Методическая разработка урока по физике

МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
СВЕРДЛОВСКОЙ ОБЛАСТИ

государственное автономное образовательное учреждение

среднего профессионального образования

 Свердловской области

«Верхнесалдинский авиаметталургический техникум»

(ГАОУ СПО СО «ВСАМТ»)

Методическая разработка

по предмету физика

"Развитие познавательного интереса учащихся при решении

 физических задач комбинированного характера"

2014 г

Содержание

Введение…………………………………………………….............................3

1.     Обоснование необходимости комплексного подхода к изучению физики……………………………………………………………………..4

2.     Методический анализ решения комбинированных задач по физике…….. ………………………………………………………………....................6

3.     Разработка пакета задач комбинированного характера по теме «Физика атомного ядра»…………………………………………………………….       11

4. Познавательный интерес, его классификация и характеристики………..14

5.     Возможности физики как учебного предмета для формирования познавательных интересов учащихся…………………………………....         .20

Заключение……………………………………………………............................33

Список литературы…………………………………………….............................34     

Введение

В современных условиях проблема реализации комплексного подхода приобретает новое звучание. Комплексный подход в школьном образовании является конкретным выражением интеграционных процессов, происходящих сегодня в науке и жизни общества. Под интеграцией в науке следует понимать образование и развитие «мостиковых наук», таких, как биофизика, биохимия, биоэтика и т.д. Интеграционные процессы в обществе нашли свое отражение в концепции построения единого информационного пространства.

Школьное физическое образование также должно соответствовать современным интеграционным процессам, свойственным развитию физики и методики обучения физики, отражать обновленное содержание школьных учебников. Одной из возможностей реализации комплексного подхода в процессе обучения является решение физических задач комбинированного характера.

Комбинированные задачи – это задачи, решение которых основывается на материале из ранее пройденных разделов физики и соответствует принципу непрерывности системы школьного физического образования.

Работа учащихся над комбинированными задачами служит закреплению и систематизации знаний по физике, закладывает фундамент для комплексного видения учебных проблем, служит опорой для реализации профильного образования, а также подготовки к единому государственному экзамену.

Таким образом, проблема исследования дополнительных возможностей реализации комплексного подхода в обучении физике является актуальной.

Цель работы: разработать пакет комбинированных задач по теме «Физика атомного ядра».

Объектом исследования является процесс обучения физике в старших классах. 

Предмет исследования – методика решения комбинированных задач по физике.

Гипотеза: систематическое решение комбинированных задач по физике создаст необходимые условия для развития познавательной активности школьников.

Задачи работы:

1.     Проанализировать теоретические основы решения комбинированных задач и выявить их функции в процессе обучения физике.

2.     Систематизировать имеющийся материал по проблеме реализации комплексного подхода при решении задач по теме «Физика атомного ядра».

3.     Разработать дополнительные варианты реализации комплексного подхода при решении задач по теме «Физика атомного ядра» с учетом обновленного содержания учебного материала.

4.     Раскрыть возможности физики как учебного предмета для формирования познавательных интересов учащихся.

Методологическую основу исследования составил комплекс теоретических и практических методов исследования: анализ психологической, педагогической, научно-методической литературы по проблеме исследова­ния.

1. ОБОСНОВАНИЕ  НЕОБХОДИМОСТИ   КОМПЛЕКСНОГО ПОДХОДА К ИЗУЧЕНИЮ ФИЗИКИ

Обучение решению комбинированных задач составляет один из компонентов деятельности преподавателя физики.

Ставя перед собой задачу вооружить студентов умением решать комбинированные физические задачи, преподаватель должен ответить на вопрос: «Как это сделать?» Успех обучения студентов умению решать комбинированные задачи зависит от многих факторов. В общем случае все факторы можно разбить на три группы:

1)    основные;

2)    сопутствующие;

3)    возмущающие.

Основные факторы обеспечивают целенаправленное формирование умения решать задачи по курсу общей физики.

Сопутствующие факторы обеспечивают перенос умения решать задачи, выработанного на одном учебном предмете, на другом.

Возмущающие факторы представим с помощью рисунка 1.

Структура входа состоит из слоев и частей:

Целенаправленное  воздействие включает 1 слой:	Сопутствующие воздействия
-       знания; -       умения; -       навыки по формированию у студентов данного вида деятельности (умения решать комбинированные  задачи)
2 слой входа включает: источники пополнения знаний, умений и навыков преподавателя в управлении процессом формирования у студентов умения решать физические задачи.
3 слой входа включает: психологические и дидактические теории обучения.

Особое значение в структуре управления (рисунок 1) представляет элемент предмета управления – деятельность студента. Он выступает в роли преобразователя входной информации в выходную.

Преобразователь представляет из себя совершение определенной деятельности по усвоению поступающей информации таким преобразователем является учащийся, который при решении комбинированных физических задач будет участником познавательной деятельности.

2.МЕТОДИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ РЕШЕНИЯ  КОМБИНИРОВАННЫХ  ЗАДАЧ ПО ФИЗИКЕ

Так же при решении комбинированных задач по физике будем придерживаться общей структуре решения задач, выделенной в кибернетике. Согласно выше изложенному выделяют 4 этапа решения задач по физике.

