Мастер-класс по физике на тему: "Рефлексивно-деятельностный подход как средство формирования исследовательской деятельности на уроках физики" (практика)

Мастер-класс «Рефлексивно-деятельностный подход, как  средство формирования исследовательской деятельности при изучении физики».

Цель: показать, формирование исследовательской деятельности при изучении физики через рефлексивно-деятельностный подход.

Образовательная: рассмотреть рефлексивно-деятельностный подход, как  средство формирования исследовательской деятельности.

Развивающая: развивать умение наблюдать, видеть проблему, вдумчивость, любознательность, ставить цель, добывать знания, понимать, оценивать и соотносить свою точку зрения с мнением других, проводить самоанализ и самооценку.

Воспитывающая: воспитывать раскованность чувств и движений, сочетающихся с умением выдерживать нормы поведения, умение вести диалог, слушать других.

Методы, приемы, способы: обмен мнениями, групповое обсуждение, дискуссия; эксперимент.

Оборудование: компьютер и презентация, карточки с заданиями.

Здравствуйте, уважаемые коллеги.

Главная задача каждого учителя сегодня - не только обеспечить прочное и осознанное усвоение знаний, умений и навыков, но и развитие способностей учащихся, приобщение их к исследовательской  деятельности.

К сожалению, очень часто учитель не предоставляет свободы ученику, когда он пытается ответить на вопрос. Учитель не ждёт, сразу же задаёт другой наводящий вопрос. Можно ли учить так, чтобы каждый ребёнок рассуждал над проблемой своим путём, своим темпом, но при необходимости мог сопоставить свою точку зрения с одноклассниками, может даже изменить её? Да, можно. Помочь ученику раскрыться, лучше использовать свой потенциал помогает исследовательская деятельность  на уроке.

Для меня в процессе обучения главным является рефлексивная и практическая деятельность, которая создаёт условия для формирования исследовательской деятельности учащихся.

Об этом мы  и поговорим на занятии. Вы, учителя, будите в роли учеников, проводить различные исследования, делать выводы по данным исследованиям, а ребята будут нам помогать.

Одним вариантом исследовательской деятельности учащихся можно считать постановку практической задачи в самом начале изучения новой темы. Этот вариант сводится к постановке и решению проблемы и требует особо тщательной проработки.

Первая серия опытов

Звучит музыка, заставка №1

На уроке по изучению равновесия тел я предлагаю эксперимент «Загадочный стул».

Выходит один из учителей для демонстрации данного опыта.

Опыт № 1 «Загадочный стул».

Цель опыта: показать значение центра тяжести для поддержания равновесия.

Материалы: стул, человек с меткой на спине и на животе (на 20 см выше уровня пупка два кружка)

Если я скажу вам: «Сейчас вы сядете на стул так, что не сможете встать, хотя и не будете привязаны», вы примете это, конечно, за шутку.

• Сядьте,  держа туловище отвесно и не пододвигая ног под сиденье стула.
• Попробуйте встать, не меняя положения ног и не нагибая корпуса вперед.

Итог: встать не смогли. Никаким усилием мускулов не удастся вам встать со стула, пока вы не пододвинете ноги под сиденье или не подадитесь корпусом вперед.

Почему так происходит?

Чтобы понять, почему это так, нам придется побеседовать немного о равновесии тел вообще и человеческого в частности. В таком положении невозможно подняться со стула. Стоящий предмет не опрокидывается только тогда, когда отвесная     линия, проведенная из центра тяжести, проходит  в пределах его основания.

Так называемые «падающие башни» — в Пизе, в Болонье или хотя бы «падающая колокольня» в Архангельске не падают, несмотря на свой наклон, также потому, что отвесная линия из их центра тяжести не выходит за пределы основания (другая, второстепенная, причина та, что они углублены в землю своими фундаментами).

Стоящий человек не падает только до тех пор, пока от­весная линия из центра тяжести находится внутри площадки, ограниченной краями его ступней. Центр тяжести туловища сидящего человека находится внутри тела, близ позвоночника, сантиметров на 20 выше уровня пупка. Проведите отвесную линию из этой точки вниз: она пройдет под стулом, позади ступней. А чтобы человек мог стоять, линия эта должна проходить между ступнями.

Значит, вставая, мы должны либо податься грудью вперед, перемещая этим центр тяжести, либо же пододвинуть ноги назад, чтобы подвести опору под центр тяжести. Обычно мы так и делаем, когда встаем со стула. Но если нам не разрешают делать ни того, ни другого, то встать мудрено, как вы и убеждаетесь на описанном опыте.

