Формирование умений структурировать информацию на уроках физики в 7 классе
методическая разработка по физике (7 класс) по теме

Формирование умений структурировать информацию на уроках физики в 7 классе.

С экранов телевизоров, в последнее время часто звучит фраза: «Миром будет управлять, тот, кто быстрее найдет необходимую информацию». Я считаю, что эту фразу необходимо  продолжить: «…сумеет эту информацию проанализировать, синтезировать и применить в нужной ситуации». Исходя из вышесказанного, можно определить задачи образования, как не передача определенного объема знаний от учителя к ученику, а как возможность самостоятельного усвоения новых знаний, умений и компетентностей, т.е. умения учиться. В связи с этим приоритетным направлением становится обеспечение развивающего потенциала новых образовательных стандартов. Системно – деятельностный подход, лежащий в основе разработки стандартов нового поколения, строится по принципу: от действия к мысли, что в свою очередь  помогает ученику быстрее и качественнее адаптироваться в нашем информационном мире.

Структурирование информации – это технология представления информации в виде,  отражающем связи (смысловые, ассоциативные, причинно-следственные и другие) между понятиями, частями, составляющими предметной области, которую необходимо изучить.

Структурирование знаний относится к общеучебные УУД и включает в себя: составление схемы к информационному блоку, составление простого плана к тексту, составление таблицы к тексту, составление тезисного плана к тексту, выделение ключевых понятий к теме, составление опорно-логической схемы, составление плана- конспекта к тексту, составление развернутого плана к тексту, составление каталога литературы или иных источников, преобразование текстовой информации в график.

Предмет физика вводится в школьную программу с седьмого класса, поэтому какими- то общеучебными действиями учащиеся уже владеют и могут свои умения перенести с других дисциплин школьного курса. Так, например: составление простого плана к тексту, учащиеся учились делать ранее на уроках литературы, истории, русского языка и т.д. поэтому у них уже присутствует высокий уровень сфомированности УУД.

Каждый учитель понимает, что нельзя научить школьника структурировать свои знания за один урок. Это кропотливый труд, требующий пропедевтической работы. Свою деятельность в этом направлении я начала  работой с текстами. Основная задача такой работы: уметь находить главное и второстепенное в тексте. На первом этапе  учащиеся выбирают из предложенного текста или параграфа учебника ключевые понятия, зачитывают их, затем ведется обсуждение.

Следует помнить, что формирование общеучебных умений происходит на уроке, и не является отдельным предметом  школьной программы. Поэтому лучше, если предложенные тексты будут небольшого объема (на начальном этапе) и содержать материал урока в краткой форме (текст 1). Формируя умения выделять главное в тексте, одновременно осуществляется и закрепление пройденного материала. В качестве домашнего задания можно предложить учащимся составить вопросы к данному тексту, или дополнить его.

Постепенно тексты увеличиваем в объёме, включаем в них второстепенную информацию и соответственно усложняем задания к ним.  Своим ученикам, я предлагаю выступить в роли редакторов научного журнала. Каждому ученику предлагаю текст, в котором автор допустил ошибки (текст 2). Учащимся необходимо отредактировать текст: исправить ошибки и уменьшить размеры текста до определенного объёма (задается количество слов или предложений). Такая работа не только формирует умения выделять ключевые понятия к теме, отделять основную информацию от второстепенной, но и проверяет уровень усвояемости материала по предмету. Параллельно ведется работа и по поиску необходимой информации в различных источниках. Учитывая возраст учащихся, а это 12-13 лет за основу заданий можно брать детские сказки рассказы, стихи. Учащимся предлагается провести анализ текста и объяснить, почему то или иное событие возможно или невозможно с точки зрения физики.  Ценность такой работы заключается не только в извлечении необходимой информации, но и умении её проанализировать и применить к конкретной ситуации.

На следующем этапе работы, я предлагаю учащимся тексты, в которых идет описание или сравнение нескольких физических понятий или явлений.  Задачи, которые я ставлю на этом этапе работы: научиться проводить сравнительный анализ текста и осуществлять правильную постановку вопросов к нему. Только овладев данными умениями на достаточно хорошем уровне можно перейти непосредственно к преобразованию информации в таблицы, кластеры, блок-схемы.

Концептуальные таблицы и кластеры наиболее приемлемый способ структурирования информации в седьмом классе, так как и с таблицами и с кластерами учащиеся работали уже ранее на уроках истории, природоведения, географии.

Концептуальные таблицы представляют собой матрицу, составление которой дает возможность более четкого сравнительного анализа (если необходимо рассматривать каждый из изучаемых процессов, объектов или явлений более детально) или комплексной оценки (в том случае, когда рассматриваемые процессы, объекты, явления или события изучаются как составляющие единой проблемы, события, объекта, процесса или явления).

