Статья "Компетентностно-ориентированные задачи по физике как инструмент формирования метапредметных компетентностей обучающихся"

КОМПЕТЕНТНОСТНО-ОРИЕНТИРОВАННЫЕ ЗАДАЧИ ПО ФИЗИКЕ КАК ИНСТРУМЕНТ ФОРМИРОВАНИЯ МЕТАПРЕДМЕТНЫХ КОМПЕТЕНТНОСТЕЙ ОБУЧАЮЩИХСЯ

ГБПОУ «Торезский техникум строительства, технологий и сервиса», преподаватель физики Петриченко Ольга Васильевна

Научиться ориентироваться в непростом реальном
мире можно, выполняя практические жизненные задачи.
А это и есть компетентностно – ориентированные задания.

Федеральный государственный образовательный стандарт основного общего и среднего общего образования устанавливает требования к личностным, метапредметным и предметным результатам освоения обучающимися образовательных программ ООО и СОО.

В стандартах ФГОС второго поколения отмечается, что результатами освоения общеобразовательных программ должны стать ключевые компетентности, среди которых значительную роль играет метапредметная компетентность, определяющая универсальные способы деятельности, применимые как в рамках образовательного пространства, так и в реальных жизненных ситуациях.

Любому человеку необходимо быть эффективным, конкурентоспособным работником, быть творческим, самостоятельным, ответственным, коммуникабельным, способным решать проблемы личные и коллектива. Ему должны быть присущи потребность к познанию нового, умение находить и отбирать нужную информацию.

Овладение обучающимися системой учебных действий и как следствие - способность к решению учебно-познавательных и учебно-практических задач возможно на основе освоения опорной системы знаний, овладения умением учиться (способностью к самоорганизации при решении учебных задач) и индивидуального прогресса во всех сферах личностного развития (мотивационно-смысловой, познавательной, эмоциональной, волевой и саморегуляции).

Поэтому при проектировании учебного процесса на первый план выходит задача использования «новых» учебных заданий, которые бы позволяли формировать навыки, требуемые стандартом образования, и являлись бы инструментом измерения качества образования. К таким заданиям относятся компетентностно-ориентированные задания. Компетентностно - ориентированные задания - это задания, которые имеют и учебное, и жизненное обоснование, целевое предназначение которых определено тремя основными позициями:

• формирования системы универсальных учебных действий;
• обеспечения условий для применения предметных ЗУНов («ЗНАНИЯ, УМЕНИЯ И НАВЫКИ») в новых, незнакомых для обучающихся межпредметных ситуациях;
• приобретения обучающимися опыта решения задач жизненного характера.

Компетентностно-ориентированное задание:

1.     деятельностное задание;

2.     моделирует практическую, жизненную ситуацию;

3.     строится на актуальном для обучающихся материале;

4.     его структура задаётся следующими элементами:

• мотивационная часть - стимул (погружает в контекст задания и мотивирует на его выполнение);
• формулировка задания;
• источник информации (содержит информацию, необходимую для успешной деятельности обучающихся по выполнению задания);
• инструмент проверки (задаёт способы и критерии оценивания результата).

Средством реализации компетентностного подхода при обучении физике является организация самостоятельной деятельности при решении физических задач, лабораторных, контрольных работ, при работе с учебной литературой и другими источниками информации.

Три уровня компетентностно - ориентированных заданий:

Первый уровень (уровень воспроизведения) включает воспроизведение физических законов, формул и выполнение вычислений. Студенты могут применять базовые знания физики в стандартных, четко сформулированных ситуациях. Они могут решать одношаговые текстовые задачи, понимают простые физические зависимости, стандартную систему обозначений, могут читать и интерпретировать данные, представленные в таблицах, на графиках, различных шкалах.

Пример. При изучении темы: «Работа и мощность электрического тока» определить показания счетчиков электроэнергии и по действующему тарифу за 1 кВт ч, подсчитать стоимость электроэнергии, расходуемой за 1 месяц (30 дней) всеми приборами в квартире. Узнать мощности имеющихся у обучающихся  в квартире электрических приборов и время их работы (значение мощности взять из паспорта приборов). Обучающиеся делают вывод о необходимости экономить энергию.

Второй уровень (уровень установления связей) включает установление связей и интеграцию материала из разных тем физики, необходимых для решения поставленной задачи. Обучающиеся  могут применять свои знания в разнообразных, достаточно сложных ситуациях. Они могут упорядочивать, соотносить и производить вычисления, решать многошаговые текстовые задачи (определять значения величин, используя известные формулы). Они могут интерпретировать информацию, представленную в таблицах и на графиках.

Пример. Какое количество теплоты необходимо для расплавления медного провода длиной 10 м, сопротивлением 17 мОм, находящегося при температуре 0⁰С?