Сформулируйте, пожалуйста, вывод.

Вывод: предмет  не опрокидывается, когда отвесная линия, проведенная из центра тяжести, проходит  в пределах его основания.

Опыт «Загадочный стул» ориентирует учащихся не только на усвоение отдельных понятий о центре тяжести, о равновесии тел, но и на способы этого усвоения, на исследовательскую деятельность,  на развитие творческого потенциала ученика.

Оказывается очень часто в строительстве, в оборонной промышленности  встречаются конструкции со смещённым центром тяжести.

Далее мы разбираем пример со  смещённым центром тяжести, который не совпадает с телом. Выходит ученик и показывает опыт.

На столе собраны конструкции: «Парящие вилки», «парящий молоток», «12 гвоздей».

Опыт № 2 «Парящие вилки».

Цель опыта: показать значение центра тяжести для поддержания равновесия.

Материалы: две вилки, спичка, пустой стакан

• Соединяем две вилки вместе.
• Вставляем кончик спички в  место соединения вилок, а другой конец ставим на край деревянной палочки.
• Поджигаем кончик спички, который свисает с края палочки.

Итог: две вилки держатся на кончике спички, которая, в свою очередь, другим концом стоит на краю деревянной палочки.

Как две тяжёлые вилки держатся на кончике спички?

Две вилки и зубочистка образуют твердое тело. У него есть где-то центр масс, и есть точка опоры. Силы тяжести будут стремиться привести тело в такое положение, чтобы центр масс был как можно ниже, этого можно добиться, если он будет располагаться точно под точкой опоры. В нашем случае так получилось, что центр масс геометрически не принадлежит телу, такое бывает, если тело имеет причудливую форму, и поэтому его положение равновесия кажется немного странным. 

Сформулируйте, пожалуйста, вывод.
Вывод: центр масс геометрически не принадлежит телу, поэтому его положение равновесия кажется немного странным.

Введение в теорию осуществляю через практическую задачу «Парящие вилки», а над её, казалось бы, простым решением нужно подумать. Вовлекая каждого ученика в исследовательскую деятельность, я застав­ляю его задумываться над вопросом «Почему вилки парят в воздухе?», «Как связать это явление с центром тяжести?», развивая у него навыки аналитической и рефлексивной дея­тельности.

Ещё одним из ярких опытов на равновесие тел является опыт «Четыре стула».

Выходят 4 человека (мальчики)  и демонстрируют опыт.

Опыт № 3 «4 стула».

Цель опыта: определить условие равновесия тела.

Материалы: 4 стула, 4 участника.

• Ставлю  4 стула  по кругу перпендикулярно друг другу.
• Сажаю 4 участников так, чтобы  колени следующего  находились за спиной предыдущего участника.
• Участники скрепляют руки в центре.
• Каждый ложится на колени предыдущего участника.
• Достаю стулья из под каждого.
• Фигура держится в воздухе.

Итог: участники держатся в воздухе, опираясь на колени друг друга.

Как участники держатся?

Вывод: тело находится в равновесии, если равнодействующая всех сил, приложенных к телу равна нулю.

Когда мы проходим тему «Сложение сил» я предлагаю проделать опыт с яйцом.  Оказывается, что сломать яичную скорлупу не так - то просто.

Выходит один желающий и пробует раздавить яйцо.

Опыт № 4 «Легко ли сломать яичную скорлупу?»

Цель опыта: исследовать прочность яичной скорлупы снаружи и внутри.

Материалы: сырое яйцо, халат,  разбитая скорлупа, иголка, таз, тряпка, перчатки.

• Взять сырое яйцо
• Сдавить двумя руками и попробовать раздавить его.
• Сдавить уже разбитое яйцо.

Итог: раздавить яйцо, зажав его между ладонями очень сложно, но сломать его изнутри  очень легко.

Разда­вить яйцо между ладонями, напирая на его концы, не так-то легко; нужно немалое усилие, чтобы сломать скорлупу при подобных условиях. Столь необычайная крепость яичной скорлупы зависит исключительно от ее выпуклой формы и объясняется так же, как и прочность всякого рода сводов и арок.

Рассмотрим небольшой каменный свод над окном. Груз, напирающий на клинообразный средний камень свода, давит вниз с силой, но сдвинуться вниз камень не может вследствие своей клинообразной формы; он только давит на соседние камни.

