Интеллектуальная игра «Корпускулярно-волновой дуализм»
методическая разработка по физике (11 класс) по теме

Интеллектуальная игра «Корпускулярно-волновой дуализм»

(внеклассное  мероприятие в рамках элективного курса «Фундаментальные эксперименты в физической науке»).

Тип урока: креативный. 

Вид контроля: тематический.

Тема: «Корпускулярно-волновой дуализм»

Продолжительность занятия – 40 минут.

Класс: 10–11.

Оборудование: компьютерный класс с выходом в Интернет; колонки; проектор; интерактивная доска.

Форма организации: интеллектуальная игра.

Цель: повторение, обобщение и систематизация учебного материала тем «Опыты, послужившие основой возникновения волновой теории света» и «Зарождение квантовой теории», оценка результатов усвоения и подготовка к изучению темы «Квантовая физика» в 11 классе.

Задачи:

1.  Уточнить и систематизировать научные знания о природе видимого излучения, формируя представления о дуализме свойств в микромире, закрепить экспериментальные умения на основе моделирования ситуаций на компьютере (обучающая).
2.  Используя активные формы работы в игровой ситуации, создать для каждого ученика ситуацию успеха и условия для развития интеллекта, качеств креативности (беглость, гибкость и оригинальность мысли, разработанность идей)  и активного саморазвития учащихся  (развивающая).
3.  Воспитывать убежденность в возможности познания законов природы,  уважение к творцам науки; умение сотрудничать в процессе совместного выполнения творческих задач, обосновывать высказываемую позицию, уважительно относиться к мнению оппонента, принимать решения в конфликтной ситуации согласно культуре межличностных взаимоотношений (воспитывающая).

Актуальность: требование времени – внедрение в образовательный процесс игрового моделирования. Технология кроссворда взаимосвязана с проектной и игровой технологиями, поэтому имеет сходные с ними идеи: развивающий, исследовательский, коммуникативный, рефлексивный подходы. Как всякий проект, кроссворд ориентирован на индивидуальный подход к личности учащегося, предоставляет ему творческую свободу и возможность самому выбирать образовательные технологии. Известно, что решение кроссвордов – это «гимнастика ума». Процесс контроля знаний становится творческим и увлекательным. Положительные эмоции, возникающие у детей, предупреждают перегрузку.

Межпредметные связи: история, астрономия, изобразительное искусство.

Практическое применение: Использовать разработку можно  на внеклассном  мероприятии в рамках предметной недели, на уроках  при изучении тем «Электромагнитные колебания и волны» (в разделе «Свет – электромагнитная волна»), «Квантовые явления» (в разделе «Поглощение и испускание света атомами») в VIII  – IX  классах. Также в X –XI классах при изучении тем «Электродинамика» в разделе «Волновые свойства света» и «Квантовая физика и элементы астрофизики» (в разделе «Корпускулярно-волновой дуализм»).

Условия успеха

1. Учет возрастных особенностей. В 10 — 11  классах учащиеся применяют интеллектуальный инструментарий для доказательства своей точки зрения и проявления мировоззренческой позиции [3].
2. Учет  направления программы.  Квантовые идеи тесно связаны с рассматриваемой ранее волновой теорией электромагнитного излучения.
3. Учет уровня класса и каждого ученика. Можно заранее сообщить ученикам неизвестные термины и темы программы для успешного решения кроссворда.
4. Согласно шести валеологическим показателей ЗОЖ положительные эмоции  поддерживаются в  процессе игры. Участниками движет азарт, поэтому активны все. Учитель поощряет веселое настроение и удачные ответы.
5. Приветствуется элемент состязания (это активизирует познавательную деятельность).  Обязательно дать возможность желающим пояснить ответы.  В случае расхождения мнений — провести дискуссию. Акцент на полных, логически обоснованных ответах, на лучших вариантах объяснения явлений; на удачных примерах практического применения знаний по теме. Нестандартная форма контроля знаний способствует формированию научного мировоззрения, то есть,  повышает качество обучения.

Основные дидактические требования: структуризация учебного материала; интерактивность обучения; адаптивность обучения с учетом уровня знаний, умений, психологических особенностей каждого обучающегося [1].

Игровая задача: выяснить природу видимого излучения.

