Мастер-класс по теме " Обобщённые планы при изучении физики"

Тема мастер­ класса «Обобщенные планы при изучении физики»   В настоящее время  стоит проблема использования эффективных методов и  форм работы при изучении физики, обеспечивающих усвоение учащимися  физических знаний.  Для этой цели полезно использовать обобщенные планы изучения элементов  научного физического знания: явления, опыта, закона, физической величины,  теории, технического устройства, прибора.  Требования к усвоению знаний, сформулированные в  последовательности, отражающей логику научного познания, называются  обобщенными планами. Планы получили название обобщенных, потому что их структура не зависит от частных особенностей материала. Такие планы есть у  каждого учителя. Они позволяют представить материал в виде четкой  логической структуры. Работа с использованием обобщенных планов на уроках физики может быть  использована при устном опросе, при изучении нового материала, при  обобщении знаний, при постановке различных учебных задач, при закреплении материала, при работе с текстом.  Систематическая работа с обобщенными планами  полезна тем, что: ­облегчает структурирование знаний по основным вопросам курса и  логическую четкость и системность знаний; ­облегчает учащимся восприятие рассказа учителя, так как, зная план,  ученики понимают, куда их ведет учитель, в каком плане он строит рассказ; ­требует от школьника мысленной переработки текста учебника, перестройки  знаний в новую структуру при подготовке домашних заданий, а потому учит  самостоятельности; ­ помогает при подготовке к ОГЭ и ЕГЭ, потому как  Обобщенный план варианта КИМ  ОГЭ и ЕГЭ  по физике   предусматривает, что уч­ся должен   Знать, понимать: ­ смысл физических понятий,  смысл физических величин,  смысл физических  законов, принципов, постулатов. Уметь: ­ описывать и объяснять физические явления, свойства тел ­ описывать и объяснять результаты экспериментов. ­ описывать фундаментальные опыты, оказавшие существенное влияние на  развитие физики. ­ приводить примеры практического применения физических знаний, законов  физики. Уметь определять характер физического процесса по графику, таблице, формуле Использование обобщенных планов при изучении физики  способствует  формированию познавательных учебных действий, а также регулятивных  учебных действий, таких как: целеполагание; планирование;  контроль;  коррекция своих действий. Каждый раз на уроке изучения нового материала, практической работы и  урока обобщения знания обращаю внимание детей на обобщенные планы  ответов и требую их использования при ответах.  Качество обучения учащихся стало лучше, дети лучше стали понимать  предмет. Самое важное есть экономия времени на уроке. Рассмотрим  обобщенные планы изучения, которые могут стать и образцами   ответов учащихся. 1. План изучения  физической величины 1. Наименование величины и ее условное обозначение. 2. Характеризуемый объект (явление, свойство, процесс). 3. Определение, характерные признаки. 4. Формула, связывающая данную величину с другими. 5. Единица величины в СИ и её обозначение. 6. Способы измерения величины. Пример. Плотность (7 класс) 1. Плотность ­ физическая величина, условное обозначение  (Ро). 2. Плотность характеризует свойство вещества, из которого состоит тело. 3. Плотность ­ это масса вещества, заключенная в единице объема 1  см3 или 1 м3. 4. Формула плотности: 5. Единицы плотности:  6. I­й способ: плотность жидкостей измеряют ареометром; II­й способ: по   и  формуле плотности найти отношение массы тела, найденную при  помощи весов, на объём твердого, жидкого, газообразного тела,  измеренного мензуркой, или на объем правильного твердого тела,  вычисленного при помощи линейки. 2. План изучения физического закона      1.  Когда и кем открыт, сформулирован закон 2.  Связь между какими величинами или явлениями устанавливает данный  закон 3.  Формулировка закона (словесная, математическая, графическая) 4.  Опыты , подтверждающие справедливость закона 5.  Объяснение закона на основе современных научных теорий 6.  Примеры использования закона на практике 7.  Границы применимости закона Пример. Закон Ома для участка цепи (8 класс) 1. Закон Ома: сила тока в цепи напряжению на её участке и обратно  пропорциональна сопротивлению этого участка (1826 г.). 2. Математическое выражение закона Ома (формула): 3. Закон Ома выражает взаимосвязь силы тока от напряжения. 