Применение различных форм методов подготовки обучающихся к государственной итоговой аттестации по физике

Практическая работа 5 (6 ч.). Применение указанных методик подготовки обучающихся к государственной итоговой аттестации. Решение заданий ОГЭ и ЕГЭ по физике по трудным темам предметного содержания.

Цель: отработка методики решения заданий ОГЭ и ЕГЭ по физике по трудным темам предметного содержания.

Задание 1. Опишите фрагмент урока по подготовке учащихся к выполнению графических заданий.

Задание 2. Опишите фрагмент урока по подготовке учащихся к выполнению заданий логических, требующих как краткого, так и развернутого ответа.

Практическая работа должна быть выполнена на листах формата А4.

Оформление каждого нового структурного элемента работы начинается с новой страницы. Страницы практической работы должны быть пронумерованы.

Объем выполненной работы – не менее 2 страниц.

Критерии оценки:

- степень реализации цели практической работы;

- степень выполнения заданий работы;

- степень сформированности у слушателей необходимых знаний и умений;

Оценка: зачет/незачет.

Задание 1.

Этап изучения. Исследование свойств функции из определения конкретной тригонометрической функции в процессе решения типовых заданий физического содержания на формирование умений проводить теоретическое исследование.

Задание «Исторические сведения»

Цель: формирование умения оценивать факты, события, явления и процессы с помощью разных критериев, выделять причинно-следственные связи.

Возраст: 17 — 18 лет.

Учебные дисциплины: математика и физика.

Форма учебно-познавательной деятельности: работа индивидуальная и в группах по 4—5 человек.

Описание задания: учащимся предлагается провести теоретическое исследование. Теоретическое исследование – это формулирование общих закономерностей, позволяющих объяснить ранее открытые факты и эмпирические закономерности. Оно направлено на формирование таких умений структурировать и достраивать учебную информацию, которые способствуют её пониманию. Исследуя проблему, связанную с пониманием смысла новой информации, психологи установили, что о понимании текста свидетельствует способность преобразовывать изученный материал из одной формы в другую; интерпретировать изученный материал; предположить дальнейший ход развития действий, явлений и др. [29].

Этапы проведения исследования

1. Формулирование проблемы.

2. Подготовка к проведению исследования:

- предварительный анализ имеющейся информации, выдвижение гипотез;

- отбор материала, который будет использован в исследовании.

3. Проведение исследования:

- анализ и обобщение результатов исследования.

4. Изложение результатов исследования, их представление.

5. Обсуждение, оценка полученных результатов.

Материал: текст на карточке.

Текст. [6, с. 55]

На пороге XVII в., в развитии тригонометрии намечается новое направление – аналитическое. Если до этого главной целью тригонометрии считалось решение треугольников, вычисление элементов геометрических фигур и учение о тригонометрических функциях строилось на геометрической основе, то в XVII – XIX вв. тригонометрия становится из глав математического анализа. Она находит широкое применение в механике, физике и технике, особенно при изучении колебательных движений и других периодических процессов. О свойстве периодичности тригонометрических функций знал ещё Виет, первые математические исследования которого относились к тригонометрии. Швейцарский математик Иоганн Бернулли (1642-1727) уже применял символы тригонометрических функций. И если развитие алгебраической символики, введение отрицательных чисел и направленных отрезков содействовали расширению понятия угла и дуги, то развитие учения о колебательных движениях, о звуковых, световых и электромагнитных волнах привело к тому, что основным содержанием тригонометрии стало изучение и описание колебательных процессов. Из физики известно, что уравнение гармонического колебания (например, колебания маятника, переменного электрического тока) имеет вид

y = A sin (t + α),

где А – амплитуда отклонения маятника из положения равновесия,

  ‑  циклическая частота,  α - угол отклонения от положения равновесия. Графиками гармонических колебаний являются синусоиды, поэтому в физике и технике сами гармонические колебания часто называют синусоидальными колебаниями (смотри рис.8).

В первой половине XIX в. французский учёный Ж. Фурье доказал, что всякое периодическое движение может быть представлено (с любой степенью точности) в виде суммы простых гармонических колебаний.

В наше время тригонометрия больше не рассматривается как самостоятельная ветвь математики. Важнейшая её часть – учение о тригонометрических функциях – является частью более общего, построенного с единой точки зрения учения о функциях, изучаемых в математическом анализе; другая же часть ­– решение треугольников – рассматривается как глава геометрии (плоской и сферической).

Вопросы:

1. Назовите имена учёных, которые участвовали в создании тригонометрических функций. Что их к этому подвигло?

2.  На рисунке 8 исследуйте синусоиду, для этого заполните сравнительную таблицу (см. табл. 13).

3. Подведите итоги наблюдений в виде таблицы результатов (см. табл. 14).

4. Постройте график функции у = sin z полностью путём параллельного переноса уже построенной части вдоль оси абсцисс на отрезки, кратные 2π.

5^*. Что является графиком функции у = sin z?

6^**. При каких значениях z на отрезке от 0 до 2π выражение  имеет действительное значение?

Примечание: задание можно предложить решать при создании на уроке проблемной ситуации (на уроке – изучение нового материала, работая в парах по 2 человека, как и,  при проведении обобщающего урока).

Ожидаемый результат.

Таблица 1. Сравнительный результат.

Таблица 2.  Итог наблюдений.

5^*. Что является графиком функции у = sin z?

Графиком функции у = sin z является бесконечная непрерывная периодически волнообразная кривая, расположенная между двумя прямыми, параллельными оси абсцисс и отстоящими от неё на расстоянии равном 1; эту кривую называют синусоидой.