Первый этап – этап кодирования или подготовительный этап.

Второй этап – физический этап (на данном этапе физическая задача сводится к математической).

Третий этап – математический. На данном этапе решение задачи производится в общем виде, и здесь же осуществляются вычисления.

Четвертый этап – оценочный (получение выводов, оценка полученных результатов, поиски других решений).

Каждый этап осуществляется определенными действиями. Кибернетика сформулировала единые действия для каждого этапа:

-       ориентировка – уточнение характеристики цели действия, выделение свойств объектов, в отношении которых нужно произвести преобразование;

-       планирование – определение состава и последовательности преобразований;

-       исполнение – осуществление этих преобразований;

-       контроль – проверка достижения целей действия.

Основные этапы в процессе решения задачи и действия по их выполнению представлены на схеме (рисунок 2).

В приведенном нами структурном анализе решения задач показано, что деятельность преподавателя при решении большинства физических задач состоит из выполнения некой совокупности определенных операций в определенной последовательности (независимо умеет ли студент решать задачи или нет).

Отсюда вытекает, что надо создать такое предписание, система операций которого приведет к решению задач данного типа, а это значит, что можно разработать для студентов предписание алгоритмического типа.

В методике решения задач для построения любого алгоритма должны реализовываться 4 этапа решения задач.

Этапы решения задач	Действия по осуществлению этапов	Общий алгоритм решения учебной физической задачи
1. Ознакомление с условием задачи	Ориентировка	1.  Чтение условия задачи. 2.  Выделение искомых и данных физических величин. 3.  Выделить явления, свойства тел, которые описаны в задаче.
	Планирование	4.  Выбрать средства кодирования условия задачи (краткая запись, выполнение рисунка, чертежа, графика, постановка эксперимента)
	Исполнение	5.  Кратко записать условие задачи через буквенные обозначения, наименования величин в СИ. 6.  Записать недостающие табличные данные и физические постоянные.
	Контроль	7.  Произвести повторный анализ задачи по записанному условию.
2. Физический этап составления плана решения задачи	Ориентировка и планирование	8.  Установить возможные связи между искомыми и данными величинами, использовав известные законы, формулы, графики, соотношения. 9.  Выбрать основные уравнения, описывающие протекающие явления.
	Контроль	10.   Установить достаточно ли выявленных связей для нахождения искомых величин. 11.   Если выявленных связей недостаточно, то необходимо выбрать узловые формулы для промежуточных величин. И эту операцию проводить до тех пор, пока число неизвестных величин не сравняется с числом связей в них.
3. Математический этап	Исполнение	12.   Решить полученную систему математических соотношений, выразив связи между неизвестными величинами относительно искомых. 13.   С заданной степенью точности произвести вычисления в определенной системе единиц.
4. Оценочный этап	Ориентировка	14.   Выделить полученные величины.
	Планирование	15.   Выбрать рациональный для данного случая способ проверки (проверка размерности, использование другого способа решения и т.д.).
	Исполнение	16.   Осуществить проверку этапов решения. 17.   исследовать физический смысл полученного решения, его разумность с точки зрения физической ситуации и законов, удовлетворение предъявленным случаям и т.д.
	Творческий	18.   Что изменится в решении задачи, если одно или несколько условий поменять.

Реализация 18 пункта в практической деятельности преподавателя и студента требует отступления от алгоритма, и типовая задача превращается в олимпиадную, т.е. творческую.

ТРЕБОВАНИЯ К АЛГОРИТМУ

1.     Корректность алгоритма – это соответствие данного алгоритма общей структуре решения задач.

2.     Массовость алгоритма – понятность, доступность для всех.

3.     Достоверность алгоритма – это значит выяснение приводит ли данный алгоритм к достижению поставленной цели?

Поиски различных алгоритмов решения задач – есть творческий подход. Можно некоторые задачи для экономии времени решать по готовому алгоритму, например, алгоритму чтения и построения графиков, алгоритму решения задач по кинематике, алгоритму решения задач на уравнение теплового баланса.

Таким образом, из выше сказанного вытекает необходимость создания общего алгоритма в решении комбинированных задач.

Общий алгоритм в решении комбинированных  задач.

1)    Внимательно прочитать условие задачи, уяснить основной вопрос, представить процессы и явления, описанные в задаче.

2)    Повторное чтение содержания задачи с тем, чтобы представить четко: основной вопрос задачи, цель ее решения; заданные величины, опираясь на которые можно вести поиски решения.

3)    Произвести краткую запись условия задачи с помощью общепринятых буквенных обозначений.

4)    Выяснить, какие разделы физики охватываются в данной комбинированной задаче, а также вспомнить сущность явлений, процессов, законов, о которых идет речь в том или ином разделе физики.

5)    Выполнить рисунок или чертеж к задаче (если это необходимо для уяснения сущности задачной ситуации или процесса ее решения).

6)    Определить, каким методом будет задача решаться, составить план ее решения.

7)    Записать основные уравнения, законы, описывающие процессы, предложенные задачной системой.

8)    Найти решение в общем виде, выразить искомые величины через заданные.

9)    Проверить правильность решения в общем виде путем операций с наименованиями величин, входящих в решение общего вида.