Методы обучения: проблемное изложение (свет – волна или поток корпускул?); метод проектов в логике «дизайн-петли» [4]; ассоциация (метод формирования идеи корпускулярно-волнового дуализма в микромире с помощью решения кроссворда эффективен, так как новое знание нанизывается на старое, что способствует обучению творческой личности); частично-поисковый метод (поиск и изучение информации, просмотр и анализ презентации, использование Интернет-ресурсов, проведение анализа основных понятий и законов по теме); использование информационно-коммуникативных технологий  позволяет обучающимся познакомиться с явлениями, исследовать модели. Использование интерактивной доски вносит дополнительную динамику в развитие  урока. Но в центре учебного процесса — учитель, а не компьютер [2].

Психологические аспекты: самостоятельные исследования актуализируют факторы интеллекта, присущие творческой деятельности, максимально реализовываются потенциальные возможности к обучению  каждого ученика. Во время игры легко определить формальных и неформальных лидеров, мотивированных и безразличных участников и т.п. Участникам иногда приходится принимать решения в конфликтной ситуации, значит, происходит освоение функции управления конфликтом.

Личностно - значимое понимание: В разгадывании кроссворда важен результат, что эффективно мотивирует учеников. Они осваивают тему, даже не думая об этом. В итоге, внимание обучающихся акцентируется на актуальных проблемах современной науки. Это позволяет углубить представления учащихся об экспериментальном методе познания в физике. В режиме интерактивного взаимодействия у школьников происходит изменение личностных ценностных ориентаций, деловое общение наполняется  более гуманным, нравственным смыслом.

Планируемый результат: формирование знаний о дуализме свойств в микромире – фундаментального утверждения современной науки; развитие  критического мышления учащихся. Основной акцент делается на научный и мировоззренческий аспект образования по физике, являющийся важным вкладом в создание интеллектуального потенциала страны.

В содержание кроссворда включены знания и умения, наиболее значимые для формирования общей культуры.

Предлагаю  сценарий занятия элективного курса «Фундаментальные эксперименты в физической науке». Если ввести оценку уровня эрудиции, то получится принципиально новый тип интеллектуальной игры — тест-кроссворд, позволяющий оценить общую подготовку ученика по физике и широту его кругозора [11].

Интеллектуальная игра  «Корпускулярно-волновой дуализм»

Краткая инструкция для обучающихся

1. Кроссворд — это задача-головоломка; ее суть в заполнении пересекающихся рядов клеток (по вертикали и горизонтали) словами, разгадываемыми по приводимому списку определений смысла этих слов.
2. Кроссворд имеет 25 заданий  (11 по горизонтали и 14 по вертикали).
3. Игра позволяет оценить Вашу общую подготовку по темам «Опыты, послужившие основой возникновения волновой теории света» и «Зарождение квантовой теории»  и широту Вашего кругозора.
4. На вопросы кроссворда Вы должны ответить, совещаясь в группе, заполняя пустые клетки.
5. Можно обосновывать ответы и доказывать на опыте свою точку зрения.
6. Соревнуются группы детей.  Вопросы  к кроссворду задает учитель.

Слова учителя. Что же такое свет? Ответ на этот вопрос интересовал всех физиков на протяжении всей истории существования науки. Но единой точки зрения как не было, так и нет, а свет, с его непостижимыми и загадочными свойствами, так и остается загадкой. Рискнете ответить на этот вопрос еще раз?  

Вопросы по вертикали

1.        Макс Планк ввел это понятие и вывел формулу Е=hν. (квант).

2.        Явление, подтверждающее, что свет - поперечная электромагнитная волна (поляризация )

4.        Кем была впервые измерена скорость света лабораторным методом? (Физо).

5.        Частица света (фотон).

6.        Еще в древности установили, что примерно через  18 лет, затмения повторяются. Этот промежуток был назван … (сарос).

7.        Прибор с фотографической регистрацией спектра (спектрограф).

10.        Английский ученый, автор «анатомии» света, впервые высказал идею корпускулярно-волнового дуализма света (Ньютон).

11.        Это определяет состояние периодического колебательного процесса (фаза).

12.        Это происходит из-за рефракции солнечных лучей в неоднородной атмосфере (мираж).

13.        Прозрачное тело, ограниченное с двух сторон сферическими поверхностями (линза).

15        Явление разложения света призмой, объяснил Ньютон (дисперсия).

