Использование компетентностно-ориентированных заданий в преподавании физики

Шевцова Эвелина Николаевна, учитель физики

Разделы: Физика, Общепедагогические технологии, Конкурс «Презентация к уроку»

Презентация к уроку

Загрузить презентацию (5 МБ)

Современные тенденции в оценке образовательных достижений обучающихся предусматривают оценку их способности применять полученные в школе знания и умения в жизненных ситуациях. Важна не сама по себе сумма определённых знаний и умений, получаемых обучающимся в школе, но и адаптированность к современной информационной среде, коммуникативные качества личности, умение принимать ответственные решения и взаимодействовать с людьми в решении проблем и задач.

За школьным порогом не встретишь чисто физическое, или чисто химическое, математическое и т. д. явление, поэтому чрезвычайно важно формирование на уроках целостного мировосприятия и умения применять естественнонаучные знания для решения жизненных проблем. Тем более что физика «вооружает» методом познания окружающего мира – методом научного исследования.

В современных условиях надо учить школьников распознавать проблемы, которые могут исследоваться естественнонаучными методами, объяснять естественнонаучные явления, используя имеющиеся научные знания, и прогнозировать изменения, использовать научные доказательства и имеющиеся данные для получения выводов, их анализа и оценки достоверности. Для этого чаще ставить в ситуацию выбора, когда нужно применить знания и умения из смежных областей, давать возможность объяснять свои идеи, планировать свои собственные исследования или эксперименты и др.

Отбирая задания для первичного закрепления или проверочных заданий, следует отдавать предпочтение реальным ситуациям или максимально к ним приближенным, ставить и обсуждать актуальные проблемы, которые должен понимать и решать «научно грамотный» человек сегодняшнего и завтрашнего дня.

При изучении практически любой учебной темы можно выделить ситуации, касающиеся лично каждого человека, человека как члена какого-либо коллектива или общества в целом и человека, как гражданина мира.

Примером может служить «Плавание тел» (физика, 7 класс): в качестве проблемы, касающейся лично каждого, является проблема безопасности на воде. Человека, как члена какого-либо коллектива или общества, не может не волновать проблема плавания судов по Воронежскому водохранилищу и реке Дон, которая потеряла свою судоходность практически на всём протяжении. А ведь по реке Дон сплавлялись к Азовскому морю корабли, построенные на верфи Воронежского адмиралтейства по проекту и при личном участии Петра I! Человека, как гражданина мира, не могут не волновать экологические последствия нефтяных загрязнений водоёмов, в частности, ситуация с нефтяным загрязнением Мексиканского залива, возникшая после взрыва на буровой платформе Deep Horizon в апреле 2010 года. Плавающую на поверхности залива нефть выжигали, загрязняя атмосферу, значит, за счёт циркуляции атмосферы, и в наши лёгкие при дыхании могли попасть микроскопические дозы продуктов горения.

Важно включать вопросы и задания разного уровня сложности: более простые задания, требующие умения актуализировать элементарные знания, факты, приводить примеры и использовать основные понятия для подтверждения правильности уже сформулированных выводов, должны сочетаться с более сложными заданиями на использование предметных знаний для объяснения, подтверждения или прогнозирования явлений на основе имеющихся знаний. Задания, в которых требуется сравнить данные, привести научную аргументацию для подтверждения своей позиции или оценки различных точек зрения, спрогнозировать протекание явлений на основе моделирования – самые сложные, требующие более высокого уровня компетентности.

Использование ситуаций, рассматриваемых как в рамках изучения школьных предметов, так и выходящих за эти рамки, приводит к более ответственному отношению к физике как учебному предмету, наглядно показывает, что физика – наука о наиболее общих законах природы, «физика – наука понимать природу» (Э. Роджерс). Опыт показывает, что семиклассники очень ответственно воспринимают серьёзный разговор об окружающем мире, тем более, что у учителя всегда найдётся «про запас» занимательный опыт, задача-шутка или задача-парадокс, позволяющие переключить внимание, разрядить обстановку, заинтересовать, увлечь. Заданий разного рода стоит выбирать больше, чем успеешь рассмотреть на уроке. С одной стороны, озвучивание проблемных заданий провоцирует обучающихся на поиск самостоятельных решений, с другой – позволяет «маневрировать» на уроке.

Большую роль следует отводить подбору иллюстративного материала и оформлению презентационного сопровождения: тут и воспитание эстетического вкуса, и усиление эмоционального воздействия, одновременно – снижение уровня нагрузки на зрительный аппарат школьника. Большой помощник в этом деле – Интернет.