4. На основе закона Ома определяют сопротивление проводника, также  строят вольт­амперную характеристику проводников электрического тока. 5. Закон Ома применяется точно для металлов, справедлив для любых  постоянных напряжений, при применении которых проводник не плавится.  Закон не выполняется при больших напряжениях в растворах (расплавах)  электролитов и в сильно ионизированных газах ­ плазме. По закону Ома для  многих веществ в широких интервалах приложенного к проводнику  напряжения удельная проводимость остается неизменной. Закон Ома  является основой всей электротехники. 6. Закон Ома объясняется наличием свободных заряженных частиц в  проводнике (в металлах, газах, жидкостях ­ растворах (расплавах)  электролитов, вакууме, полупроводниках), которые под действием разности  потенциалов на участке цепи движутся упорядоченно, т.е. создают  электрический ток. Особенность строения проводников создает электрическое сопротивление движению свободных заряженных частиц.  Сопротивление проводника зависит от его температуры. Попробуем сравнить два закона: Всемирного тяготения и Кулона (10 класс).    Как удивительно и подозрительно похожи законы.  Учащиеся  задают вопрос,  а такая уж принципиальная разница между двумя этими взаимодействиями? И почему до сих пор не открыт гравитон, существования которого просит наше  врожденное чувство симметрии? И может быть, эти возникшие вопросы,  подтолкнут кого­то к работе над единой теорией поля, а кого­то искать  гравитон   Закон всемирного тяготения Закон Кулона                 Отличие Описывает   гравитационное Описывает электромагнитное взаимодействие   F = GMm/R2 взаимодействие   F = KQq/R2 G = 6.67  ∙10­11Hм  2 /кг2 K = 9 ∙109 Hм  2 /кл2 Тела притягиваются всегда Тела   могут   притягиваться, могут отталкиваться Нет   (?)   частицы,   несущей Есть частицы, несущие самые самый   маленький   неделимый гравитационный заряд (?) маленькие электрические (+,­) заряды неделимые                                                                      Сходство  Математическая запись Тела – материальные точки Радиус действия сил – бесконечность Использовались крутильные весы 3. План изучения физического  явления 1.  Признаки явления 2.  Условия, при которых протекает явление 3.  Сущность явления 4.  Связь данного явления с другими 5.  Количественная характеристика явления: величины, характеризующие явление; связь между величинами;    формулы, выражающие эту связь. 6.  Примеры использования явления Пример. Невесомость  (9 класс) 1. Невесомость — это физическое явление отсутствия веса тела при его  движении с ускорением свободного падения. 2. Невесомость возникает для тела при условии исчезновения его опоры или  подвеса или когда оно движется с ускорением свободного падения. 3. Невесомость связана с явлениями взаимодействия тел, тяготения,  перегрузки. 4. Теория невесомости объясняется законом всемирного тяготения и всех  трёх законов механики Ньютона. 5. Знание о невесомости применяется для учёта перегрузки в движущихся  объектах на Земле и в космосе, в исследовании влияния невесомости на  живые организмы.   4. План изучения физической теории 1. Опытное обоснование теории. 2. Основные положения теории. 3. Математический аппарат теории. 4. Явления, опытные факты, законы, объясняемые теорией. 5. Практическое применение теории. 6. Следствия, вытекающие из теории. 7. Явления, законы, предсказываемые теорией. Пример. Молекулярно­ кинетическая теория (10 класс) 1. Опытное обоснование молекулярно­кинетической теории: огромное  число и микроскопические размеры частиц вещества (доказаны  электронным микроскопом), определение размеров и массы молекул ­  мельчайших частиц вещества, броуновское движение. 2. Основные положения молекулярно­кинетической теории: a. вещество состоит из частиц; b. эти частиц беспорядочно движутся; c. частицы взаимодействуют друг с другом. 3. Математический аппарат молекулярно­кинетической теории: Число Авогадро Количество вещества Молярная масса Относительная молекулярная (атомная) масса Уравнение состояния идеального газа (уравнение Клапейрона­Менделеева) Давление идеального газа Средняя кинетическая энергия молекул газа 4. Молекулярно­кинетическая теория объясняет:  Броуновское движение.  Опыт Перрена.  Строение вещества в твердом, жидком и газообразном состояниях.  Абсолютный нуль температуры.  Температура ­ мера средней кинетической энергии молекул.  Явления на основе взаимодействия молекул разных веществ.  и многое другое. 5. Практическое применение молекулярно­кинетической теории:  Создание материалов заданными свойствами.  Развитие промышленности на основе нанотехнологий.  Научные исследования на основе интеграция физики с другими  науками. 