10)      Произвести вычисления с заданной точностью.

11)      Произвести оценку реальности полученного решения.

12)      Записать ответ.

Предложенный выше алгоритм решения комбинированных задач имеет принципиальное значение в усвоении студентами умения решать комбинированные задачи по общей физике, что позволит выявить физическую сущность задачной ситуации, определить методы для ее разрешения.

3. РАЗРАБОТКА ПАКЕТА ЗАДАЧ КОМБИНИРОВАННОГО ХАРАКТЕРА ПО ТЕМЕ « ФИЗИКА АТОМНОГО ЯДРА»

Рассмотрим некоторые комбинированные задачи по курсу общей физики. К таким задачам относятся задачи, включающие знания из ядерной физики и механики, ядерной физики и молекулярной физики, квантовой физики и оптики, ядерной физики и электричества.

Очень часто встречаются комбинированные задачи, в которых требуются знания 2, 3, 4 разделов физики, поэтому необходимо повторять пройденный материал из ранее изученных разделов физики. Ученики должны хорошо знать формулировку того или иного физического закона, о котором идет речь в данной задаче, а также формулу с помощью которой можно записать этот закон, и хорошо представлять явления и процессы, связанные с данным физическим законом.

Рассмотрим комбинированные задачи из раздела «Физика атомного ядра».

1).Ионизационная камера, работающая в режиме тока насыщения, облучается потоком b-частиц с энергией 1,6 Мэв каждая. Последовательно с ионизационной камерой включен резистор сопротивлением R = 1×10⁵ (Ом). Напряжение питания ионизационной камеры U = 150 (В). Ток в цепи возрастает пропорционально мощности дозы облучения ионизационной камеры. В цепи также возникает дополнительный ток при облучении ионизационной камеры b-частицами с общей энергией 10^-3 (Дж).

Вычислим величину потока  всех b-частиц, падение напряжения на резисторе при поглощении в ионизационной камере мощности дозы в милигрей.

Для решения последней комплексной задачи, необходимо повторить закон Ома из раздела общей физики «Электричество».

Немецкий физик Г. Ом экспериментально установил, что сила тока I, текущего по однородному металлическому проводнику (т.е. проводнику, в котором не действуют сторонние силы), пропорциональна напряжению U на концах проводника и обратно пропорциональна  R:

                                                    (1)

где  R – электрическое сопротивление проводника.

Уравнение (1) выражает закон Ома для участка цепи (не содержащего источника тока): сила тока в проводнике прямо пропорциональна приложенному напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению проводника.

Дано: Е = 1,6 (Мэв) U1 = 15 (В) R = 105 (Ом) А = 33 (Эв) Е1 = 10-3 (Дж) 1 Грей = 1 Дж/кг р = 1 мГрей	Решение: 1) Так как поток b-частиц поглощается полностью, то нет необходимости вычислять массу воздуха в ионизационной камере.
N - ? U2 - ?

10^-3 (Дж) переводим в Мэв:

Вычислим величину потока b-частиц в секунду:

2) Найдем число носителей зарядов, которые образуются при ионизации 1 молекулы воздуха 1 b-частицей:

Вычислим число пар ионов, образующихся от всех b-частиц:

Переведем количество пар ионов, образующихся в 1 секунду в Амперы:

Падение напряжения на резисторе найдем по формуле:

2).Расчитать, какую долю своей энергии теряет нейтрон при лобовом соударении с покоящимся ядром массы  М  (в а. е . м). Вычислить максимальную потерю энергии нейтроном при соударении протоном, дейтроном, ядром углерода и ядром свинца. Столкновение считать абсолютно упругим.

3).Резерфорд наблюдал, что при лобовом соударении с ядрами меди а – частиц, обладающих   энергией 5 Мэв, последние отлетают назад с энергией 3,9 Мэв. Определить отношение масс ядра меди и а – частицы.

4).Во сколько раз энергия, выделяемая при ядерном делении 1 кг урана, больше количества теплоты, получаемой при сгорании цистерны нефти ( 50 т нефти)? Считать, что при делении одного атома урана выделяется примерно 190 Мэв энергии.

5).В вакуумированной запаенной  ампуле обьёмом 1 см³ находится гелий, образовавшийся там в результате распада 5 Кюри радия – 226 в течение одного  года. Определить среднюю длину свободного пробега молекулы гелия, если её эффективный диаметр равен 0,22 нм. Температура гелия 20^ﮦ С. Известно, что единица активности 1 Кюри соответствует  3,7*10¹⁰ распадам/сек.

6).Определить энергию и массу фотона, длина волны которого соответствует: а) видимой части спектра (Л=0,6 мкм); б) рентгеновскому излучению с длиной волны (Л=10 нм); в) ٧-излучению с длиной волны (Л=0,1 нм).

4.       ПОЗНАВАТЕЛЬНЫЙ ИНТЕРЕС, ЕГО КЛАССИФИКАЦИЯ  И ХАРАКТЕРИСТИКИ.

