Мастер- класс «Формирование УУД в процессе интеграции предметов естественно – математического цикла» (на примере интегрированного урока профильного курса математики, физики, биологии «Красота самоподобия» (11 класс).
методическая разработка по физике (11 класс) на тему

Мастер- класс «Формирование УУД в процессе интеграции предметов естественно – математического цикла»

(на примере интегрированного урока профильного курса математики, физики, биологии «Красота самоподобия» (11 класс).

С.Н. Цель современной системы образования, поставленная новыми федеральными образовательными стандартами, т.е.  государством, четко определена: развитие личности на основе формирования универсальных учебных действий, познания и освоения мира.

Сегодняшнее, информационное общество запрашивает человека обучаемого,

А.М. способного самостоятельно учиться и многократно переучиваться в течение постоянно удлиняющейся жизни, готового к самостоятельным действиям и принятию решений.

Г.В. Иными словами, школа должна ребёнка: «научить учиться», «научить жить», «научить жить вместе», «научить работать и зарабатывать» (из доклада ЮНЕСКО «В новое тысячелетие»).

С.Н. Интеграция — необходимое условие современного учебного процесса, она позволяет активно формировать универсальные учебные действия, которые направлены на достижение планируемых результатов: предметные, метапредметные, личностные. УУД группируется в 4 основных блока: личностные, регулятивные, познавательные, коммуникативные.

  А.М. Как пример интеграции, способствующей и формированию у старшеклассников научного мировоззрения через целостное восприятие окружающего мира и развитию навыков коммуникации, а, значит, в целом, и формированию универсальных учебных действий, может служить интегрированный урок профильного курса математики, физики, биологии «Красота самоподобия» (11 класс).

А начали мы этот урок так:

Г.Ш.   КОРОНЫ

Три науки вечерком

Говорили об одном:

Как фракталы изучают,

И как в жизни применяют.

Учитель биологии:

Если только не лениться,

Молвит старшая сестрица,

То фрактал найдешь повсюду,

Долго говорить не буду,

И в сосудах и в листве и в капустном кочане.

Учитель физики:

Кто науки не боится,

Молвит средняя сестрица,

Молнии, облака, кристаллы

Напоминают про фракталы.

Учитель математики:

Кто к познанию стремится,

Молвит младшая сестрица,

Тот во век не знает скуки,

Видя красоту науки!

 Г.Ш.  Царь:

Цыц, девицы, помолчите,

Вы, ведь, все у нас сестрицы.

Спорить вам совсем не дело,

Разберемся с темой смело!

Учитель математики: Мы продолжили урок, обращаясь к учащимся.

Как вы уже поняли, сегодня мы будем говорить об уникальных объектах, порожденных непредсказуемыми движениями хаотического мира. Их находят в таких огромных объектах как причудливая линия морского берега,  замысловатая форма облака, размашистая крона цветущего дерева. И это все - фракталы.

Учитель физики: Как вы думаете, какова цель нашего интегрированного занятия курсов математики, физики и биологии? (ответы учащихся через постановку вопросов: Что такое фрактал? Где мы встречаемся с ними? Для чего они нужны?)

Г.В. Как вы понимаете, коллеги, интеграция предметов в современной школе позволяет наиболее эффективно организовать учебную деятельность и создавать условия в формировании УУД на разных этапах урока:

• на уровне целей
• на уровне мотивов
• на уровне рефлексии и т.д.

Учитель математики: Так что же такое фракталы?

Учитель биологии: Чтобы ответить на этот вопрос, обратимся к текстам на ваших столах. Вам необходимо его прочитать, выделить галочкой важное, восклицательный знак – что вас удивило, вопросительный знак  - непонятно, Время работы -  три минуты.

На данном этапе уроки применяется технология формирования критического мышления через чтение, то есть формируются познавательные универсальные учебные действия – происходит осмысленная обработка информации.