Плавание тел

Тип урока: урок изучения нового материала и первичного закрепления по методу «Учимся вместе».

Цели урока:

Академическая: Обучающиеся должны с опорой на ранее изученный материал осмыслить новые знания об условиях плавания тел и научиться применять полученные знания к анализу разнообразных жизненных ситуаций; усвоить знания об условиях плавания тел на уровне применения их в незнакомой ситуации.
Социально-психологическая: Обучающиеся должны развивать свои коммуникативные способности путём сотрудничества в малых группах при выполнении заданий; выявлять собственный уровень понимания и усвоения условий плавания тел, критически относиться к собственным достижениям в умении применять знания об условиях плавания тел в различных ситуациях.

Задачи урока:

Познавательные:

Создать условия для восприятия, осмысления и первичного закрепления новых знаний об условиях плавания тел путём использования преимуществ интерактивного обучения (обучения в сотрудничестве), подбора и визуализации содержательной части заданий для закрепления, мониторинга процесса обучения.
Формировать у обучающихся представление о логике и методах научного познания.
Добиться усвоения учащимися условий плавания тел на основе знаний о силах, действующих на тела, погруженных в жидкость или газ, и сложении сил, действующих вдоль одной прямой, плотности вещества.
Обучить приёмам переноса знаний о поведении тел в жидкостях и газах (тонут, всплывают, плавают) при анализе незнакомых ситуаций.
Расширить представления обучающихся о применении условий плавания тел на практике путём анализа разнообразных жизненно важных ситуаций.
Проконтролировать уровень усвоения знаний об условиях плавания тел и показать, что они вытекают из опыта и подтверждаются экспериментально. Формировать у обучающихся навыки самоанализа и самоконтроля.
Продолжить формирование новых компетенций, знаний и умений, способов деятельности путём использования современных информационных технологий обучения.

Воспитательные:

Содействовать формированию мировоззренческой идеи познаваемости явлений и свойств окружающего мира через показ взаимосвязи и взаимообусловленности явлений, значения причинно-следственных связей в познании явлений.
Способствовать 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 организации работы в малых группах, воспитание толерантности.
Содействовать формированию навыков самоорганизации путём создания ситуаций для самостоятельного принятия решений и проявления инициативы.

Развивающие:

Развивать познавательную активность обучающихся и познавательный интерес к предмету путём создания и решения в сотрудничестве проблемной ситуации.
Развивать навыки самостоятельной экспериментальной деятельности (организации, проведения и анализа результатов физического эксперимента), навыки конструкторской деятельности.
Продолжить формирование умений анализировать явления на основе имеющихся знаний: сравнивать, делать выводы и обобщения; выделять главную причину, влияющую на результат; делать логические заключения и развёртывать доказательство.
Проверить уровень самостоятельности мышления обучающихся по применению знаний в различных ситуациях.

Информационно-техническое обеспечение урока.

Интерактивная доска InterWrite Board.
Компьютер
Мультимедиа проектор
Мультимедиа презентация к уроку.
Система оперативного контроля знаний InterWrite PRS.

Формы организации познавательной деятельности:

индивидуальная,
парная,
групповая,
коллективная.