Предлагаю рассмотреть работу по формированию умений составлять таблицу на примере темы «Агрегатные состояния вещества» (текст 3). Для работы учеников класса распределяю на три группы (можно проводить работу и по рядам), каждому ученику необходимо иметь несколько цветных фломастеров или маркеров, а так же распечатанный текст. Каждой группе учащихся предлагается по одному агрегатному состоянию вещества, необходимо найти и подчеркнуть в тексте характеристики этих состояний. Затем зачитывается выделенный материал, обсуждается, и выделяется учащимися других групп на своих листах, но уже другим цветом. Таким образом, характеристики разных агрегатных состояний выделены будут у каждого ученика, причем разными цветами, что позволит им легче ориентироваться в тексте при дальнейшей работе. В обсуждении выделенного материала мы ставим вопросы: почему я выделил это? О чем говорится в данном предложении или фрагменте предложения? Краткие ответы на поставленные вопросы записываются школьниками на обратной стороне листа. Например: выделена фраза молекулы (атомы) расположены в определенном порядке, на небольшом расстоянии друг от друга, здесь говорится о расположении молекул в твердом агрегатном состоянии. Учащиеся записывают: «расположение молекул».

Выделив, таким образом, все ключевые параметры для каждого агрегатного состояния мы переходим к построению таблицы. Записанные краткие ответы будут являться предметом сравнения и дадут нам число колонок в таблице, а количество агрегатных состояний вещества число строк. По окончании работы проверяем полученный результат, по необходимости корректируем его.

Аналогичным образом проводится работа и по составлению таблицы к теме «Равномерное и неравномерное движение». Когда принцип составления таблиц уяснен учащимися в должной мере, они переходят к самостоятельному преобразованию информации.

Большие объемы информации оптимально систематизировать с помощью кластеров, что делает работу более четкой и логически выстроенной. На мой взгляд, кластеры позволяют так же экономить время на уроке. Учитывая, что скорость письма у всех учеников в классе разная для записи информации в текстовом виде, затрачивается гораздо больше времени.

На начальном этапе, своей работы,  я использую этот метод структурирования информации для подведения итогов урока. Так в седьмом классе, рассматриваются способы измерения массы тел. Рассмотрев тему в полном объеме, я предлагаю ученикам подвести итоги урока и одного из них приглашаю к доске. Определив ключевую фразу (способы измерения массы тел), учащиеся располагают её в центральном овале. Так как существует несколько способов измерения массы, то для каждого из них вычерчивается по овалу меньшего размера, к которым с помощью стрелочек прикрепляем окружности,  где указываем, что необходимо знать или чем нужно воспользоваться, чтобы определить массу тела.

 Задания подобного типа можно предлагать учащимся и в качестве творческой домашней работы, это могут быть нарисованные кластеры, выполненные в виде аппликации или на компьютере. На следующий урок все работы помещаются на доске в классе. Учащиеся анализируют работы одноклассников, делают на них рецензию, выбирают лучшие из них.

На следующем этапе, работа ведется по той же схеме, но  происходит усложнение материала, теперь с помощью кластера учащиеся проводят обобщение не одной изученной темы, а раздела в целом.  Здесь целесообразно опираться на кластеры, сделанные ранее при подведении итогов урока. Подобная работа формирует умения анализировать и обобщать полученную ранее информацию, строить логические рассуждения.

Овладев методикой составления таблиц и кластеров, учащимся можно предложить и другие способы структурирования информации: денотатные графы,  схемы «Фишбоун»,  ментальные карты, опорные и логические конспекты, все это поможет учащимся справиться с любыми объёмами информации.

Текст 1.

Очень часто мы сталкиваемся с необходимостью измерения той или иной физической величины.  Для измерения физических величин применяют измерительные приборы. Самыми простыми измерительными приборами являются линейка, мензурка. Более сложными являются  термометр, секундомер, весы.

Все измерительные приборы имеют шкалу. На ней нанесены при помощи штрихов деления и над соответствующими делениями – значение величины. Многие шкалы являются равномерными, то есть расстояния между смежными делениями одинаковы.

Перед проведением измерений всегда определяют цену деления прибора. Для определения цены деления прибора необходимо взять два ближайших значения с числовым обозначением, из большего вычесть меньшее и разделить на число делений между ними.

Но при помощи измерительного прибора мы не можем измерить значение физической величины точнее некоторого значения.

Например,  при помощи линейки, с ценой деления  1мм   мы можем измерить длину с точностью до 1мм и не меньше, а мензурка с ценой деления 5мл не позволит выполнить измерения точнее 5 мл.

Чем меньше цена деления, тем больше точность измерения, таким образом каждое измерение может быть выполнено с большей или меньшей точностью.

Текст 2.