При этом сила  разлагается по правилу параллелограмма на две силы, обозначенные стрелками; они уравновеши­ваются сопротивлением прилегающих камней, в свою очередь зажатых между соседними. Таким образом, сила, давящая на свод снаружи, не может его разрушить. Зато сравнительно легко разрушить его силой, действующей изнутри. Эго и по­нятно, так как клинообразная форма камней, мешающая им опускаться, нисколько не препятствует им подниматься.

Теперь вы понимаете, почему наседке не приходится опа­саться сломать скорлупу яиц тяжестью своего тела. И в то же время слабый птенчик, желая выйти из природной темницы, без труда пробивает клювиком скорлупу изнутри.

Сформулируйте, пожалуйста, вывод.

            Вывод: раздавить яйцо между ладонями очень сложно, так как происходит перераспределение сил.

Анализируя результаты своих усилий по решению поставленной задачи «Легко ли сломать яичную скорлупу», дети учатся: выделять физическую сущность явления, устанавливать закономерности между физическими величинами, делать выводы по полученным результатам, ставить и формулировать новые задачи, составлять алгоритм решения задачи.

Вторая серия опытов.

Переходим к следующей серии  опытов.

Звучит музыка, заставка №2

При изучении темы «Изменение агрегатных состояний вещества»  я предлагаю исследовательскую работу по изучению необычных свойств жидкости.

Заранее приготовленная жидкость,  ученики демонстрируют свойства.

Опыт № 5 «Неньютоновская жидкость».

Цель опыта: изучение  свойств неньютоновских жидкостей.

Материалы: крахмал, вода, ёмкость для жидкости, миксер, перчатки

• Насыпать в ёмкость крахмал.
• Добавить воду
• Тщательно перемешать с помощью миксера.

Итог: получили жидкость, которая в одних условиях ведёт себя как твёрдое тело, в других, как жидкое в зависимости от скорости погружения в неё другого тела.

Может ли жидкость удержать человека?

Да, если изменить её свойства.

Частицы крахмала при взаимодействии с водой набухают и между ними формируются фазконтакты в виде хаотически сплетённых групп молекул. Эти прочные связи называются зациклениями. При резком воздействии прочные связи не дают сдвинуться молекулам с места, и система реагирует как упругая пружина. При медленном воздействии зацепления успевают растянуться и распутаться, сетка рвётся, и молекулы равномерно расходятся.

Сформулируйте, пожалуйста, вывод.

Вывод: неньютоновская жидкость может вести себя как твёрдое и как жидкое тело в зависимости от скорости воздействия на неё. Если взять большое количество жидкости, то она способна удержать человека, пока он будет двигаться, как только он остановится, то сразу погрузится в неё.

Несомненными преимуществами использования исследовательской работы являются высокая степень активности и самостоятельность учащихся при выполнении эксперимента, выработка умений  работы физическими приборами и навыков обработки результатов наблюдений и измерений, возможность проведения эксперимента или наблюдения по индивидуальному плану и в темпе, определяемом самими учащимися.

При изучении темы: «Условия плавания тел» я предлагаю опыты «Танец капли», «Лава», которые наглядно демонстрируют зависимость распределения жидкостей от их плотности в сосуде.

Ученик демонстрирует опыты.

Опыт № 6 «Танец капли».

Цель опыта: исследование условия плавания жидкостей.

Материалы: прозрачный стакан, вода, спирт, масло, пипетка, пищевой краситель.

• Возьмите воду и налейте ее в стакан.
• Добавьте в стакан с водой две капли пищевого красителя, так Вы обозначите, что это вода.
• Немного наклоните стакан и медленно добавьте к воде с красителем спирт.
• Возьмите пипетку и заполните маслом.
• Аккуратно опустите наконечник пипетки в слой спирта, но не в воду.
• Выдавите пару капель масла.
• Наблюдайте за результатом!

Примечание: не трясите стекло, так как вода со спиртом могут смешаться. Вы можете обойтись без пищевого красителя, но если хотите ярко видеть результат, используйте пищевой краситель.

Итог: капля постоянно движется между двумя поверхностями.

Почему так происходит?

 «Танец капли» происходит потому что масло легче воды и тяжелее, чем спирт, таким образом, капельки масла плавают между двумя жидкостями.

Сформулируйте, пожалуйста, вывод.