Как сложное и очень значимое для человека образование, интерес имеет множество трактовок в своих психологических определениях, он рассматривается как:

-            избирательная направленность внимания человека;

-            проявление его умственной и эмоциональной активности;

-            активатор разнообразных чувств;

-            особый сплав эмоциональных, волевых и интеллектуальных процессов, повышающих активность сознания и деятельности человека;

-            активное познавательное, эмоционально-познавательное отношение человека к миру;

-            структура, состоящая из потребностей;

-            специфическое отношение личности к объекту, вызванное сознанием его жизненного значения и эмоциональной привлекательностью.

Этот перечень трактовок интереса  в психологии далеко не полон, но и сказанное подтверждает, что наряду с различиями выступает известная общность аспектов, направленных на раскрытие феномена интереса. Интерес связан с различными психическими процессами, из которых особенно часто выделяются эмоциональные, интеллектуальные, регулятивные (внимание, воля) его включенности в важнейшие личностные образования – отношения, потребности, направленность личности, активные процессы сознания и деятельности. Особенно важным для характеристики общего феномена интереса явление его как интегративного свойства личности ко всей жизнедеятельности человека.

Интерес можно назвать ведущим побудителем деятельности человека. Через интерес мы проникаем в процессы взаимодействия субъекта и объекта, в механизмы деятельности и рассматривает ее как бы изнутри, т. е. можно считать наличие интересов учащихся показателем их общего развития.

Итак, интерес выступает как:

-            избирательная направленность человека на объекты и явления окружающей действительности;

-            тенденция, стремление, потребность человека заниматься именно данной областью явлений, данной действительностью, приносящей удовлетворение;

-            мощный побудитель активности человека, под влиянием которого психические процессы протекают интенсивно, а деятельность становится увлекательной, продуктивной;

-            особое, избирательное, наполненное активными замыслами, сильными эмоциями, волевыми устремлениями отношение личности к окружающему миру, к его объектам, явлениям, процессам.

Способность удивляться – ценнейшая из способностей человека лежит у основания глубоко акта познания, она нередко знаменует собой сложнейшие научные открытия и изобретения, содержит возможности активного, познавательного отношения к миру.

Предприняв этот экскурс по вопросу интереса, дадим определение познавательного интереса.

Познавательный интерес – важнейшее образование личности, которое складывается в процессе жизнедеятельности человека, формируется в социальных условиях его существования и никоим образом не является имманентно присущим человеку от рождения.

Познавательный интерес выражен в своем развитии различными состояниями. Условно различают последовательные стадии его развития:

-            любопытство;

-            любознательность;

-            познавательный интерес;

-            теоретический интерес.

Любопытство – элементарная стадия избирательного отношения, которая обусловлена чисто внешними, часто неожиданными обстоятельствами, привлекающими внимание человека. По утверждению Б.Г. Ананьева, эта стадия интереса эмотивна, так как вместе с устранением внешних причин исчезает и его избирательная направленность. Эта стадия нам не интересна в силу ее простоты, как показывают эксперименты, она зафиксирована уже у обезьян.

Любознательность – ценное состояние личности. Оно характеризуется стремлением человека проникнуть за пределы увиденного. На этой стадии интереса обнаруживаются достаточно сильные выражения эмоций удивления, радости познания, удовлетворенности деятельностью.

Познавательный интерес на пути своего развития обычно характеризуется познавательной активностью, ясной избирательностью, направленностью учебных предметов, ценной мотивацией, в которой главное место занимают познавательные мотивы. Познавательный интерес содействует проникновению личности в сущностные связи, отношения, закономерности познания.

Теперь, когда определены уровни развития познавательного интереса, рассмотрим показатели этих уровней.

ТАБЛИЦА 1

Высокий уровень	Средний уровень	Низкий уровень
1. Высокая самопроизволь-ная познавательная активность.	1. Познавательная актив-ность, требующая систематических побуждений учащихся.	1. Познавательная инертность.
2. Интерес к сущности явлений и процессов, к их взаимосвязям  и  закономерностям. Стремление разобраться в трудных вопросах.	2. Интерес к накоплению информации, в основе которой лежат факты, описания. Постижение сущности познания только с помощью преподавателя.	2. Эпизодический интерес к эффективным и занимательным сторонам явлений при отсутствии интереса к их сущности.
3. Интенсивно, с увлечением протекающий процесс самостоятельной деятельности.	3. Зависимость процесса самостоятельной деятельности от ситуаций, наличия побуждений.	3. Мнимая самостоятельность действий (списывание с доски, у соседа); частые отвлечения
4. Стремление к преодолению трудностей («Не говорите, не подсказывайте,  сам найду»).	4. Преодоление трудностей с помощью других, ожидание помощи.	4. Полная бездеятельность при затруднениях.
5. Корреляция интереса и склонности (свободное время посвящается предмету интереса).	5. Эпизодические занятия предметом интереса.	5. Отсутствие склонности к какому-либо виду деятельности.

Существует расслоение учащихся по характеру их познавательных интересов:

-            аморфные интересы;

-            многосторонние – широкие интересы;

-            локальные – стержневые интересы.

