получения этих металлов достаточно свободными от примесей.
2) Организационный этап.
Учитель: А сейчас представьте себе, что наш класс – Конструкторское бюро. Вы получили два заказа: первый от МЧС на создание устройства, сигнализирующего о возникновении пожара; второй – от овощной базы по созданию устройства ,сигнализирующего о похолодании в овощехранилищах. В бюро работают две группы, в каждой их которых свой конструктор, чертежник, монтажники, инженер по технике безопасности и соответственно руководитель группы. Ваша задача – выполнить работу заказчиков. (Распределяются роли между учениками).
3) Исполнительный этап.
Для разработки устройства воспользуйтесь методом создания нового продукта.
Содержание метода создания нового продукта проектируется на доске в виде плана деятельности. Каждая группа заполняет правую часть таблицы по мере выполнения проекта.
| План деятельности | Выполнение (1 группа) | Выполнение (2 группа) |
| 1. Выделить новый продукт, который необходимо получить. | Устройство, сигнализирующее о пожаре в помещение. | Устройство, сигнализирующее о похолодании в овощехранилище. |
| 2. Указать, свойства, которыми должен обладать новый продукт. | Устройство должно реагировать на повышение или температуры. | Устройство должно реагировать на понижение температуры. |
| 3. Объект, из которого можно получить новый продукт. | Металлический проводник с большим значением термического коэффициента сопротивления. | Металлический проводник с большим значением термического коэффициента сопротивления. |
| 4. Указать свойства выделенного объекта, значимые для получения нового продукта | Увеличение удельного сопротивления металлического проводника при повышении температуры. | Уменьшение удельного сопротивления металлического проводника при понижении температуры. |
| 5. Перечень необходимого оборудования. | Металлический провод в виде спирали, спиртовка, соединительные провода, источник питания, амперметр с нулевой отметкой посредине, ключ, лампа . | Металлический провод в виде спирали, спиртовка, соединительные провода, источник питания, амперметр с нулевой отметкой посредине, ключ, электрический звонок. |
| 6. Начертить электрическую схему и собрать модель устройства |  |
 |
| 7. Каким требованиям безопасности должен удовлетворять новый продукт? | Напряжение источника не более 42В. | Напряжение источника не более 42В. |
4) Защита проектов.
От каждой группы выступает конструктор для защиты своего устройства.
Ученик: Для создания устройства, мы намотали в виде спирали несколько метров тонкой металлической проволоки с большим значением термического коэффициента сопротивления и включили эту спираль в цепь аккумулятора. Для измерения тока в цепь последовательно подключили амперметр, с нулевой отметкой посредине. При нагревании спирали в пламени горелки мы заметили, что показания амперметра уменьшаются. Это показывает, что с нагревом сопротивление металлической проволоки увеличивается.
Чтобы устройство сигнализировало об изменении температуры, включили в цепь электрическую лампу (вторая группа включила в цепь электрический звонок, усиление сигнала которого говорит об увеличении силы тока, так как при похолодании уменьшается сопротивление проводника).
В своем выступлении ученики должны не только представить свой продукт, но и показать ход рождения мыслей, свои рассуждения, аргументацию в принятии решений, ответить на вопросы товарищей, дать самооценку своей деятельности, то есть предъявить рефлексию своей деятельности.
5) Оценивание проектов.
В конце урока каждому ученику выставляется оценка в журнал. Критериями оценки являются:
- результативность проектной деятельности;
- активное участие;
- логичность изложения;
- правильность ответов на вопросы одноклассников и учителя.
Литература:
- Интернет: physel.ru
- Стефанова Г.П. Подготовка учащихся к практической деятельности при обучении физики. Пособие для учителя/ Г.П.Стефанова. - Астрахань: Изд-во Астраханский педагог. ин-т, 1994.
- Мяишев Г.Я., Буховцев Б.Б, Сотский Н.Н. Физика 10 -М.: Прoсвещение, 2007.