Вывод: жидкости, имеющие большую плотность, будут стремиться занять нижнее положение, а жидкости с меньшей плотностью всплывут на поверхность.

Опыт № 7 «Вулкан»

Цель опыта: исследование условия плавания жидкостей.

Материалы: аспирин, спирт, вода солёная, растительное масло.

• Наливаем на дно бокала растительное масло.
• Делаем бумажный рожок.
• Наливаем по стенке фужера подкрашенную солёную воду
• Солёная вода стекает под масло.
• Наливаем в бокал подкрашенную чистую воду.
• Чистая вода располагается под солёной водой.
• Получилось три слоя подкрашенных жидкостей.
• Бросаем в бокал таблетку аспирина.
• Таблетка растворяется и начинает выпускать пузыри
• Пузыри проходя сквозь масло образуют нечто похожее на лаву.

Итог: пузыри по - разному проходят разные слои жидкостей, образуя лаву.

Почему так происходит?

Вывод: жидкости, имеющие большую плотность, будут стремиться занять нижнее положение, а жидкости с меньшей плотностью всплывут на поверхность. Образуется подобие лавы, благодаря различной плотности жидкостей.

Многократная работа на результат улучшает как вычислительные навыки, так и экспериментальные умения, способность принимать решения и проводить рефлексию.

Третья  серия опытов

Переходим к следующей серии  опытов.

Звучит музыка, заставка №3

Часто объяснение нового материала идет в процессе решения задачи, и все необходимые величины, новые поня­тия, определения логично возникают при попытках ее решения. Учащиеся попадают в роль исследователя: включаются их творческие возможности, приобретаются навыки размышлять, система­тизировать, обобщать, выделять главное, делать выводы и фор­мулировать свои мысли.

При изучении темы: «Образование тени» я предлагаю самим попробовать сделать тень от различных предметов и от чего зависит образование тени.

Ученик делает опыт.

Опыт № 8 «Увеличение прозрачности».

Цель опыта: исследование условий образования тени.

Материалы: аквариум, фужер, цилиндр, осветительный прибор, экран, 2 ведра воды.

• Ставим фужер в аквариум
• Ставим в фужер цилиндр
• Освещаем систему светов
• Получаем изображение на экране.
• Наполняем фужер водой
• Получаем изображения на экране
• Наполняем аквариум водой
• Получаем изображение на экране

Итог: при пустых сосудах тень от игрушки видна на экране, при заполненной банке тени нет, при заполненных двух сосудах, тень опять появляется.

Объясните, увиденное явление.

Свет её порождает,  и свет её убивает «ТЕНЬ». А может ли как то влиять на тень обыкновенная вода? Вода прозрачна, а если она прозрачна, значит, она никак не влияет на свет. Просто свет сквозь неё проходит и всё. Ничего подобного вот вам пример. Цилиндр Ме в фужере, фужер в аквариуме. Чётко видна тень цилиндра, небольшая тень фужера и почти не виден аквариум. Аквариум не мешает прохождению света, слегка мешает прохождению света фужер и цилиндр не пропускает свет. Когда в пустых сосудах стоял цилиндр, эти сосуды не представляли для луча никаких преград. Луч спокойно проникал сквозь стекло аквариума, спокойно проникал сквозь стекло фужера и спокойно высвечивал силуэт цилиндра. Как только мы налили воду в фужер, фужер  превратилась в сферическую линзу. И когда свет попадал в неё, он полностью искривлялся и рассеивался. И мы могли видеть только силуэт фужера без всяческой информации о том, что внутри фужера. А когда мы налили воду в аквариум  фужер и аквариум стали единым целым с точки зрения света. Потому что плотность воды  и там и там одинаковая. Поэтому для луча света  это является одним большим параллелепипедом,  внутри которого, находится цилиндр. А так как стенки аквариума параллельные, то он никакой линзой не является  и свет не рассеивает.

Сформулируйте, пожалуйста, вывод.

Вывод: свет в различных средах преломляется по – разному, что влияет на образование тени.

Сегодня я попыталась показать вам, что рефлексивно-деятельностный подход на уроках физики не только формирует ту систему физических знаний, умений и навыков, которая предусмотрена программой, но и самым естественным образом формирует навыки исследовательской деятельности. Всякий раз при разрешении проблемной ситуации я с удовольствием наблюдаю, как ребята не только усваивают новое для себя, но и переживают этот процесс как «открытие» ещё чего-то неизвестного. Именно это заставляет меня искать что-то новое, всегда быть в поиске.

