Практико-ориентированные задачи как способ формирования предметных и метапредметных компетенций обучающихся.
статья

«Практико-ориентированные задачи как способ формирования предметных и метапредметных компетенций обучающихся»

Н.И. Комарова, преподаватель физики ОГБПОУ «ТМТТ»

2019 год

Федеральный государственный образовательный стандарт основного общего образования (ФГОС ООО) ориентирован на становление целого ряда личностных характеристик выпускника, среди них: заинтересованность в познании мира; умение ориентироваться в мире профессий; способность осознавать значение профессиональной деятельности для человека в интересах устойчивого развития общества и природы. В связи с этим важнейшим требованием общества к подготовке обучающихся становится формирование у них готовности к применению полученных знаний и умений в процессе своей жизнедеятельности.

Большими возможностями для реализации идей, заложенных в Стандарте второго поколения, обладает технология практико-ориентированного обучения, основная идея которой состоит в обеспечении единства приобретения знаний и формирования практического опыта их использования при решении жизненно важных задач.

Одним из основных средств реализации практико-ориентированной технологии в процессе обучения физике являются задачи с практическим содержанием.

Практико-ориентированные задания можно использовать на различных этапах урока для реализации самых разных учебных целей. Одна из них – диагностика у обучающихся предметных и метапредметных образовательных результатов.

Под физической задачей с практическим содержанием будем понимать задачу, направленную на выявление физической сущности объектов природы, производства и быта, с которыми человек взаимодействует в процессе своей практической деятельности.

Таким образом, технологии практико-ориентированного обучения физике способствуют реализации требований ФГОС СОО и оценки уровня сформированности у обучающихся предметных и метапредметных компетенций, что позволяет повысить уровень учебной мотивации и сформировать у обучающихся готовность к взаимодействию с объектами природы, производства и быта, выйти на уровень компетентного поступка.

Примеры практико-ориентированных задач

Задача 1. Гоночные машины «в хвосте» друг у друга.

Почему гонщики часто стараются пристроиться вплотную к впереди идущей машине (как говорят, «сесть на хвост»)?

Как это влияет на переднюю машину? Почему  идущая на обгон задняя машина, выходя из-за передней, получает резкий толчок вперед?

Ответ: Гоночная машина, «сидящая на хвосте» другой, увлекается вперед вихревым потоком, который оставляет впереди идущая машина, и испытывает меньшее лобовое сопротивление, поскольку передняя машина рассекает воздушный поток. Когда задняя машина идет на обгон, возникает мощный толчок. Часть воздуха, обтекающего со стороны обгона переднюю машину, направляется в довольно узкое пространство между двумя машинами, ускоряется, и давление в этой области понижается. Тогда давление позади обгоняющей машины (с той стороны, с которой она ближе к передней) оказывается больше, чем впереди нее. Эта разность давлений и создает толчок, который задняя машина получает в тот момент, когда она выходит из-за передней. Передняя машина получает такой же толчок назад.

Задача 2. Торможение по мокрой дороге.

Если, двигаясь на автомобиле по мокрой дороге с большой скоростью, резко затормозить, то автомобиль поведет себя как глиссер; шины его начнут скользить по тонкой пленке воды, практически не касаясь дороги. Почему это происходит? Почему автомобиль не всегда скользит на мокрой дороге, даже если тормоз не нажат?
Существует ли такой рисунок протектора, который уменьшает  этот эффект? В действительности аналогичный эффект возникает и при равномерном движении автомобиля со скоростью 90 − 120 км/ч, если на дороге имеется слой воды толщиной около 1 см.

Ответ: Предлагалось несколько рисунков протектора, уменьшающего  вероятность «аквапланирования». Например, канавка может отводить воду к задней точке контакта протектора с дорогой, откуда вода будет выбрасываться наружу. По другим, более мелким канавкам вода может отводиться в стороны. Наконец, небольшие углубления на протекторе могут как бы «промокать» водяной слой на дороге, прикасаясь к нему непосредственно перед зоной основного контакта протектора с дорожным покрытием. Во всех случаях задача состоит в том, чтобы как можно скорее убрать воду из зоны контакта и не допустить аквапланирования.

Аквапланирование − это скольжение по воде. При движении автомобиля по мокрой поверхности создаётся так называемый "водяной вал", который возникает перед каждым колесом за счёт того, что автомобиль вытесняет воду при контакте колеса с дорогой. Пятно контакта это четыре точки касания дороги шинами. В каждой точке касания колеса с дорогой и возникает вал из вытесненной воды.

Автомобиль толкает водный вал перед собой, преодолевая дополнительное сопротивление качению. Но в один из моментов скорость превышает некую максимально допустимую величину для данного покрытия и данной толщины водяного покрова, и начинается аквапланирование − свободный "полёт" автомобиля по поверхности мокрого дорожного полотна.

Задача 3. Коррозия хромированной поверхности.

Вы, наверное, замечали, что хромированные детали вашего автомобиля со временем подвергаются коррозии (правда, сейчас эту проблему в какой-то степени удалось решить). Она обычно возникает на дефектах внешнего слоя хромированного покрытия (рис.), поэтому в прежние времена такое покрытие старались делать достаточно толстым и равномерным, чтобы снизить вероятность образования дефектов. Однако даже при нормальной эксплуатации автомобиля ржавчина все равно появлялась. Тогда было обнаружено, что коррозия, напротив, снижается, если хромированная поверхность изобилует мелкими дефектами. Поэтому теперь на хромированных поверхностях специально создают мелкие дефекты. Почему дефекты в слое хрома приводят к коррозии и почему, когда их много, коррозия, напротив, уменьшается?

Ответ: Коррозия начинается тогда, когда электроны, отдаваемые  влажным никелем, туннелируют сквозь окисный слой на поверхности хрома к атомам металла, образующего окисел. В результате никель в месте дефекта медленно растворяется. Скорость этой реакции определяется притоком электронов. Если в хромированной поверхности имеется, лишь небольшое количество довольно крупных дефектов, все электроны идут оттуда, никель быстро растворяется, и обнажающееся железо начинает ржаветь. Если же на поверхности много мелких дефектов, то каждый из них отдает небольшое количество электронов, растворение никеля происходит медленнее, и тогда бампер вашего автомобиля служит дольше.