Ход урока

№ п/п	Этапы урока	Деятельность учителя	Деятельность обучающихся
1.	Организационный	Приветствие	Готовность к уроку.
2.	Природа припасла нам загадки… Постановка учебной проблемы. Целеполагание и мотивация. Выделение фактов и создание модели явления, выдвижение гипотезы.	Демонстрация опытов: Проблема 1. Кораблик из металлической фольги плавает на поверхности воды. Плотно скомканная фольга идёт ко дну. Почему? Проблема 2. Плавая, тела погружаются в воду на разную глубину. Почему? Проблема 3. Бросив виноградину в стакан с газированной водой, можно наблюдать, что через некоторое время она всплывает, а, достигнув поверхности, переворачивается и снова идёт ко дну. Почему меняется «плавучесть» виноградины? Тема урока: «Условия плавания тел». Цель урока (формулируем совместно с обучающимися): Изучить условия плавания тел в жидкости, научиться применять полученные знания.	Выдвижение гипотез. Выполнение записей в тетрадях.
3.	Спросим природу, прав ли Архимед? Изучение нового материала. Работа в группах. Проверка гипотезы с разных точек зрения.	Знания об условиях плавания тел мы получим, работая по принципу «Учимся вместе»: каждая группа выполнит свою часть общей работы. Успех общего дела будет зависеть от сотрудничества в каждой группе, от работы каждого члена группы. 1. Задание группе теоретиков. 1. На тело, находящееся внутри жидкости, действуют две силы: сила тяжести, направленная вертикально вниз, и архимедова сила, направленная вертикально вверх. Сформулируйте условия плавания тел из соотношения действующих на тело сил, и плотностей тела и жидкости. Как узнать, не проводя опыта, будет ли тело плавать полностью погруженным, выступать над поверхностью жидкости или тонуть? Сделайте вывод, пользуясь таблицей плотностей, тела из каких веществ будут плавать в воде. 2. Как бы вы определили (приблизительно) плотность прямоугольного бруска, плавающего в воде, если не оказалось ни весов, ни динамометра? Предложите способ. 2. Задание 1-й группе экспериментаторов. 1. Исследуйте поведение тел в жидкости в зависимости от соотношения архимедовой силы и силы тяжести: а) используя тела одинакового объёма, но разной массы, и воду; б) используя тела одинаковой массы, изготовленные из разных веществ, и воду; в) используя одно из тел и жидкости разной плотности. По результатам опытов заполните таблицу. Сделайте выводы. Оборудование: сосуды с жидкостями разной плотности, набор тел одинакового объёма, динамометр. 2. Предложите конструкцию простейших весов, действие которых основано на использовании архимедовой силы. 3. Задание 2-й группе экспериментаторов. 1. Исследуйте поведение тел в жидкости в зависимости от соотношения плотностей тела и жидкости: а) используя тела разной плотности и воду; б) используя одно из тел и жидкости разной плотности. Заполните таблицы. Сделайте выводы по результатам эксперимента. Оборудование: сосуды с жидкостями разной плотности, набор тел одинакового объёма, таблицы плотностей. 2. Пробирка с кусочком пластилина внутри плавает в воде. Изменится ли глубина погружения пробирки, если этот кусочек пластилина прикрепить ко дну пробирки снаружи? 4. Задание группе исследователей. 1. Исследуйте глубину погружения в воду брусков одинаковых размеров из различных пород деревьев, растущих по берегам реки Битюг (сосны, березы, рябины, осины, дуба, липы, клёна, ясеня). Какие породы представляют наибольшую опасность при попадании в воду? Дополнительное задание: Проведите в домашних условиях исследование зависимости глубины погружения брусков в воду от времени пребывания в воде. Представьте результаты исследования в графической форме. Оборудование: сосуд с водой, набор образцов древесины одинакового объёма, линейка. 2. Как можно использовать зависимость глубины погружения тел в жидкость для определения их плотности? Предложите конструкцию прибора, действие которого основано на подобной зависимости. 5. Задание группе конструкторов (компетентностно ориентированное задание): будет личный водолаз! «Французский ученый Рене Декарт (1596—1650) для демонстрации гидростатических явлений придумал особый прибор. Высокий сосуд наполнял водой, оставляя сверху небольшой объем воздуха. В сосуд опускал небольшую полую фигурку – «водолаза». Фигурку частично заполнял водой так, чтобы она немного выступала над уровнем воды в сосуде. Сверху сосуд плотно закрывал куском тонкой кожи. Нажимая на кожаную мембрану, можно было заставить фигурку плавать в воде на любой глубине, всплывать, а также тонуть. Опыт был так популярен, что игрушку в честь Декарта назвали картезианским водолазом (по латыни его фамилия Cartesius звучит как Картезий). С помощью картезианского водолаза можно демонстрировать закон Паскаля, архимедову силу, условия плавания тел. В современных условиях можно изготовить прибор, используя пластиковую бутылку с водой и пробирку или пипетку в качестве «водолаза». Наполните пробирку (пипетку) водой так, чтобы