ПРИМЕРЫ ОТКРЫТЫХ ЗАДАЧ (приложение 5 к творческому отчету)

Предпросмотр материала:

ПРИМЕРЫ ОТКРЫТЫХ ЗАДАЧ

1. Исследовательская задача. Наблюдается некоторое явление. Необходимо объяснить его, выяснить его причины… Ключевые вопросы: «Как происходит?», «Почему?». Хорошо, если условие задачи предполагает набор ответов-гипотез.

Примеры.

а). Объясните фокус (оборудование: пластинка черного цвета с нанесенным на нее сажей цветком, широкий прозрачный сосуд с водой): погружаем черную пластину в воду – на пластинке появляется изображение серебристого цветка (Ответ: на черную пластинку заранее нанесено сажей изображение цветка. В воздухе рисунок не виден; когда пластинку поместили в воду, то на границе воды и тонкого слоя воздуха лучи света отражаются и рисунок становится видимым как серебристый цветок).

б). На плоское горизонтально лежащее зеркало ставим фигурку шахматного коня, освещаем ее и зеркало направленным пучком света. При этом на экране получаются две тени – изображения коня: прямое и перевернутое. Как образуются эти изображения? Нарисуйте ход лучей (оборудование: плоское зеркало, экран, осветитель для теневой проекции, шахматная фигурка). (Ответ: прямое изображение получается потому, что фигурка оказывается на пути лучей, отразившихся от зеркала; обратное – потому, что фигурка оказывается на пути падающих лучей).

2. Вечные часы: В одном европейском музее есть часы, работающие без подзавода уже два века. Каким образом?

Несколько ответов-гипотез:

- замаскированный провод от ветряка на крыше;

- используется сила посетителей, открывающих двери;

- «работает» сила атмосферного давления: достаточно применить коробочку типа той, что используется в барометре-анероиде. При увеличении давления коробочка будет сжиматься и «заводить» пружину часов;

- используется явление изменения длины человеческого волоса при изменении влажности воздуха.

3. Конструкторская задача. Придумайте конструкцию настольной лампы,изменяющей цвет в зависимости от атмосферного давления.

4. Задача с достраиваемым условием. В ванну с водой бросили кирпич. Как изменится уровень воды в ванне?

Ситуация, описанная в задаче, неоднозначна и распадается как минимум на

три:

- уровень воды в ванне низкий, вода не покрывает кирпич;

- уровень воды таков, что она будет при погружении кирпича переливаться через край;

- уровень воды «обыкновенный».

Теперь мы получили три задачи, каждая из них имеет свое решение. Учащийся сам дополняет условие необходимыми для численного расчета данными (плотность воды и кирпича, геометрические размеры, … ). Сильный ученик может провести более глубокий анализ ситуации, учесть, хотя бы качественно, как повлияет на ответ капиллярность кирпича. Или разобраться с легким, легче воды, кирпичом (например, из пенопласта).

5. Задача из сказок. Хитрость Змея Горыныча. Повадился Змей Горыныч разорять деревни да людей умыкать. Опустел край. В одном селе так и вовсе остались одни старики и дети… Но дети были очень смекалистые. Зимой схватил их Змей и посадил в темницу: подрастут, мол, до весны, тогда и съем. Но дети подняли такой крик и визг, что потерял Горыныч покой и сон, а главное – аппетит, все семь голов заболели. Тогда решил он обхитрить детей. «Я выпущу вас на волю, – сказал он им, – если принесете мне ведро живой воды, чтоб омолодиться. Но такое условие: чтоб воду принесли без посуды!» Что поделаешь – дети согласились. Где ручей подземный с живой водой, им было известно. Да как условие Змея выполнить? (Ответ: ребята заморозили воду в берестяном ведерке и принесли Змею Горынычу ледышку в форме ведра).