Третий уровень (уровень рассуждения) - размышления, требующие обобщения и интуиции. Студенты  могут организовывать информацию, делать обобщения, решать нестандартные проблемы, делать выводы на основе исходных данных и обосновывать их. Они могут вычислить изменения имеющихся данных, применить знания физических понятий и зависимостей, составить физическую модель несложной ситуации. В заданиях третьего уровня, прежде всего, необходимо самостоятельно выделить в ситуации проблему, которая решается средствами математики, и разработать соответствующую ей физическую модель.

Эффективны групповые формы работы. При этом создаются условия для диалога, что способствует развитию умения не только говорить, но и отстаивать своё мнение, развитию культуры речи. Работая в группе, обучающиеся учатся взаимодействовать с другими людьми. Создаются условия для развития ответственности за своё дело и для взаимообучаемости, что способствует более успешному усвоению материала и развитию личностных качеств обучающихся, формируются навыки самоконтроля, взаимоконтроля и самооценки. Возникает мотивация на дальнейшую учебную работу, на самореализацию через творческую и практическую деятельность, удовлетворение собственных познавательных интересов.

КОМПЕТЕНТНОСТНО-ОРИЕНТИРОВАННЫЕ ЗАДАНИЯ

1. На территории школы под землей проложен электропровод, по которому течет электрический ток. Провод требует замены. Как с помощью приборов определить местоположение провода? Назовите прибор или приборы. Объясните его применение, вспомните физические явления, на основе которых можно объяснить их использование. 

2. Рассчитайте оптимальную силу тяги вашего автомобиля для прохождения трассы длиной 600 км за 4 часа. Необходимую информацию о переводе  внесистемной единицы мощности найдите в интернете

3. Каждый из нас знает, что вода может быть и жидкой (это её естественное состояние), и твердой – лёд (при температуре ниже 0°С), и газообразной – водяной пар (слайд).

1)    Отличаются ли свойства воды, льда и водяного пара?

2)    Чем можно объяснить такую разницу?

3)    Как доказать, что все вещества состоят из частиц?

4)    Почему не видны частицы, из которых состоит вещество?

5)      Почему твердые тела, состоящие из частиц, кажутся сплошными?

6)    Отличаются ли друг от друга молекулы холодной и горячей воды?

4. Вышел из строя кран на кухни, он начел подкапывать. Сколько воды утечет за час, сутки, неделю? Как с помощью мензурки определить объем одной капли воды?

5. Если молоко не перемешивать, то постепенно оно отстоится, сливки расположатся наверху. В каком помещении – холодном или теплом, сливки отстоятся быстрее?

6. Все мы видели дым (от костра, из трубы), иногда он поднимается  вверх, а иногда стелется по земле. Это далеко не единственная примета о погоде – их существует огромное множество. Почему дым от костра распространяется в воздухе даже в безветренную погоду?

7. Детский воздушный шарик наполнен водородом; где он дольше сохранится наполненным – в холодном или теплом помещении?

8. Почему сахар и другие пористые продукты нельзя хранить вблизи пахучих веществ?

9. Жидкости и твердые тела не распадаются на отдельные молекулы, даже не обращая внимания на то, что их молекулы распределены промежутками и постоянно находятся в беспорядочно непрерывном движении. Что заставляет их держаться вместе?

10. Знаете ли вы, что лимон – это фрукт? А что, помимо аскорбиновой кислоты, он богат еще и витаминами В, Р, А и Е? Или что в XVIII веке в России лимоны считались деликатесом? Мы многого не знаем о лимонах.

Как можно использовать их, если не заваривать в чай?

Как с помощью лимона надуть воздушный шарик?

11. В холодную влажную погоду стёкла автомобиля часто запотевают и видимость дороги уменьшается из-за рассеяния света мелкими капельками воды на стекле.

1)    Укажите причину, по которой в данной ситуации бесполезно использовать щётки стеклоочистителя.

2)    Поясните, какие физические процессы наблюдаются в данном случае.

3)    Предложите, что может предпринять водитель, чтобы предотвратить запотевание стёкол. Ответ поясните.

12. Если вы выполните это задание, то узнаете, как регистрируют заряженные частицы, откуда берется информация о заряженных частицах.

1) Внимательно прочитайте текст §. Заполните таблицу.

 2) Ответьте на вопросы:

1) Есть ли преимущества пузырьковой камеры перед камерой Вильсона?

2) Какой метод дает наибольшую информацию?

13. Если вы выполните это задание, то узнаете, почему существуют твердые, жидкие и газообразные вещества. Внимательно прочитайте текст §. Заполните таблицу.

Ответьте на вопросы:

1)    Можно ли открытый сосуд наполнить газом наполовину?

2)    Назовите свойство твердых тел, отличающие их от жидкостей и газов?

3)    Изменится ли объем жидкости после того, как ее перелили из стакана в кувшин, в чашку?

14. Решить задачи 1), 2). Сравнить какие лампы целесообразнее использовать:         

1) Дана  лампа энергосберегающая мощностью 0,018 кВт.