В современной технике широко применяют различные виды  тепловых двигателей.  Машины,  в которых внутренняя энергия топлива превращается в электрическую энергию.  Одним из таких двигателей является паровая турбина. В паровой турбине пар, нагретый до высокой температуры,  вращает вал двигателя без посторонней помощи.

Простейшая паровая турбина состоит из вала, на который насаживают диск. По ободу диска размещают лопатки. Около лопаток размещают трубы – сопла, в которые поступает пар из котла. Струи пара, вырывающиеся из сопел, оказывают значительное давление на лопатки и приводят диск турбины в быстрое колебательное движение.

Впервые примитивные паровые турбины были использованы на лесопилках в восточной части США в 1883-1885 гг. для привода дисковых пил. Пар подводился через ось и далее, расширяясь, направлялся по трубам в радиальном направлении. Каждая из труб заканчивалась изогнутым наконечником. Таким образом, по конструкции описываемое устройство являлось весьма близким к турбине Герона, обладало крайне низким  КПД, но более подходило для привода высокооборотных пил, нежели паровая машина с ее возвратно-поступательным движением поршня. К тому же для нагрева пара использовалось, по тогдашним понятиям, бросовое топливо - отходы лесопильного производства.

Впрочем, эти первые американские паровые турбины широкого распространения не получили.

 В современных турбинах применяют не один, а несколько дисков, насаженных на общий вал. Пар последовательно проходит через лопасти всех дисков, отдавая каждому из них часть своей энергии.

В нашей стране  строят паровые турбины мощностью от нескольких киловатт до 1200000кВт.  

Преимуществом паровых турбин является возможность использования в котле самого широкого спектра топлив, включая твердые. Однако использование тяжелых нефтяных фракций и твердого топлива снижает экологические показатели турбин.                  Паровые турбины широко используются во всем мире, так как они обладают большим сроком службы и неприхотливы в эксплуатации. Однако в нашей стране более распространены атомные электростанции, поэтому использование паровых турбин неактуально.

Текст 3.

Любое вещество состоит из молекул, а его физические свойства зависят от того, каким образом упорядочены молекулы и как они взаимодействуют между собой. В обычной жизни мы наблюдаем три агрегатных состояния вещества — твердое, жидкое и газообразное.

Различные агрегатные состояния характеризуются определенными качественными свойствами. Так, например газы – способны неограниченно расширятся, то есть они ни имеют определенной формы и не сохраняют свой объем. Газы занимают весь предоставленный им объем и принимают форму сосуда, в котором находятся.  Жидкости, подобно газам  легко принимают форму сосуда, в который они помещены, но при этом не изменяют свой объем (возьмите литр молока и перелейте его из бутылки в трех литровую банку, от этого молока у вас не станет больше). Следовательно, жидкости сохраняют свой объем, но не сохраняют форму.  Основным свойством твердых веществ является то, что они сохраняют и форму и объем.

Одно и то же вещество может находиться в различных агрегатных состояниях. Например:  воды (жидкое состояние), замерзая вода переходит в твердое состоянии – лед, а при кипении обращается в газообразное состояние – пар. Существование у веществ нескольких агрегатных состояний вызвано расположением и движением молекул в веществе.

Всем известно, что газ легко сжимается, следовательно, расстояние между молекулами газа во много раз больше размеров самих молекул. В связи с этим притяжение молекул газа мало. Кинетическая энергия теплового движения его частиц (молекул, атомов) значительно превосходит потенциальную энергию взаимодействий между ними, поэтому частицы движутся почти свободно, целиком заполняя сосуд, в котором находятся.

Жидкость - агрегатное состояние вещества, промежуточное между твердым и газообразным. Для нее характерна большая подвижность частиц и малое свободное пространство между ними. В жидкости молекулы размещаются очень близко друг к другу. Поэтому плотность жидкости гораздо больше плотности газов (при нормальном давлении). Тепловое движение молекул жидкости состоит из сочетания коллективных колебательных движений и происходящих время от времени скачков молекул из одних положений равновесия в другие. Кинетическая энергия теплового движения  частиц практически равна потенциальной энергии взаимодействия между ними. При наличии внешней силы, сохраняющей свое направление более длительное время, чем интервалы между скачками, молекулы перемещаются в направлении этой силы, что и приводит к текучести жидкости.

В твердом агрегатном состоянии молекулы (атомы) расположены в определенном порядке, на небольшом расстоянии друг от друга, что приводит к тому, что потенциальная энергия взаимодействия молекул (атомов) значительно больше кинетической энергии их теплового движения. На микроскопическом уровне атомы прикрепляются друг к другу химическими связями, и их положение друг относительно друга фиксировано. Говорят, что атомы твердых тел создают кристаллическую решетку. Молекулы и атомы твердых тел колеблются около своего положения равновесия и не могут далеко переместиться от него.