6. Следствия, вытекающие из молекулярно­кинетической теории:  Теория броуновского движения. (А.Эйнштейн, 1905 г.)  Молекулярное истолкование тепловых явлений. (Людвиг Больцман)  Теория газов. (Д.И.Менделеев)  Теория жидкого состояния вещества. (Я.И.Френкель) 7. Явления, законы, предсказываемые молекулярно­кинетической теорией:  Явления взаимодействия в микромире как основа нанотехнологий.  Новые материалы с ожидаемыми свойствами на стыке наук.  Использование сверхнизких и сверхвысоких температур, давлений,  электромагнитного поля в исследовании веществ, в создании новых  материалов, новых источников энергии.  Поиск новых технологий на основе космических исследований. План описания  физического опыта  1. Цель опыта 2. Приборы и материалы 3. Условия, при которых осуществляется опыт 4. Ход опыта 5. Результат опыта и вывод Образец физического опыта: 1. Цель: убедиться в том, что частицы вещества малы. 2. Приборы и материалы: одинаковые стеклянные сосуды ­ 3 шт., сосуд с  водой, синяя гуашь. 3. Условия: опыт проводится при условии постоянной температуры воды и  хорошей освещенности комнаты. 4. Ход опыта:  В первом сосуде в воде растворяем маленькую крупинку синей гуаши.  Через некоторое время вода окрашивается в синий цвет.  Отольем немного окрашенной воды в другой сосуд и дольем в него  чистой воды. Раствор во втором сосуде будет окрашен слабее, чем в  первом.  Потом из второго сосуда снова отольем раствор уже в третий сосуд и  дольем его вновь чистой водой. В этом сосуде вода будет окрашена еще  слабее, чем во втором сосуде. 5. Результат, интерпретация опыта: Частицы маленькой крупинки гуаши,  растворенной в первом сосуде, попали в третий сосуд. Это означает, что  крупинка гуаши состояла из большого числа мельчайших частиц.  Вывод: Опыт подтверждает то, что вещества состоят из очень маленьких  частиц. 5. План проведения лабораторной работы 1. Изучить план проведения  лабораторной работы 2. Собрать установку. 3. Пользоваться измерительными приборами. 4. Проводить наблюдения, снимать показания измерительных приборов,  составлять таблицы зависимости величин и строить графики. 5. Правильно выполнять приближенные вычисления. 6. Составлять краткий отчет о проделанной работе.  Образец выполнения лабораторной работы “Регулирование силы тока  реостатом” 1. План работы: для изменения силы тока в цепи реостатом необходимо: 1)  собрать электрическую цепь последовательно из источника питания,  ключа, амперметра и реостата. 2) Изменяя положение ползунка реостата зафиксировать показания  амперметра. 2. Собрать электрическую цепь по схеме: 3. Уменьшаем сопротивление реостата, плавно и медленно передвигая его  ползунок. (Внимание! Ползунок не доводить до конца!) 4. Проводим наблюдение за показанием амперметра ­ изменением силы тока.  Закономерность уменьшения сопротивления реостата и силы тока записываем  в таблицу: п\п №  опыта Сопротивление  Сила тока,  реостата I, А 1 2 Уменьшали 0,4; 0,8; 1,5 Увеличивали 1,6; 1,0; О,5 5. В данной работе нет необходимости выполнять приближенные вычисления. 6. Краткий отчёт: В данной работе мы наблюдали, что увеличении  сопротивления реостата сила тока уменьшается и наоборот. Таким образом,  мы определили то, что реостат — это физическое устройство для  регулирования силы тока в электрической цепи. 6. План проведения физических измерений  1. Определять цену деления и пределы измерения прибора. 2. Определять абсолютную погрешность измерения прибора. 3. Правильно включать прибор  в установку. 4. Снимать показания прибора и записывать их с учетом абсолютной  погрешности измерения. 5. Определять относительную погрешность измерений. Образец проведения физических измерений 1. Цена деления амперметра ­ физического прибора для измерения силы тока  в электрической цепи: 0,2А; предел измерения амперметра ­ от 0 до 10А. 2. Абсолютная погрешность амперметра: 3. Амперметр соединяется в электрическую цепь последовательно. 4. При показании амперметра 4,2А с учетом абсолютной погрешности прибора силу тока в электрической цепи записывают результат измерения:  5. Относительная погрешность измерения силы тока определяется формулой: Относительная погрешность измерения силы тока Запись результата измерения амперметром силы тока: Абсолютные инструментальные погрешности некоторых средств измерений. Средства  измерения Линейка Мензурка Весы учебные Вольтметр Предел  измерения до 50 см до 250 мл 200 г 6 В Цена деления Абсолют.