МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА УРОКА ПО ТЕХНОЛОГИИ ПРОБЛЕМНО -ДЕЯТЕЛЬНОСТНОГО ОБУЧЕНИЯ
методическая разработка по физике (10 класс) на тему

Использование личностно-ориентированной технологии проблемно-деятельностного, развивающего обучения на уроках физики.

Разработала учитель физики

 высшей категории Сенина Раиса Ивановна

МОУ СОШ №3 с углубленным изучением

 музыкальных предметов им. А.П.Иванова.

г. Бежецк, Тверская обл.

Деятельность обучающихся при изучении нового материала строится по следующей логической цепочке:

создание проблемной ситуации,

формулировка проблемы,

выдвижение гипотезы,

обоснование гипотезы,

проверка гипотезы.

При использовании данной технологии, я ставлю трехуровневую образовательную  цель обучения:

1. На уровне знакомства:  ученик должен знать формулы, законы, формулировки, графики.

2. На уровне понимания:  то же плюс примеры проявления законов, решение задач второго уровня.

3.  На уровне применения:     ученики применяют законы, решают задачи третьего уровня, доказывают свои действия. 

Развивающая цель обучения:    учить детей планировать свою деятельность, выдвигать гипотезы, обосновывать, экспериментировать, решать проблемы. Развивать умение самостоятельно приобретать новые знания, формировать логическое мышление.

Воспитательная цель:  развивать умение работать в малых группах, формировать интерес к физике.

Применяется форма работы в малых группах, деловое коллективное общение.

Техническое оснащение: компьютер, интерактивная доска, видеозаписи опытов трёх изопроцессов, цилиндр переменного объёма, манометр, сосуд с горячей водой, колба, пробирки с горизонтальной трубкой и пробкой, бутылка с водой., стакан.

Тип урока: формирование новых знаний.

Урок рассчитан на 2 часа

Пример применения технологии проблемно-деятельностного, развивающего обучения в 10 классе при изучении темы «Изопроцессы в идеальном газе»

Ход урока:

После повторения предыдущей темы и уравнений    создаю проблемные ситуации:

1)        бутылка с водой (не полная). Предложить выпить всю воду, плотно обхватив губами горлышко, так, чтобы снаружи воздух в нее не проникал. Проблема: почему это не удается? Что происходит с воздухом в ней? Какие параметры меняются? Какие не меняются? (Температура, масса). Какая связь между V и P?

Ученики записывают предположения в тетрадь и на доске (гипотезы).

2)        в 1 л (0,5 л) банку налить горячей воды до 1/5 объема банки. Закрыть крышкой. Охватить за боковую стенку, встряхнуть несколько раз. Крышка соскакивает. Почему? Какие параметры не меняются? (V, m); воздух нагревается. Связь P и T?

3) дилатометр с каплей жидкости (или таблица).

Капля жидкости может свободно перемещаться в трубке по горизонтали (см. рис..1). Какие параметры и как меняются? Не меняются Р, m. Какая связь V и T?

Выяснив, что в каждом опыте не изменяется масса воздуха и один из его параметров, ученики сами формулируют тему урока и цель: установить зависимость между двумя переменными параметрами при постоянном третьем и проверить это на опыте.

Класс делится на группы: физики-теоретики и физики-экспериментаторы в НИИ.

Учитель задает вопрос: Каков план вашей деятельности по решению проблемы?

Обсуждаем и записывают:

1)        формулировка проблемы: установить связь между параметрами газа P  и V; P и T; V и T при постоянном 3 параметре и неизменной массе.

2) выдвижение гипотезы о математической зависимости между параметрами.

3) теоретическое обоснование гипотезы (вывод формул).

4) экспериментальная проверка гипотез (фронтальные опыты).

5) применение знаний в различных ситуациях (задачи).

После работы в группах с учебником 3 физика-теоретика делают вывод формул и рисуют на интерактивной доске графики в осях PV, VT, PT трёх  газовых законов, остальные ученики  в тетрадях заполняют таблицу. Каждый закон проговаривают вслух и объясняют с молекулярной точки зрения. Дают определения изопроцессов.

