КОЗ - по физике.
статья по физике на тему

Модели

компетентностно-ориентированных заданий.

      В рамках разработки измерителей для ЕГЭ и ГИА было разработано несколько моделей компетентностно-ориентированных заданий. Ниже для трёх моделей заданий приведены рекомендации по конструированию текста (что дано в задании?), вопросов (что нужно определить?), а также критериев оценивания и, при необходимости, инструкции к выполнению заданий.

Качественные задачи

Содержание качественных задач строится на изученном программном материале. Основная цель – приложение имеющихся знаний к реальным жизненным ситуациям.

Пример 1

• Контекст – явление окружающей действительности.

• Содержательная принадлежность – МКТ и термодинамика.

• Деятельностная компонента:

– предметные умения – использовать понятийный аппарат школьного курса физики для объяснения явлений и процессов окружающей действительности, подбирать адекватную физическую модель для описанного явления,

– умения работать с информацией – понимать смысл использованных в тексте физических терминов.

• Форма задания – с развёрнутым ответом.

• Уровень сложности – повышенный.

Инструкция. В задаче С1 следует записать развёрнутые ответы на оба задания.

С1. В холодную влажную погоду стёкла автомобиля часто запотевают и видимость дороги уменьшается из-за рассеяния света мелкими капельками воды на стекле.

1. Укажите причину, по которой в данной ситуации бесполезно использовать щётки стеклоочистителя.
2. Поясните, какие физические процессы наблюдаются в данном случае.
3. Предложите, что может предпринять водитель, чтобы предотвратить запотевание стёкол. Ответ поясните.

Образец возможного решения

Элементы ответа:

1. Указано, что щётки стеклоочистителя использовать бесполезно, т.к. стекло запотевает с внутренней стороны. Это происходит за счёт того, что температура стекла ниже температуры воздуха в салоне с водителем и пассажирами, но выше температуры наружного воздуха. Следовательно, конденсация происходит на внутренней поверхности стекла, а на внешней поверхности влага может только испаряться.

2. Предложен один из способов с объяснением:

а) можно открыть окна, тогда температура воздуха в салоне и за окном станет одинаковой; б) можно включить обдув стекла холодным воздухом, что позволить охладить стекло с внутренней стороны и предотвратить конденсацию на нём воды.

Расчётная задача

Что дано в задании. Описание физического явления или процесса жизненного характера; описание строится на естественном языке, по возможности, без использования физической терминологии, таким образом, чтобы учащемуся необходимо было «трансформировать» ситуацию на язык физики. Следует предусмотреть не менее двух свойств объекта или процесса, которыми необходимо пренебречь, чтобы задачу можно было решить при помощи известных учащимся законов физики. При этом в тексте задачи должны быть сделаны в естественной форме указания на эти условия (которые в стандартных задачах обычно считаются лишними).

Что нужно определить. Необходимо оценить указанную величину, т.е. найти её примерное значение.

Критерии оценивания. Полное правильное решение предполагает:

– выбор модели (указание на явление и условия, которые позволяют пренебречь другими свойствами объекта);

– выбор системы уравнений (законов), необходимых для решения задачи;

– выбор значений физических величин из имеющихся справочных данных или исходя из здравого смысла по описанию объекта (например, плотности, размеров тел и т.д.);

– проведение математических преобразований и вычислений.

В инструкции к заданию необходимо предусмотреть указание на все элементы правильного ответа.

Пример 2

• Контекст – объяснение явлений и процессов окружающей действительности, поддающихся объяснению при помощи физических моделей.

• Содержательная принадлежность – электродинамика.

• Деятельностная компонента:

– предметные умения – применять при необходимости количественные расчёты с использованием соответствующих формул и законов, выстраивать собственный алгоритм решения задачи (проблемы), комбинируя стандартные алгоритмы;

– умения работы с информацией – переводить информацию из одной знаковой системы в другую.

• Форма задания – с развёрнутым ответом.

• Уровень сложности – высокий.

• Максимально – 4 балла.

Инструкция. Задание С5 представляет собой расчётную задачу, полное правильное решение которой должно включать указания на описанное в тексте задачи явление, условия, при которых можно использовать выбранные законы и формулы, запись всех необходимых законов и формул, а также математические преобразования, значения использованных физических величин, расчёты с численным ответом и, при необходимости, рисунок, поясняющий обозначение физических величин и решение.

С5. На поверхности воды глубокого пруда в безветренный день плавает надувной круглый плот. Пасмурное небо затянуто сплошным облачным покровом. Оцените максимальную глубину под плотом (в зависимости от его размеров), на которой может плавать маленькая рыбка, чтобы её не могли обнаружить придонные хищники. Глубиной погружения плота пренебречь.