она плавала вертикально, практически полностью погрузившись в воду. Опустите пипетку – водолаза в бутылку, герметично закройте бутылку крышкой. При нажиме на стенки сосуда, водолаз начнёт заполняться водой. Изменяя давление, добейтесь, чтобы водолаз выполнял ваши команды: «Вниз!», «Вверх!» и «Стоп!» (остановка на любой глубине). Изготовьте прибор Декарта, пронаблюдайте за поведением «водолаза», объясните, почему он всплывает и тонет в зависимости от степени сжатия бутылки, и продемонстрируйте его действие. Полезную информацию можно найти в Интернете: Устройство: http://opodelkah.ru/forum/25-63-1 Посмотреть в действии: http://www.authorstream.com/Presentation/User_id-229492-7-education-ppt-powerpoint/ или http://www.univertv.ru/video/fizika/mehanika/7b34f1e3/poplavok_dekarta/?mark=all На основе «картезианского водолаза» можно сделать барометр, попробуйте! Ищите информацию по ссылке http://the-mostly.narod.ru/misc/home_meteostation.html	Распределение функциональных обязанностей в группах. Выполнение задания в сотрудничестве. Фиксация результатов работы в тетрадях: вывод формул, выполнение рисунков и схем, заполнение таблиц по результатам эксперимента.
4.	Обсуждение результатов групповой работы. Построение теории явления плавания тел.	Выделение главных идей. Коррекция сообщений: уточнение деталей. Работа со слайдом 6 презентации: заполнение строк таблицы по результатам отчётов групп о выполнении задания (выполнение записей на интерактивной доске).	Отчёт групп о выполнении задания. Выполнение записей на интерактивной доске. Записи в тетрадях. Обсуждение результатов работы.
5.	Эврика! Анализ следствий. Первичное закрепление.	Решение компетентностно-ориентированных заданий по теме «Плавание твёрдых тел, жидкостей и газов» (задания с иллюстрациями в презентации). Эвристическая беседа.	Работа с таблицами плотностей. Обсуждение ответов. Вывод о возможности управления «плавучестью» изменением средней плотности тел.
6.	«Держитесь на плаву!..». Самоконтроль с использованием системы оперативного контроля знаний InterWrite PRS.	1. В воду погружены бруски одинакового объёма. У какого из них больше плотность А) Одинаковая плотность. Б) Слева. В) В центре. Г) Справа. 2. На рисунке показаны одинаковые тела, находящиеся в сосудах с разными жидкостями. В каком сосуде плотность жидкости наибольшая? 3. Шарик плавает в керосине. А) Такой шарик будет плавать внутри воды. Б) Нельзя сказать, будет ли в воде такой шарик плавать или утонет. В) В воде шарик утонет. Г) В воде шарик будет плавать на поверхности. 4. Тело плавает в воде погрузившись на 1/3 своего объёма. Будучи помешенным в другую жидкость, оно будет плавать погруженным на 2/3 своего объёма. Чему равна плотность этой жидкости? А) 1500 кг/м³ Б) 2000 кг/м³ В)250 кг/м³ Г) 500 кг/м³ 5. На рисунке приведена зависимость масс двух жидкостей от их объёмов. (Жидкости могут смешиваться между собой.) В цилиндрический сосуд налили одинаковое количество этих жидкостей (по объёму) и опустили тело, которое плавает в данном растворе, погрузившись наполовину. Определить плотность этого тела. А) 1500 кг/м³ Б)3000 кг/м³ В) 500 кг/м³ Г) 6000 кг/м³	Выполнение тестового задания в парах в режиме интерактивного голосования с InterWrite PRS. Автозапуск вопросов. Режим отображения – таблица ответов.
7.	Подведение итогов: анализ деятельности и оценка результатов.	Исходя из полученных знаний, можно объяснить результаты опытов, продемонстрированных в начале урока. Работа со слайдом 27: Обратите внимание, что на сегодняшнем уроке мы использовали метод научного познания, отталкиваясь от экспериментально наблюдаемых фактов и ваших житейских наблюдений о поведении тел в жидкости (или газе): Факты → Обобщения (создание модели явления) → Гипотезы и следствия → Эксперимент → Теория. Мы сделали работу, на которую было потрачено немало времени, за один урок, объединив усилия. В единстве наша сила!	Обсуждение.
8.	Рефлексия деятельности.	Проанализируйте свою работу на уроке, подведите итоги, используя приём незаконченных предложений: «Сегодня на уроке я узнал, что…» «Мне было интересно…» «Мне было особенно трудно…» «Для меня осталось непонятным… и я …»	Работа с рефлексивным экраном: самооценка работы. Записи на листах самооценки. Высказывания обучающихся.
9.	Дифференцированное домашнее задание (дополнительно к основному).	Подготовьте по теме «Условия плавания тел» презентацию, интерактивный плакат или другой мультимедиа продукт (вариант: тест или видеозадачник), используя ресурсы сети Интернет. Сделайте опыты, поделитесь информацией с друзьями. Наследие Архимеда Домашний лабораторный практикум по физике Физика на воздушных шариках Занимательные опыты Разноцветные шарики или опыт Плато. Наподобие подводной лодки. Морской житель Читайте книгу: Гулиа Нурбей. «Удивительная физика». Электронная версия http://bookz.ru/authors/gulia-nurbei/udivitel_196/page-17-udivitel_196.html	Записи в дневники.

12.03.2011