Аморфные интересы подростков без тенденции развития чрезвычайно обедняют личность школьника. Эти интересы слишком туманны и не определены, чтобы называться истинно интересом, можно сказать, что это скорее отсутствие интереса, чем его наличие. Для учащихся с подобными интересами характерны:

·    неосознанность интересов, неумение отдать себе отчет в том, что именно привлекает их в учении и в какой степени;

·    неопределенность интересов, нерешительность, неуверенность в своей учебной деятельности;

·    предпочтение репродуктивной деятельности, предпочитают действовать по образцу, отсутствие интереса к поисковым и творческим задачам, отказ их решать;

·    отсутствие стремления к познанию, не проявляются желания добиваться хороших результатов в учении, интерес не к результатам познавательной деятельности, а ее процессом. Интерес носит не продуктивный, а процессуальный характер;

·    ограниченность круга знаний программой, не используются дополнительные источники информации для обогащения своих знаний;

·    неустойчивость интереса, не наблюдается склонностей к занятиям и узость кругозора;

·    отсутствие инициативы, бездумное следование за преподавателем;

·    отсутствие мобильности в перестройке способов учения.

Многосторонний, широкий характер познавательного интереса в учащихся отличается тем, что способствует познавательной активности в деятельности, побуждает искать и находить новое во всех областях предметного мира. Для учащихся с этой группой интересов характерно:

·          стремление к решению поисковых познавательных задач;

·          личностное отношение к деятельности;

·          стремление выйти за пределы программы в избранно области, интерес к современным научным открытиям, поиск дополнительных источников информации;

·          начитанность, довольно широкий кругозор;

·          активность, пытливость, любознательность.

Локальный, стержневой характер интересов учащихся обычно сосредоточен на смежных или полярных областях деятельности. Эти устойчивые, достаточно глубокие интересы укрепляются в практической деятельности за пределами учебного процесса. Для этих учеников характерно:

·          относительно большая нацеленность и более узкая локальность предметной направленности;

·          высокая активность и практическая действенность;

·          тесная связь со склонностью учащегося.

Психология считает, что посредством интереса устанавливаются связи субъекта с объектом. Все, что составляет предмет интереса, почерпнуто человеком из объективной действительности. Но предметом исследования в интересе для человека, является далеко не все, а лишь то, что имеет для него необходимость, значимость, ценность и привлекательность. Педагогический подход к решению этого вопроса должен состоять в том, чтобы:

-          обнажать в педагогическом процессе объективные возможности интересных сторон, явлений окружающей жизни;

-          возбуждать и постоянно поддерживать у детей состояние активной заинтересованности окружающими явлениями, моральными, эстетическими, научными ценностями;

-          всей системой обучения и воспитания целенаправленно формировать интерес как ценное свойство личности, содействующие ее творческой активности, ее целостному развитию.

Интересы – результат формирования личности. Они сопровождают ее развитие и содействуют ему. Исследования советских психологов утверждают, что формирование интереса – не замкнутый в себе автономный процесс, обусловлен социальным окружением, сферой и характером деятельности не только самого человека, но и людей, его окружающих процессами обучения и воспитания, располагающими особыми стимулами возбуждения интереса, коллективом, активностью самой личности, её позицией и её ролью в деятельности коллектива. Современная дидактика, опираясь на новейшие достижения педагогики и психологии, видит в интересе еще большие возможности и для обучения, и для развития, и для формирования личности учащихся в целом.

Поэтому, проблема интереса в обучении стоит и сегодня особенно остро. За внешними проявлениями интересов школьников, учителю надо стремиться искать, находить более глубокие отношения смысла учения, его мотивов, целей, эмоций и всех других побуждений данного ребенка.

5.ВОЗМОЖНОСТИ ФИЗИКИ КАК УЧЕБНОГО ПРЕДМЕТА ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ПОЗНАВАТЕЛЬНЫХ ИНТЕРЕСОВ УЧАЩИХСЯ.

С начала ХХ века физика стала лидирующей областью знания среди естественных наук. В настоящее время, когда создана система обязательного всеобщего образования, вновь остро встала проблема обоснования положения о необходимости включения физики (как и ряда других учебных дисциплин) в число обязательных учебных предметов в учебные планы всех форм образования. Вместе с тем возникает и параллельная задача – определение минимального содержания курса общей физики.

Все выше сказанное приводит к необходимости исследовать «интересное учение» как качество обучения, определяемое особенностями содержания предмета, которое проявляется в комплексе методических приемов, способствующих созданию положительного эмоционального настроя классного коллектива на решение учебно-воспитательных задач уроков. Необходимо применять различные формы проведения уроков.

Различные формы проведения урока не только разнообразят учебный процесс, но и вызывает у учащихся удовлетворение от самого процесса труда. Не может быть интересным урок, если ученик постоянно включается в однообразную по структуре и методике деятельность.

Под разнообразием форм учебных занятий понимают применение различных организационных приемов, которые активизируют школьников путем предоставления им возможности участвовать в различных видах деятельности. В методике таких уроков основным активизирующим моментом следует считать положительный эмоциональный настрой на урок, который возникает у учащихся при переходе на новый вид деятельности. Именно этот настрой может привести к развитию познавательных интересов учащихся.

Методическое разнообразие урока неразрывно связано с его содержанием, целями урока, возрастными особенностями учащихся, личностью самого учителя. Рассмотрим возможные формы проведения уроков, которые помогут учителю разнообразить методику проведения уроков.