Образец возможного решения (рисунок обязателен). Под плотом образуется область тени за счёт преломления света. День безветренный, значит, поверхность воды можно считать горизонтальной, сплошной облачный покров позволяет считать падающий на поверхность свет рассеянным. Водоём глубокий, следовательно, можно пренебречь отражением света от дна. Пренебрежём также и рассеянием света в воде. При этих допущениях область тени – это конус, образующую которого очерчивают лучи света, которые до преломления у краёв плота распространялись вдоль поверхности воды.

Согласно рисунку, глубину h тени можно определить по формуле где а – радиус плота.

Значение tgγ найдём из закона преломления света где n – показатель преломления воды, а γ = 90°.

Показатель преломления воды относительно воздуха в соответствии со справочными данными примем равным 4/3, тогда sinγ = 1/n = 3/4;

Пусть радиус плота равен 2 м, тогда глубина тени

Задания на основе текстов физического содержания

Содержание текстов конструируется на материале, выходящем за рамки программы средней школы по физике. Основная цель – понимание информации физического содержания и применение вновь полученной информации с учётом имеющегося запаса знаний. Используются тексты объёмом не менее 200 слов. В тексте должны содержаться один-два неизвестных учащимся термина, значение которых имеется в тексте в неявном виде. По возможности рекомендуется использовать различные способы представления информации – графики, таблицы, диаграммы. По каждому тексту предлагается не менее трёх заданий разного уровня сложности (базового и повышенного).

• Пример 3

Прочитайте текст и выполните задания 1–5.

Микроволновая печь. В микроволновых (СВЧ) печах продукты нагреваются как бы изнутри, поглощая энергию электромагнитных волн сверхвысокой частоты. В бытовых микроволновых печах частота достигает 2450 МГц, а излучение создаётся особым электронным устройством – магнетроном – и отражается металлическими стенками печи.

СВЧ-излучение мгновенно проникает в глубь продукта, возбуждает молекулы воды, и за счёт этого продукт нагревается вплоть до температуры кипения воды.

При готовке с использованием СВЧ-излучения посуда должна быть из диэлектрических материалов: жаропрочного стекла, обычного фарфора и керамики, но без рисунков и ободков, наносимых металлсодержащими красками. Металл в краске может вызывать электрические разряды. Вся посуда должна предусматривать выход для пара.

От вредного воздействия СВЧ-излучения хозяек защищает металлический кожух и конструктивные ловушки по периметру дверцы. При включении магнетрона дверца блокируется, чтобы её нельзя было открыть. При открывании дверцы, повышении температуры стенки камеры или кожуха печи специальные датчики мгновенно отключают магнетрон.

Задание 1. Какое из приведённых ниже значений наиболее вероятно соответствует длине волны излучения, используемого в бытовых микроволновых печах?

1) 1,22 м; 2) 12,2 см; 3) 8,2 м; 4) 8,2 см.

Задание 2. Миша решил впервые воспользоваться микроволновой печью и разогреть себе борщ на обед. Какую посуду он может для этого использовать?

Задание 3. Миша нечаянно уронил на дверцу СВЧ-печи тяжёлую кастрюлю, и дверца немного погнулась. Миша решил проверить безопасность микроволновки при помощи специального детектора СВЧ-излучений. В детекторе антенна, регистрирующая излучение, находится в корпусе. Из каких материалов может быть сделан корпус детектора?

1) Медный или стальной лист;

2) пластмасса или фарфор;

3) резина с медной сеткой;

4) алюминиевая фольга.

Задание 4. Мишина мама решила купить новую микроволновку, причём такую, чтобы можно было печь румяные пирожки и быстро размораживать продукты. Ниже приведены характеристики четырёх микроволновых печей одного ценового диапазона. Какую из них вы посоветуете выбрать мишиной маме?

Задание 5. Миша обнаружил, что рассада помидоров развивается лучше (высота растений увеличивается) по мере удаления от неисправной СВЧ-печки.

Он запланировал поместить вокруг рассады металлическую сетку и повторить эксперимент. Какую из перечисленных ниже гипотез подтвердит запланированный эксперимент, если выяснится, что в новых условиях развитие рассады не зависит от расстояния до СВЧ-печки?

1) СВЧ-изучение, проникающее наружу, пагубно сказывается на развитии живых организмов;

2) в неисправной СВЧ-печке при работе образуются ядовитые вещества, которые отравляют живые организмы;

3) влияние СВЧ-излучения не зависит от расстояния до печки;

4) развитие растений зависит от расстояния до СВЧ-печки.