Учитель математики: Что такое фрактал? Кто изобрел? Классификация и виды фракталов? (ответы учащихся сопровождаются слайдами презентации)

«Почему геометрию часто называют "холодной" и "сухой" ? Одна из причин заключается в ее неспособности описать форму облака, горы, береговой линии или дерева. Облака - не сферы, горы - не конусы, береговые линии - не окружности, древесная кора не гладкая, молния распространяется не по прямой. Природа обладает не просто большей сложностью, а сложностью совершенно иного уровня».

Учитель математики: Давайте рассмотрим геометрический фрактал -треугольник Серпинского. На цветных листах на ваших столах имеется задание. Прочитайте. Как был создан этот фрактал? Рассчитайте площадь десятого треугольника. Время 1 минута. Сообщите о результатах и ходе вычисления своему партнеру по плечу. Попрошу высказаться стол 1 участника1…Кто еще хочет высказаться?

На данном этапе урока ученик должен уметь организовать свою деятельность, решить конкретную проблему, а это способствует формированию регулятивных универсальных учебных действий.

Учитель биологии:  Фракталы находят все большее применение в науке. Основная причина в том, что они описывают реальный мир лучше, чем традиционные физика, химия, биология.

Учитель математики:  Конец ХХ века ознаменовался не только открытием поразительно красивых и бесконечно разнообразных структур, названных фракталами. Но и осознанием фрактального характера природы.

Учитель биологии:  Окружающий нас мир очень разнообразен. Как сказал биолог Джон Холдейн, «Мир устроен не только причудливей, чем мы думаем, но и причудливей, чем мы можем предполагать»

Учитель математики:  И его объекты не укладываются в жесткие рамки евклидовых линий и поверхностей.

Учитель физики: Фракталы не изобретение Мандельброта они существуют объективно. В природных формах и процессах, в науке и искусстве, которые этот мир отображают и познают. Именно «За изменение нашего взгляда на мир, благодаря идеям фрактальной геометрии» Бенуа Мандельброту в 1993 году была присуждена почетная премия Вольфа в области физики. А где в биологии мы встречаем фракталы, об этом знает ГВ.

Учитель биологии:(рассказ учителя сопровождается слайдами презентации)

  В живой природе фракталы отображают процессы созидания. В биологии при изучении роста растений была выявлена такая закономерность как "Ветвление". Ветвление возникло в процессе эволюции тела растений еще до появление органов. Существуют несколько типов ветвления: дихотомическое, моноподиальное, симподильное. Учащимся предлагается выполнить лабораторную работу по определению видов ветвления.

А система поисков познания окружающего мира, построения самостоятельного процесса поиска, исследования – все это опять направлено на формирование познавательных универсальных учебных действий.

Учитель физики: Данный урок проходил в преддверии новогодних праздников. И кстати была песня «Одна снежинка, еще не снег, еще не снег, одна снежинка – уже… фрактал». Основой для формирования снежинок являются мелкие частицы пыли или микроскопические льдинки, которые служат ядром для конденсации на них молекулы воды. Ядро кристаллизации - это то, с чего начинается образование снежинок. Все больше и больше молекул воды присоединяются к растущей снежинке в определенных местах, придавая ей отчетливую форму шестигранника. Снежинка — это монокристалл льда, вариация на тему гексагонального кристалла, но выросшего быстро, в неравновесных условиях. Она имеет вполне выраженную фрактальную форму, в основе которой шестиугольные кристаллы льда. При определенных условиях, при отсутствие ветра, падающие снежинки могут сцепляются друг с другом, образуя огромные снежные хлопья. Весной 1944 года в Москве выпали хлопья размером до 10 сантиметров в поперечнике, похожие на кружащиеся блюдца. А в Сибири наблюдались снежные хлопья диаметром до 30 сантиметров. Самая большая снежинка была зафиксирована в 1887 году в американской Монтане. Ее диаметр составил 38 см, а толщина – 20 см. Для этого феномена необходимо полнейшее безветрие, ведь чем дольше снежинки путешествуют, тем больше сталкиваются и сцепляются друг с другом.