К ним относятся:

-       организация соревнования на уроках физики;

-       уроки-конференции;

-       коллективная деятельность учащихся на уроках физики;

-       уроки-исследования;

-       дидактические игры;

-       деловые игры.

Из всех выше перечисленных форм проведения уроков мною выбрана деловая игра «физическая рыбалка», которая была проведена в одиннадцатом классе с углубленным изучением физики и математики. Данное внеклассное мероприятие проводилось с целью выяснения умения решать учащимися задач с комбинированным содержанием по физике, а также в целях развития познавательных интересов учащихся и повышения эффективности обучения по предмету.

Педагогика внесла большой вклад в разработку проблемы игры и признала настоятельной необходимостью использования игр на уроках и занятиях кружков.

С.А. Шмаков очень образно выражает значение игры, называя ее восьмым чудом света: «О знаменитой пирамиде Хеопса знают все… А игра?! Игра – одно из интереснейших явлений культуры… Игра, как тень, родилась вместе с ребенком, стала его спутником, верным другом. Она заслуживает большого человеческого уважения, гораздо большего, чем воздают ей люди сегодня, за те колоссальные воспитательные резервы, за огромные педагогические возможности, в ней заложенные.»[1]

Рассмотрим более детально данное внеклассное мероприятие по предмету «Физическая рыбалка».

Цель: 1) выяснение умения решать учащимися задач с комбинированным содержанием по физике;

2) развитие познавательных интересов учащихся к предмету;

3) воспитание любознательности, привитие навыков коллективной работы и товарищеской взаимопомощи.

Оборудование: 1) дидактический материал (кроссворды, карточки с заданиями);

 2) таблички с номерами команд;

 3) призы (книги);

 4) удочка с магнитом.

ХОД МЕРОПРИЯТИЯ

Вступление:

У нас сегодня необычный урок. Урок-рыбалка. Цель которого выяснить умение решать учащимися задач с комплексным содержанием по физике. От класса здесь на рыбалке присутствует две команды по десять человек в каждой.

А что делают на рыбалке? На рыбалке ловят рыбу, но поймать рыбу не очень-то простое дело. Давайте вспомним все вместе, что необходимо взять с собой на рыбалку заядлому рыбаку? Ему необходимо взять с собой удочку, а также снасти, с помощью которых рыбак сможет поймать рыбку. Но, всего выше перечисленного не достаточно, чтобы можно было обеспечить удачный улов, так как каждый рыбак знает, что необходимо подобрать хорошее место для клева рыбы и средство передвижения по нему. Когда рыбаком будут решены все эти вопросы, то можно начинать рыбалку.

Внеклассное мероприятие  будет состоять из четырех основных этапов:

1 этап – выбор снастей;

2 этап – определение места рыбной ловли;

3 этап – подбор вида транспорта;

4 этап – ловля рыбы.

Итак, с этапами игры вы ознакомились, а теперь переходим к самой игре к первому ее этапу – выбору снастей.

Для двух команд заранее составлено по три ребуса, в которых зашифрованы названия снастей и предмет рыбной ловли, без которых невозможно обойтись на рыбалке. Присутствующее на игре жюри за каждый правильно разгаданный ребус присуждает той или иной команде пять очков. На разгадывание ребуса отводится 5-7 минут, если одна команда справилась с заданием быстрее чем за 5-7 минут, то другая команда (отстающая) имеет полное право разгадывать ребусы дальше.

	Удочка
	Мормыш
	Червяк

Ну, вот снасти вы все подготовили, предмет рыбной ловли – удочку взяли, теперь можно подумать и о том месте, где вы будете ловить рыбу.

Места рыбной ловли для обеих команд будут разные, и чтобы их определить все члены команды должны принять активное участие в разгадывании кроссворда, в котором зашифровано место рыбной ловли. Вопросы кроссворда будут связаны с теми физическими понятиями и явлениями, с которыми вы познакомились в 10-11 классах.

1 кроссворд:

Р

А

Д

И

А

К

Т

И

В

Н

О

С

Т

Ь

П

О

Т

Е

Н

Ц

И

А

Л

Ч

Е

Д

В

И

К

Э

Л

Е

К

Т

Р

О

Н

М

А

С

С

А

1)    Как называется явление испускания атомами невидимых проникающих излучений?

2)    Физическая величина, равная отношению потенциальной энергии электрического заряда в электрическом поле к заряду.

3)    Английский физик, открывший частицу нейтрон в 1932 году?

4)    Отрицательно заряженная частица, открытая в 1897 году Дж. Дж. Томсоном и имеющая   е = 1,6∙10^-19 Кл?

5)    Физическая величина, характеризующая инертность тела.

2 кроссворд:

П

Р

О

Т

О

Н

Р

А

Д

И

А

К

Т

И

В

Н

О

С

Т

Ь

К

У

Р

Ч

А

Т

О

В

Д

И

Ф

Р

А

К

Ц

И

Я

1)    Элементарная частица, обладающая положительным зарядом?

2)    Как называется явление испускания атомами невидимых проникающих излучений?

3)    Советский ученый, академик, который был первым организатором и руководителем работ по атомной науке технике в СССР?

4)    Явление отклонения от прямолинейного распространения волн, огибание волнами препятствий.