Сколько энергии тратит электрическая лампа за 1 час работы?                                    

Сколько энергии тратит электрический прибор  за месяц (30 дней), если она светится 8 ч в день? Вычислите стоимость израсходованной энергии при тарифе 1,87 рубля.            

2) Дана лампа накаливания мощностью 0,06 кВт

Сколько энергии тратит электрический прибор за 1 час?                                                    

Сколько энергии тратит электрический прибор за месяц (30дней), если он работает 10 ч в день? Вычислите стоимость израсходованной энергии при тарифе 1,87 рубля.            

15. Прочитайте текст и выполните задания 1–3. В микроволновых печах продукты нагреваются как бы изнутри, поглощая энергию электромагнитных волн сверхвысокой частоты. В бытовых микроволновых печах частота достигает 2450 МГц, а излучение создаётся особым электронным устройством – магнетроном – и отражается металлическими стенками печи. СВЧ - излучение мгновенно проникает в глубь продукта, возбуждает молекулы воды, и за счёт этого продукт нагревается вплоть до температуры кипения воды. При готовке посуда должна быть из диэлектрических материалов: жаропрочного стекла, обычного фарфора и керамики, но без рисунков и ободков, наносимых металлсодержащими красками. Металл в краске может вызывать электрические разряды. Вся посуда должна предусматривать выход для пара. От вредного воздействия СВЧ-излучения хозяек защищает металлический кожух и конструктивные ловушки по периметру дверцы. При включении магнетрона дверца блокируется, чтобы её нельзя было открыть. При открывании дверцы, повышении температуры стенки камеры или кожуха печи специальные датчики мгновенно отключают магнетрон.

Задание 1. Какое из приведённых ниже значений наиболее вероятно соответствует длине волны излучения, используемого в бытовых микроволновых печах?

1) 1,22 м; 2) 12,2 см; 3) 8,2 м; 4) 8,2 см.

Задание 2. Миша решил впервые воспользоваться микроволновой печью и разогреть себе обед. Какую посуду он может для этого использовать?

1)    Стеклянную банку с герметичной крышкой

2)    Открытый пластмассовый контейнер

3)    Фарфоровую тарелку

4)    Алюминиевую кастрюлю.

Задание 3. Мишина мама решила купить новую микроволновку, причём такую, чтобы можно было печь румяные пирожки и быстро размораживать продукты. Ниже приведены характеристики четырёх микроволновых печей одного ценового диапазона. Какую из них вы посоветуете выбрать Мишиной маме?

16. Маме на день рождения подарили два набора чайных ложек. На вид они были совершенно одинаковыми, но по цене сильно отличались между собой. В одном наборе ложки были серебряные, а в другом из нержавеющей стали. Как определить, какие ложки, в какой коробке? Как определить, какая ложка серебряная, а какая стальная, в случае, если ложки перемешаны?

17. У садовника имеется 32 метра провода, которым он хочет обозначить на земле границу клумбы. Форму клумбы ему надо выбрать из следующих вариантов (см. рис.).

Обведите слово «Да» или «Нет» в таблице около каждой формы клумбы в зависимости от того, хватит или не хватит садовнику 32 м провода, чтобы обозначить ее границу.

18. Средняя годовая температура в провинции Виктория +74^о по Фаренгейту. Сколько это будет в привычных для нас градусах Цельсия? Составьте формулу для вычисления температуры в градусах Цельсия, если известна температура по Фаренгейту и наоборот. В таблице  приведена температура таяния льда и кипения воды в градусах Цельсия и по Фаренгейту.

Температура таяния льда и кипения:

Задания с недостающими данными, вернее, задания, в которых вместо расчётов или оценок необходимо просто использовать здравый смысл.

19. Пётр налил себе в чашку кофе, температура которого была около 90°С, и чашку холодной минеральной воды с температурой около 5°С. Обе чашки одинаковые, объём напитков тоже одинаковый. Температура в комнате, где находился Пётр, была около 20°С.

Какой, вероятнее всего, будет температура кофе и минеральной воды через 10 минут?

1)      70°С и 10°С;

2)      90°С и 5°С;

3)      70°С и 25°С;

4)      20°С и 20°С.

20. Приведите пример того, что электромагнитное излучение имеет огромное научное и практическое значение.

21. Оцените значимость теории Максвелла для развития науки и техники.

Использованные источники

1.

2.https://nsportal.ru/shkola/fizika/library/2016/06/26/kompetentnostno-orientirovannye-zadaniya-po-fizike

3. http://collegy.ucoz.ru/publ/65-1-0-11292

4. https://uchportfolio.ru/articles/read/432

5. Хуторской А.В, Хуторская Л.Н. Увлекательная физика. Сборник заданий и опытов для школьников и абитуриентов с ответами. – М.: АРКТИ, 2000. – 191 с.