19.        Что можно увидеть, если высота солнца над горизонтом не больше 42° (радуга)?

21.        Автор уравнения  hν=Авых + mv2/2 (Эйнштейн).

23.        В 1887 он открыл вырывание электронов из вещества под действием ультрафиолетового излучения (Герц).

Вопросы по горизонтали

8.        Сложение световых волн, при котором наблюдается пространственное распределение интенсивности света в виде чередующихся светлых и тёмных полос (интерференция).

9.        Это определяется частотой колебаний (цвет).

11.        Какой цвет фотонов видимого света обладает максимальным импульсом (фиолетовый)?

14        Явление отклонения распространения волны от законов геометрической оптики (дифракция).

15.        Это характерно для всех частиц вещества – электронов, протонов, атомов и т.д.        (дуализм).

16.        Совокупность лучей разных цветов, полученных после разложения белого цвета (спектр).

17.        Голландский художник, использовавший для своих картин  камеру-обскуру (Вермер).

18.        Открытие Басова, Прохорова и Таунса (лазер).

20.        Диапазон  с длинами волн ≈ 380-760 нм (видимый).

22.        Какой цвет стекла нужно использовать, чтобы не увидеть синюю двойку на белом фоне        (синий)?

24.        Плоская поверхность, отражающая свет в одном направлении (зеркало).

Подведение итогов, саморефлексия

Слова учителя. "Противоположности не противоречия, а дополнения" - гласит девиз Н.Бора. Как представить себе объект, обладающий взаимоисключающими свойствами? Как такие свойства могут объединяться и дополнять друг друга?

Прошу вас заполнить свой «Лист успеха». Подведем итоги нашей игры.

Дизайн-петля —  алгоритм проектной деятельности[4]

Шаг 1. Определение потребности

Шаг 2. Исследование объектов

Шаг 3 . Требования к объекту

Шаг 6. Планирование

Шаг 4. Выработка первоначальных идей

Шаг 5. Анализ идей. Выбор одной

Шаг 7. Изготовление

Шаг 8 .Оценка (рефлексия)

Оценка решения кроссворда «Оптика и квантовая физика» (оценка учителя). 

«Лист успеха»

Спасибо за внимание. Сдайте работу учителю. До новых встреч!

Список литературы

1. Зайцева Е.Н.Оценка эффективности самостоятельного обучения студентов в телекоммуникационной среде средствами непараметрической статистики. - IEEE International Conference on Advanced Learning Technologies. Kazan. Russia, 9- 12 August 2002. -с. 107-111.
2. Малинин Г.А., Ляшко Л.Ю. Образование. Взгляд в будущее. Обнинск: [б.и.], 2004.
3. Роджерс К. Искусство консультирования и терапии. М.: [б.и.], 2002.
4. Романовская М.Б. Метод проектов в учебном процессе. М.: Центр «Педагогический поиск», 2006.
5. Шишмакова Е. Педагогическая техника. М.: НИИ школьных технологий, 2006.
6. Эльконин Б.Д. Об одном из путей психологического изучения рефлексии. Новосибирск, [б.и.], 1987.
7. Mirosoft  Corporation  Партнерство в образовании  М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2007.

Список Интернет-ресурсов

8. Л.К. Мартинсон, Е.В. Смирнов. Квантовая физика. [www документ] — URL: http://fn.bmstu.ru/phys/bib/physbook/tom5/ch1/texthtml/ch1_5.htm
9. Информационная площадка по теме “Интерактивная доска. Использование интерактивной доски учителем в школе”. —  www.interaktiveboard.ru
10. Википедия — свободная энциклопедия. [www документ] — http://ru.wikipedia.org
11. Портал Клякс@.net. Раздел «Копилка».  [www документ] —http://www.klyaksa.net/htm/konkurs1/krosswords/index.htm
12. Сайт  «Библиотека звуковых эффектов». — http://www.tatarovo.ru/sound.html
13. Единая коллекция ЦОР.— http://school-collection.edu.ru/catalog/ext
14. Сайт «Физика в анимациях» — http://physics.nad.ru/physics.htm 
15.  Сайт подготовки к ЕГЭ — http://college.ru/fizika/
16.  Российский общеобразовательный портал. —http://experiment.edu.ru/catalog.asp?cat_ob_no=12331