На разгадывание кроссвордов командам дается 15 минут. За каждое правильно отгаданное слово жюри присуждает команде 5 очков.

Ну вот место рыбалки наши команды определили, теперь пора подумать и о том виде транспорта, на котором наши команды могут перемещаться по пруду или реке в поисках того места, где улов рыбы будет наилучшим. А для того, чтобы выбрать необходимый транспорт передвижения необходимо снова поразгадывать кроссворды. Каждой команде выдаются кроссворды с зашифрованными видами транспорта. На разгадывание кроссвордов снова отводится 15 минут, за каждое правильно отгаданное слово команде присуждается 5 очков. За быстроту отгадывания той или иной команде присуждается 5 очков дополнительно.

1 кроссворд:

П

О

Т

Е

Н

Ц

И

А

Л

Н

Е

Й

Т

Р

О

Н

Р

А

Д

И

А

К

Т

И

В

Н

О

С

Т

Ь

А

К

У

С

Т

И

К

А

В

О

Л

Н

А

1)    Физическая величина, равная отношению потенциальной энергии электрического заряда в электрическом поле к заряду.

2)    Элементарная частица, не имеющая электрического заряда и обладающая массой, примерно равной массе протона.

3)    Явление испускания атомами невидимых проникающих излучений.

4)    Наука о звуке.

5)    Колебания, распространяющиеся в пространстве с течением времени.

2 кроссворд:

Э

Л

Е

К

Т

Р

О

С

Т

А

Т

И

К

А

Н

А

П

Р

Я

Ж

Е

Н

И

Е

Т

Р

А

Н

С

Ф

О

Р

М

А

Т

О

Р

А

М

П

Е

Р

М

Е

Т

Р

Э

Л

Е

К

Т

Р

О

Н

1)    Какой раздел физики изучает законы взаимодействия неподвижных электрических зарядов?

2)    Физическая величина, равная отношению работы, совершаемой любым электрическим полем при перемещении заряда из одной точки поля в другую, к значению заряда.

3)    Устройство, с помощью которого осуществляется преобразование переменного тока, при котором напряжение увеличивается или уменьшается в несколько раз практически без потерь мощности.

4)    Прибор для измерения силы тока.

5)    Отрицательно заряженная частица, носитель наименьшей массы и наименьшего электрического заряда в природе.

А теперь можно приступать и к самой рыбной ловле, так как команды взяли с собой удочки и снасти, определили место для рыбалки и транспорт для передвижения по реке или пруду.

В качестве рыбок у нас сегодня будут карточки, вырезанные в форме рыбок, на обратной стороне которой написана комбинированная задача. С помощью удочки участники от каждой команды по очереди ловят по одной рыбке и всей командой обсуждают решение задачи, затем один представитель от команды выходит к доске и объясняет решение задачи. Рыбка считается пойманной в том случае, если задача решена верно. За каждую пойманную рыбку жюри присваивает 5 очков. На решение задачи отводится 10 минут, если команда в течение этого времени не решит задачу, то рыбка считается не пойманной.

Задача 1.

Карманный дозиметр радиактивного облучения, представляющий миниатюрную камеру емкостью 3 пф, заряжен до потенциала 180 В. Под влиянием облучения потенциал снизился до 160 В.

Сколько рентген покажет дозиметр, если до этого он был поставлен на нуль, а объем воздуха в камере 1,8 см³?

Дано: С = 3 (пф) = 3∙10-12 (ф) U1 = 180 (В) U2 = 120 (В) V = 1,8 (см3) q1 = 1,6∙10-19 (Кл)	Решение: Потенциал дозиметра уменьшился в результате нейтрализации части его заряда ионами, возникшими в камере при облучении. Определим величину образовавшегося заряда: Этому заряду соответствует количество пар ионов: где q1 – заряд одновалентного иона.
Доза облучения - ?

Отсюда    

Одному рентгену соответствует доза облучения, при которой в 1 см³ воздуха возникает 2,082∙10³ пар ионов. Следовательно, зарегистрированная дозиметром

Задача 2.

Атомный ледокол «Ленин» имеет мощность 32000 кВт и потребляет в сутки 200 г урана-235.

Определить коэффициент полезного действия реактора.

Дано: N = 32000 (кВт) m = 200 (г) t = 24 (ч)	Решение: Коэффициент полезного действия есть отношение полезной энергии ко всей энергии, выделившейся в реакторе при делении урана-235:
η - ?

Полезную энергию можно определить, зная мощность ледокола и время работы реактора:  

Полная энергия, выделившаяся в реакторе при делении урана-235:

где k – энергия, выделяющаяся при расщеплении одного гр. урана-235.

Так как     то

Задача 3.

Какая энергия выделится, если при реакции   ₄ подвергнуть превращению все ядра, находящиеся в 1 г бериллия?

Решение:

Общая масса взаимодействующих частиц до реакции

Общая масса полученных в результате ядерной реакции частиц

Дефект массы

Так как 1 а.е.м. соответствует 931 Мэв энергии, то при делении одного ядра выделяется энергия

В одном грамме любого вещества содержится количество атомов, равное числу Авогадро, деленному на атомный вес:

Общее количество выделившейся энергии    

Задача 4.