Учитель: итак, вы обосновали теоретически ваши гипотезы. Сравните с первоначальными предположениями (элемент критического мышления).

Далее другие 3 теоретика рисуют графики изопроцессов в иных координатных осях.

Показываем на интерактивной доске таблицы-опоры (см. рис. 2). Учитель объясняет семейство изобар, изохор и изотерм. Соответствующие листы-опоры – у каждого учащегося (рис.2).

Обсуждаем границы применимости законов.

Возвращаемся к проблемным опытам в начале урока и ученики называют: какой изопроцесс, закон в каждом опыте.

Далее ученики приступают к экспериментальной проверке газовых законов.

Физики-экспериментаторы – 3 человека делают перед классом опыты и объясняют их (цилиндр переменного объема,  стеклянный сосуд с горячей водой, манометр жидкостный с теплоприемником и опыт: нагреть стакан в горячей воде, затем вверх дном прижать к клеенке стола; через несколько минут его трудно снять).

Все ученики в группах  или парах делают фронтальный опыт по проверке изобарного процесса: пробирка с пробкой и горизонтальной трубкой, в которой капля подкрашенной воды.

Пробирку с воздухом нагревают руками (догадаться самим).

Во время экспериментов еще раз дают определения изопроцессов и формулировки законов.

Ученики делают записи, затем просматривают видеоролики «Изохорный, изобарный, изотермический процессы»

Ученики говорят, где применяются газовые законы (газопровод, воздушные шары, дирижабли, насосы, подводные лодки, газы в баллонах, шины, резиновая лодка и т.п.).

После решения поставленной проблемы переходим к применению знаний в различных ситуациях, решению задач, контролю знаний.

І. Качественные задачи (фронтально)

1. Применимо ли уравнение состояния для атмосферы Венеры, где P в 100 раз выше, чем у Земли? (нет, газ не идеальный)

2. Почему в баллонах газы ацетилен, кислород, азот, пропан находятся под высоким давлением? (газ быстрее будет вытекать при том же объеме)

3. Закрытая пластиковая бутылка, вынесенная на балкон в холодную погоду, сжимается. Почему? (понижается T и P)

4. Почему после длительной поездки давление в шинах повышается? (шины нагреваются)

5. Почему не удается наполнить бутылку жидкостью, если воронка плотно прижата к стенке горлышка? (воздух внутри бутылки сжимается, создавая воздушную пробку). Изотермический процесс.

6. Баллоны электрической лампы наполняют азотом или инертным газом при пониженном давлении. Почему? (при нагревании газа его «P» повышается)

7. Почему оболочки аэростатов окрашивают в светлые тона? (Т↑, Р↑). Разрыв, если темные.

ІІ. Графические задачи (у доски)

1.        Как изменяется объем газа в процессе 1→2? Процесс не явный (см. рис. 3).

2.        Дайте информацию о процессах изменения состояния газа. Изобразить в Р, Т. (рис.4)

3.        Построить диаграмму по ситуации: газ сжимают изотермически, затем нагревают при постоянном давлении.

ІІІ. Тестирование – 3 уровня сложности. (рис.5)

Взаимопроверка в парах (ответы на доске).

Разбор ошибок, комментирование оценок.

Домашнее задание – дифференцированное:

І уровень: §69, примеры.

ІІ уровень: §69, примеры, упр. 13 - №1.

ІІІ уровень: §69, упр. 13 - №1, графики (рис. 6).

Результаты урока:

1.        Учащиеся самостоятельно поставили проблему и решили ее.

2. Учащиеся смогли применить знания для решения задач второго и третьего уровня сложности, в нестандартных ситуациях.

3. Эксперимент, научность, самостоятельность работы развивает учащихся и формирует у них познавательный интерес, умение работать в парах,  группах. индивидуально

 Урок – виртуальная компьютерная лабораторная работа

Физика – наука экспериментальная.