6^**. При каких значениях z на отрезке от 0 до 2π выражение  имеет действительное значение?     (0 z  π и π z  2π).

Задание 2

Задания для освоения приёмов логического запоминания информации, извлечённой из текстов

Цель: освоение приёмов логического запоминания информации, извлечённой из текстов.

Возраст: 16-17 лет.

Учебные дисциплины: физика, математика.

Форма выполнения задания: работа индивидуальная, в парах и группах.

Описание задания: после чтения и составления плана текста и графических схем учащимся предлагаются следующие варианты выполнения задания:

- взаимная проверка по вопросам учебника с опорой на план текста;

- пересказ в парах с опорой на план и графическую схему;

- составление устной и письменной аннотации с опорой на план и графическую схему;

- подготовка учебных докладов с подбором иллюстративного материала.

Критерии оценивания:

·        адекватность и точность воспроизведения текста;

·        адекватность отражения и аннотации основных положений текста;

·        адекватность отражения в графической схеме логических и смысловых связей фрагментов текста.

Рассмотрим работу с текстом математического содержания на примере задания «Доказательство математических теорем с помощью физических понятий»

Текст [2, с.120]

Каждому приходилось наблюдать за движением различных частей всевозможных машин и станков.

Характерной особенностью часто встречающихся движений является их повторяемость через один и тот же промежуток времени. Такие движения называются периодическими.

Периодические процессы и явления изучаются физиками, механиками, астрономами, математиками и другими учёными. Закономерности тех или иных периодических явлений учёные записывают в виде функции, а затем, исследуя эти функции, раскрывают внутреннее содержание таких явлений и указывают пути практического использования на благо человека.

Рассмотрим более подробно из периодических процессов на примере простого механизма, в котором круговое движение преобразуется в прямолинейное (см. рис. 9).

Насаженное на ось О колесо К соединено посредством «пальца» М и рамкой N. При вращении колеса вокруг его оси палец М совершает круговое движение, увлекая за собой рамку, последняя скользит вдоль направляющих тисков F и совершает колебательное периодическое движение. Если рамку N соединить посредством штока Е с какой-нибудь деталью (например с поршнем насоса), то последняя будет совершать такое же движение, которое делает рамка.

Представим движение вращательного механизма, а именно: колесо вместе с пальцем М вращается равномерно вокруг оси с центром в точке О, а рамка, увлекаемая пальцем М, двигалась прямолинейно вверх и вниз, а вместе с ней прямолинейно двигался шток ВЕ. Рассмотрим две закономерности наблюдаемого движения:

I. Пусть колесо вращается равномерно с угловой скоростью ω = 1рад/с, тогда шток (любая его точка) будет двигаться прямолинейно неравномерно по закону: s = OQ = MP = y = sin t (см. рис.10):

а) вращение колеса равномерное;

б) шток движется прямолинейно неравномерно – сначала замедленно, когда t изменяется от 0 до , а потом ускоренно, когда t изменяется от   до π.

II. Пусть шток движется прямолинейно равномерно со скоростью у = 1 рад/с, тогда обод колеса будет вращаться неравномерно по закону: s = МА = z = arcsin t (см. рис 11)

а) движение штока равномерное прямолинейное;

б) вращение обода неравномерное – сперва замедленное, когда t изменяется от – 1 до 0, а потом ускоренное, когда t изменяется от 0 до 1.

Доказать, что график функции y = sin t и обратной ей функции z = arcsin t (х = f(y)) симметричны относительно биссектрисы I и III координатной углов.

Материал: карточки со схемой организации деятельности при доказательстве теорем по Л.И. Боженковой [4].

Схема организации деятельности при доказательстве теорем.

1. Постановка учебной цели;

2) работа с формулировкой теоремы и выявление средств, необходимых для доказательства теоремы;

3) соотнесение выявленных средств выполнения УПД с собственными знаниями и умениями;

4) поиск доказательств теоремы;

5) составление плана доказательства теоремы;

6) реализация плана;     

7) контроль доказательства теоремы;

8) самооценка результатов выполненной деятельности;

9) самокоррекция собственных учебных действий при работе с теоремой.

Ожидаемый результат:

1) доказать теорему обратимости функций и осознать приёмы, которые для этого использовались;

2)  нужно знать приёмы обращения данной функции в обратную, признаки равенства и подобия треугольников, движение точки, выбрать подходящую формулу;

3) принять решение о помощи;

4) вывести следствия из равенства треугольников;

5) записать нужные отношения и преобразовать их, можно воспользоваться приёмами записи доказательства теоремы.

Задание на формирование ПУД и РУД. Организуйте свою учебную деятельность, направленную на доказательство того, что график любой обратной функции строится зеркальным отражением графика прямой функции относительно биссектрисы I – III координатных углов.

Таблица 15. 

Таким образом,  диагностика, контроль и оценка метапредметных образовательных результатов, в которые включены познавательные УУД, проводятся на основании создаваемой учеником образовательной продукции – текстов, суждений, моделей, мета-алгоритмов, образов, исследований, проектов, выполненных тестов, выводов, полученных в результате наблюдения или эксперимента и т.п. Планировать создание такой продукции необходимо на этапе целеполагания как при постановки образовательной цели, так и метапредметной. Необходимым условием достижением этих результатов является выполнение учениками типовых учебных заданий, которые иллюстрируются на содержании курса математики и физики десятых и одиннадцатых классов.