Какое количество энергии можно получить от деления 1 г урана    если при каждом делении выделяется энергия, равная  приблизительно 200 Мэв?

Решение:

Общее количество энергии, выделяющейся при делении 1 г урана:

где  N₀ – число Авогадро;

А – атомный вес.

Следовательно

Задача 5.

При переходе электрона в атоме водорода с четвертой стационарной орбиты на вторую излучается фотон, дающий зеленую линию в спектре водорода.

Определить длину волны этой линии, если при излучении фотона атом теряет энергию 2,53 эв.

Дано: W = 2,53 (Эв) =     = 40,48∙10-20 (Дж) h = 6,6∙10-34 (Джс) C = 3∙108 (м/с)	Решение: Атом теряет энергию, равную энергии излучаемого фотона. Энергия фотона:    ,  откуда
λ - ?

Задача 6.

Какова скорость электрона, обладающего энергией 1 эв?

Дано: W = 1 (эв) = 16∙10-20 (Дж) m = 9,1∙10-31 (кг)	Решение: Электрон обладает кинетической энергией: откуда скорость электрона
v - ?

Задача 7.

Мощность атомного реактора 32000 кВт при потреблении в сутки 200 г изотопа урана .

Какая часть энергии, выделяющейся при делении используется полезно?

Решение:

При делении 1 г  выделяется 2,3∙10⁴ кВт∙ч.

За сутки при делении 200 г  выделится энергия:

Полезную работу А, совершаемую атомным реактором за время t определяем через мощность реактора Р.

Следовательно, расходуется полезно только

Задача 8.

Для света с длиной волны λ = 500 нм порог зрительного восприятия равен

Рассчитайте число фотонов, воспринимаемых глазом на пороге зрительного восприятия.

Дано: λ = 5∙10-7 (м)	Решение: Вычислим энергию одного фотона: Очевидно, что число фотонов равно:
п - ?

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом,  в реферате мной была достигнута цель – это исследование дополнительных возможностей  реализации комплексного подхода в обучении физике, путём разработки пакета комбинированных задач по теме « Физика атомного ядра», с использованием методики решения комбинированных задач по физике, что является необходимым условием для развития познавательной активности школьников.

Предложенная  в реферате форма внеклассного мероприятия по физике обеспечивает максимально возможную эффективность обучения школьников решению  комбинированных задач по физике. Применение ранее сформированных у учащихся игровых умений в учебном процессе будет способствовать их адаптации в сложной умственной деятельности, окажет в целом влияние на организацию и структуру обобщающе – повторительных уроков.

Литература

                  I.               Пособия по методике решения задач

1.        Каменецкий С.Е., Орехов В.П. Методика решения задач по физике в средней школе. – М.: Просвещение, 1987.

2.        Тулькибаева Н.Н., Усова А.В. Методика обучения учащихся умению решать задачи. – Челябинск, 1981.

3.        Ерупова Л.И. Урок физики и его структура при комплексном решении задач обучения. – М.: Просвещение, 1988.

4.        Заречкий Ф.А. Урок физики: поиск эффективности. – М.: Высшая школа, 1987.

5.        Усова А.В., Тулькибаева Н.Н. Практикум по решению физических задач. – М.: Просвещение, 1992.

               II.               Задачники

1.        Гольуфарб Н.И. Сборник вопросов и задач по физике. – М.: Высшая школа, 1975.

2.        Варикаш В.М., Цедрик М.С. Избранные задачи по элементарной физике. – Минск: Вышэйш. школа, 1972.

3.        Тарасов Л.В., Тарасова А.Н. Вопросы и задачи по физике. – М.: Просвещение, 1984.

            III.               Учебники

1.        Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б. Физика: Учебник для 10 класса средней школы. – М.: Просвещение, 1990.

2.        Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б. Физика: Учебник для 11 класса средней школы. – М.: Просвещение, 1991.

3.        Шахмаев Н.М., Шахмаев С.Н., Шодиев Д.Ш. Физика: Учебник для 10 класса средней школы. – М.: Просвещение, 1991.

4.        Буховцев Б.Б., Климентович Ю.Я., Мякишев Г.Я. Физика: Учебник для 9 класса средней школы. – М.: Просвещение, 1985.

            IV.               Психология. Педагогика

1.        Ланина И.Я. Формирование познавательных интересов учащихся на уроках физики. – М.: Просвещение, 1985.

2.        Педагогика школы. Учеб. пособие для студентов пед. ин-тов./Под ред. Г.И. Щукиной. – М.: Просвещение, 1977.

3.        Савин Н.В. Педагогика. – М.: Просвещение, 1978.

4.        Гершунский Б.С. Педагогические проблемы развития педагогики непрерывного образования. Новые исследования в педагогических науках. – М.: Педагогика, 1988.

               V.               Учебники по общей физике

1.        Трофимова Т.И. Курс физики. – М.: Высшая школа, 1985.

2.        Савельев И.В. Курс общей физики. В 3-х т. – М.: Наука, 1988.

3.        Сивухин Д.В. Общий курс физики. В 3-х т. – М.: Наука, 1977.

---

[1] Шмаков С.А. Игра и дети. М., 1968, с. 4.