А где еще встречаются фракталы, для чего они нужны? (ответы старшеклассников)

Г.В.- После работе с текстом, учащиеся отметили область применения фракталов как в естественно – математическом направлении, так и в гуманитарных науках.  Именно на этом этапе урока можно говорить о формировании личностных универсальных  действий, ведь они обеспечивают ценностно-смысловую ориентацию учащихся 

С.Н. Применительно к учебной деятельности следует выделить следующие виды личностных действий:

— личностное, профессиональное, жизненное самоопределение;

— смыслообразование, т. е. установление учащимися связи между целью учебной деятельности и ее мотивом, другими словами, между результатом учения и тем, что побуждает деятельность, ради чего она осуществляется. Ученик должен задаваться вопросом: какое значение и какой смысл имеет для меня учение? — и уметь на него отвечать;

Учитель математики:  Красота фракталов далеко не исчерпана и еще подарит нам немало шедевров - тех, которые услаждают глаз, и тех, которые доставляют истинное наслаждение разуму. Подтверждение тому фрактальная графика в исполнении итальянской художницы Сильвии Кордетто (фильм «Искусство Сильвии Кордетто»)

Учитель физики:  Посмотрите, насколько близки наука и искусство, ведь мир - единое целое. И сегодня это становится очевидным вам не только в школе на интегрированных занятиях, но и ученым с большой буквы. Вы уже услышали мнение члена корреспондента РАН Михаила Валентиновича Ковальчука, вот созвучное вызказавание другого физика -Ричарда  Фейнмана «Науки разделены не естественным путём, а лишь из соображений удобства. Природа не заинтересована в подобном разделении и многие интересные явления лежат именно на стыке разных областей науки».

Учитель математики:  При подведении итогов учащимся предложено написать в таблице, что они думали о фракталах в начале нашей беседы, и что  думают теперь (30 секунд). Пишет каждый, проговаривает, затем команда формулирует общее мнение, записав его на большом листе. Представитель каждой команды знакомит присутствующих с этими выводами и размещает лист на доске. Таким образом, на этом и других этапах урока коммуникативные универсальные действия обеспечивают социальную компетентность и учет позиции других людей, партнеров по общению или деятельности; умение слушать и вступать в диалог; участвовать в коллективном обсуждении проблем; интегрироваться в группу сверстников и строить продуктивное взаимодействие и сотрудничество со сверстниками и взрослыми.

Учитель биологии:   Оцените работу своей команды. Отвечает стол №1 участник №1 и т.д.

Учитель физики: Задание на дом:1. Найдите применение фракталов в науках, жизни человека.

2.Творческое задание: Попробуйте создать фрактал и найти его применение.

Г.В. Таким образом, интегрированный подход  в формировании УУД  дает возможность

• показать учащимся «мир в целом», преодолев разобщенность научного знания по дисциплинам.
• С.Н.  планировать предметные цели и результаты обучения на уровне учебных действий, которыми овладевают обучаемые в процессе освоения содержания по данной теме.
• А.М. создавать благоприятные условия в формировании УУД: познавательных, регулятивных, личностных и коммуникативных.

Учитель математики:   Мы поблагодарили старшеклассников за сотрудничество на уроке. И в заключении хочется сказать, что, когда смотришь на какой-нибудь фрактал, и думаешь, может быть здесь зашифровано целые множества параллельных миров, которые нам предстоит узнать. «Всматривайтесь в простое - и вы увидите сложное!»

Учитель биологии:   Перспективы научных исследований в области фракталов, безграничны, как сама природа.»Всматривайтесь в привычное – и вы увидите неожиданное!»

Учитель физики: Фракталы всегда находятся вокруг нас, это важный элемент любой науки, а точнее всей нашей жизни. «всматривайтесь в малое – и вы увидите большое!»