6. Дырка в трубке. Необходимо просверлить аккуратное круглое отверстие в резиновой трубке. Если сверлить сверлом, трубка сплющится и отверстие получится не круглым. Если прожигать, трубка не сплющится, но отверстие получится неаккуратным – обгорят его края. Как быть? (Ответ: сделать трубку временно твердой, залив в нее воду и заморозив. Затем трубку, заполненную льдом, можно спокойно просверлить – получится аккуратное круглое отверстие.)

7. Путешествие вдоль бублика. Для эксперимента в немецком центре атомных исследований надо было перемещать вдоль оси внутри пустотелого стального «бублика» диаметром более 3 м. небольшой источник нейтронов. Предложите дешевую конструкцию, которая смогла бы выполнить это задание в течение суток. (Ответ: поразмыслив, физики использовали игрушечную железную дорогу с шириной колеи 45 мм. Локомотив с вагонами и двумя источниками нейтронов прокрутился в камере около 80 часов, набегав почти 100 км. Без единой поломки).

8. Основание пирамид. Основание древних египетских пирамид – строго горизонтальная поверхность. Как удавалось египтянам, не имеющим современной техники, добиваться такой горизонтальности? (Ответ: поверхность воды всегда горизонтальна. Египтяне заливали строительную площадку водой. По мере уменьшения слоя воды из-под нее показывались вершинки-неровности, которые тут же срывали.)

9. Чем надуть корабль? Известен способ подъема затонувших кораблей путем закачивания воздуха в трюм. Но он требует герметизации всех мелких щелей, что очень трудно выполнить под водой. Как использовать этот способ подъема, но обойтись без герметизации? (Ответ: нужно закачивать в трюм не газ, а быстро твердеющую пену или легкие шарики – что-то вроде шариков для тенниса или пенопласт.)

10. Задачи для мозгового штурма. Электромагнит используют в качестве «крюка» при погрузке металлолома. Но вот его поднесли к очередному грузу, а груз не поднялся. Перечислите возможные причины этого.

Краткое описание материала

Открытой будем считать задачу, которая имеет размытое (недостаточное/избыточное) условие, которое учащемуся необходимо трактовать, осмыслить, дополнить самому. Открытая задача может иметь множество решений, вероятный (а не точный) ответ.

Решение открытой задачи предполагает исследование — чем более открыта задача, тем больше исследовательская часть в решении этой задачи. Учебная открытая задача может требовать для своего решения как реальных экспериментов, исследований, так и проведения мысленных экспериментов, необходимых для построения модели рассматриваемого в задаче явления/процесса. Успешное решение открытой задачи предполагает не только выдвижение гипотез, но и проверку их расчетом либо экспериментом.

Для того, чтобы научить решать открытые задачи, необходимо, прежде всего, иметь массив таких задач. Некоторый массив уже накоплен в ТРИЗ-педагогике, особенно в биологии. Требования, которые поставили перед собой сотрудники ЛОТ «Универсальный решатель», таковы:

•Нужны массивы задач, перекрывающие знания, предусмотренные школьной программой.

•Задачи должны быть разного уровня открытости и разного уровня сложности.

•Среди задач должны быть такие, которые требуют виртуозного применения знаний, содержащие значительный эвристический потенциал, требующие настоящего изобретательского и исследовательского мышления.

ПРИМЕРЫ ОТКРЫТЫХ ЗАДАЧ (приложение 5 к творческому отчету)

Физика

Другие методич. материалы

DOCX

26.03.2015

5350

Физика

Другие методич. материалы

Файл будет скачан в формате:

DOCX

Краткое описание материала

•Нужны массивы задач, перекрывающие знания, предусмотренные школьной программой.

•Задачи должны быть разного уровня открытости и разного уровня сложности.

Автор материала

Томилина Ольга Александровна

учитель физики, зам. директора по ВР

На сайте: 11 лет и 1 месяц
Всего просмотров: 51895
Подписчики: 1
Всего материалов: 14

51895
просмотров
14
материалов
1
подписчиков

Настоящий материал опубликован пользователем Томилина Ольга Александровна.
Инфоурок является информационным посредником. Всю ответственность за опубликованные материалы несут пользователи, загрузившие материал на сайт. Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете на материал.