Рефлексия.

 Подвести итог сегодняшнего мастер - класса я хочу с помощью физического эксперимента. Перед вами краски и стаканчики с водой. Кто считает, что мастер-класс удался, то добавьте в баночку красной краски, кому было интересно - зелёной, а кто открыл  для себя что-то новое, то синей.

Я смешиваю все баночки с краской в одном сосуде и получаю серую краску. А потом вращаю, диск с теми же тремя цветами и получаю белый цвет. Желаю, чтобы какими бы цветами не окрашивалась ваша жизнь, чтобы в итоге всегда была белая полоса! Спасибо за внимание.

Опыт № 9  «Неожиданное превращение окраски».

Цель опыта: исследовать смешивание цветов при разных условиях.

Материалы: вентилятор, круг с тремя цветами (красный, зелёный, синий), краски те же банки с водой.

• Сделать круг из трёх секторов (красный, синий, зелёный)
• Закрепить круг на вращающий элемент
• Включить вращение круга
• Определить, получившийся цвет
• Смешать акварельные краски тех же цветов
• Определить получившийся цвет.

Итог: при вращении диска получается белый цвет, при смешивании акварельных красок получается чёрный цвет.

Объяснить полученный результат.

Складывать цвета можно по - разному.  На диске три цвета (красный, зелёный, синий) Красный цвет означает, что я своим глазом вижу красный цвет, и т. д. Если мы будем вращать диск, то в каждый момент, благодаря инерции глаза мы будем видеть и синий, и зелёный и красный цвета. В глазу они суммируются и получается результирующий цвет. Какой? Белый. И это сложение цветов называется аддитивным, т е сложение цветов,  так как оно есть.

 А вот у нас есть краски тех же цветов. Попробуем смешать их и получить белую жидкость. Получили серую жидкость, хотя смешали те же три цвета. Почему? Потому что мы смешали их по - другому. Что такое зелёная жидкость? Это значит, что свет проходит через зелёную жидкость и эта жидкость поглощает все цвета кроме зелёного. С красным и синим то же. А если мы смешали эти три жидкости, то свет поглотил все цвета и получился серый. Это смешение называется субтрактивным. А если перевести на русский с английского, то аддитивный способ это сложение цветов, а субтрактивный способ это вычитание цветов.

Вывод: при смешивании одинаковых цветов различными способами, получаются разные цвета.

Вывод: какие бы краски не встречались на вашем жизненном пути, пусть в итоге всегда получается белая полоса.

Список  литературы

1.      Б  Донат. Физика в играх. – М.: Центрполиграф, 2011г.

2.      Н. В. Гулиа. Удивительная физика.- М.: - Энас,  2008 г.

3.      Л. В. Тарасов. Физика природных явлений.- М.: Мнемозина,  2013 г.

4.      Я. И. Перельман. Занимательная физика. – М.: Центрполиграф, 2010 г.

5.      А. И. Семке. Нестандартные задачи по физике. – Ярославль, Академия развития, 2007 г.

6.      И. Г. Кириллова  Книга для чтения по физике – М.: Просвещение, 1996 г.

7.      М. М.Колтун Мир физики – М.: Просвещение, 2008 г.

Электронные ресурсы

1.      http://www.slideboom.com/

2.      https://www.google.ru/#newwindow=1&q=ehjr+lfdktybt+%3Bblrjcnb

3. Википедия — свободная энциклопедия (http://ru.wikipedia.org)
4. Видеоресурсы http://www.youtube.com/watch?v=sbCW2RydyLU
5. Видеоресурсы http://community.livejournal.com/shutmusicup/88751.html

6.      Материалы с сайта www.fizika.ru

Краткое описание документа:

Я попыталась показать вам, что рефлексивно-деятельностный подход на уроках физики не только формирует ту систему физических знаний, умений и навыков, которая предусмотрена программой, но и самым естественным образом формирует навыки исследовательской деятельности. Для меня в процессе обучения главным является рефлексивная и практическая деятельность, которая создаёт условия для формирования исследовательской деятельности учащихся. Всякий раз при разрешении проблемной ситуации я с удовольствием наблюдаю, как ребята не только усваивают новое для себя, но и переживают этот процесс как «открытие» ещё чего-то неизвестного. Именно это заставляет меня искать что-то новое, всегда быть в поиске.