Учащимся предлагается самостоятельно провести небольшое исследование, используя компьютер (ртутные трубки Мельде нельзя применить в школе). Оснащение физического кабинета не всегда позволяет провести лабораторные работы. Компьютерное приложение к лабораторной работе, включающее виртуальную модель лабораторной установки, теорию и тестовые задания, создает образную модель процесса, облегчает усвоение знаний, позволяет эффективно использовать время, развивает умения и навыки работы с компьютером, дает возможность для рефлексии, самоконтроля и самооценки. Задания исследовательского и творческого характера повышают заинтересованность учащихся в изучении физики и являются дополнительным мотивирующим фактором.

Учащиеся исследуют зависимость, строят график, делают расчетные задачи и задание творческого и исследовательского характера.

На оценку «3»: выполнить три экспериментальных задания, заполнить таблицу и сделать вывод.

На «4»: то же + построение графика.

На «5»: то же + вопрос и задача.

Дополнительные творческое задание на «5»

Смоделировать опыт: поставить трубку под углом. Определить h1, V4 и рассчитать P4*V4.

Вариант 10

Тема:   Проверка закона Бойля-Мариотта

Цель работы:  познакомиться с одним из способов проверки закона, убедиться в его справедливости.

Оборудование:  трубка Мельде, барометр, испытуемый газ – воздух.

Теория

        Состояние газа характеризуется тремя величинами (параметрами). Это объём –V, давление - Р, температура-T. В природе и технике, как правило, происходят газовые процессы, при которых изменяются все три параметра. Могут происходить газовые процессы, при которых один из параметров не меняется.

        Такие процессы называются изопроцессами

        Процесс, протекающий при неизменной температуре, называется изотермическим.

Для него справедлив закон Бойля-Мариотта.

Давление данной массы газа при неизменной температуре изменяется обратно пропорционально объему

или произведение давления и объема для данной массы газа при неизменной температуре не меняется.

P1*V1 = P2 *V2=…=Pn*Vn

Описание прибора

        Трубка Мельде – это стеклянная трубка, укреплённая на миллиметровой линейке. Один конец трубки запаян, в ней находится небольшое количество ртути – столбик высотой h. Площадь поперечного сечения канала трубки 1мм2. Исследуемая масса газа находится между запаянным концом трубки и столбиком ртути.

Порядок выполнения работы

1. Расположите трубку горизонтально и определите объём исследуемой массы воздуха V1. Измерьте длину столбика ртути внутри трубки h.(рис. 7)

2. По барометру определите величину атмосферного давления P0.  (рис 8)

3. Расположите трубку вертикально открытым концом вверх, определите объём исследуемой массы газа во втором состоянии V2. Рассчитайте давление газа по формуле:         P2=P0+h (рис.9)

4. Расположите трубку вертикально открытым концом вниз. Снова определите объём газа V3 в третьем состоянии. Рассчитайте давление газа P3 по формуле: P3=P0-h (рис.9)

5. Для всех 3 опытов найдите произведение давления и объёма P*V.

Результаты опытов занесите в таблицу:

6. Найдите среднее значение произведения

7. Округлите результат до двух значащих цифр и по этим данным постройте график зависимости между давлением и объёмом в координатах P,V – изотерму. Сделайте вывод.

Пример построения графика (рис.11), таблица (рис.12)

Сделайте вывод.

Контрольные вопросы и задания:

1. При каком условии справедлив закон Бойля – Мариотта?

2. Производит ли газ давление в состоянии невесомости?

3. Решите задачу.

Задача:

В баллоне объемом 0,3 м3 находится газ по давлением 3 ат и температуре 20 0С. Найти объем газа при нормальных условиях.

Литература:

1. И.В. Никитина. Инновационные педагогические технологии, 2007

2. Г.К. Селевко. Педагогические технологии авторских школ, 2005

3. Журнал «Физика в школе», №5,2012

4. Газета «Первое сентября»,2012

5. Г.П. Сальникова. Учебное пособие. Педагогическое пособие, 2008

6. Е.Н. Степанов.педагогу о современных подходах и концепциях воспитания, 2007