инструм. погрешности 1 мм 1 мл ­ 0,2 B  + 1 мм  + 1 мм + 0,01 мм  + 0,15 мм 7. Алгоритм решения задачи по физике 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. О каких величинах идет речь в задаче? Записать «Дано» используя буквенное обозначение величин. Определить единицы измерения для данных величин. Все ли единицы измерения соответствуют СИ, если нет, то переведите. Записать формулу для искомой величины. Все ли компоненты в формуле вам даны, если нет, то запишите  формулы столбиком, для их нахождения. Выполните вычисления, начиная с последней формулы. Всегда хотелось найти универсальный способ решения задач, но, наверное, его просто не существует.  Однако, можно составить рекомендации для решения отдельных групп задач Задачи на уравнение теплового баланса встречаются в курсе физики в 8  классе и вскользь, очень коротко вспоминают о них в 10 классе, при  прохождении молекулярно­кинетической теории. Сложные задачи  встречаются в КИМах ЕГЭ. Обычно в задачах на уравнение теплового баланса описываются несколько тел, происходит несколько тепловых процессов, и в  обычном оформлении условий задачи, ученики путаются, ­ к какому телу  относится эта физическая величина. Часто ученики затрудняются в решении,  казалось бы несложных задач из за обилия данных в условиях задачи.  Алгоритм решения задач на уравнение теплового баланса 1.Записать краткое условие задачи и выразить все величины в СИ. 2.Определить, какие вещества участвуют в теплообмене. 3. Определить, какие тепловые процессы происходят с этими веществами, и  написать формулы для этих тепловых процессов. 4. Используя записанные формулы, составить уравнение теплового баланса, из которого выразить искомую величину и вычислить ее. В сосуд, содержащий 1,5 кг воды при 15о С, впускают 200 г водяного пара  при 100о С. Какая общая температура установится после конденсации пара?  890 Постоянный ток. Задачи на определение силы тока, напряжения или сопротивления на  участке цепи. 1. Понять предложенную задачу (увидеть физическую модель). 2. Анализ (построить математическую модель явления): 1. Начертить схему и указать на ней все элементы. 2. Установить, какие элементы цепи включены последовательно,  какие – параллельно. 3. Расставить токи и напряжения на каждом участке цепи и записать для каждой точки разветвления (если они есть) уравнения токов и уравнения, связывающие напряжения на участках цепи. 4. Используя закон Ома, установить связь между токами,  напряжениями и э.д.с. 5. Если в схеме делают какие­либо переключения сопротивлений  или источников, уравнения составляют для каждого режима  работы цепи. 3. Решить полученную систему уравнений относительно неизвестной  величины. 4. Решение проверить и оценить критически. Закон сохранения импульса. 1. Понять предложенную задачу (увидеть физическую модель). 2. Анализ (построить математическую модель явления): 1. Выбрать систему отсчета. 2. Выделить систему взаимодействующих тел и выяснить, какие  силы для нее являются внутренними, а какие – внешними. 3. Определить импульсы всех тел системы до и после  взаимодействия. 4. Если в целом система незамкнутая, сумма проекций сил на одну  из осей равна нулю, то следует написать закон сохранения лишь в  проекциях на эту ось. 5. Если внешние силы пренебрежительно малы в сравнении с  внутренними (как в случае удара тел), то следует написать закон  сохранения суммарного импульса ( p = 0) в векторной форме и  перейти к скалярной. 6. Если на тела системы действуют внешние силы и ими нельзя  пренебречь, то следует написать закон изменения импульса ( p = F t) в векторной форме и перейти к скалярной. 7. Записать математически все вспомогательные условия. 3. Полученную систему уравнений решить относительно искомой  величины. 4. Решение проверить и оценить критически. Подводя итог своего мастер­ класса я отмечаю, что  При работе с учащимися может варьироваться как содержание планов, так и  форма их подачи – в неявном или явном виде.  На первой ступени обучения физике эти планы используются в готовом виде.  В старших классах систематизации знаний способствует такой прием, как  составление планов изучения физических понятий одного вида на основе  более обобщенных планов изучения элементов системы знаний. Например,  составление плана изучения вида силы на основе обобщенного плана изучения  физической величины, составление плана изучения способов теплопередачи и  тепловых процессов на основе обобщенного плана изучения физических  явлений и т.д.  Рефлексия деятельности. Подведем итоги Сегодня на мастер­ классе  мне показалось интересным… я удивился тому, что… в дальнейшем я ….  Мне хотелось бы пожелать …