Применение метода проекта на уроках физики

  • Дибижева Лилия Юрьевна, учитель физики

На современном этапе модернизации образования практическая направленность обучения, проблемное обучение является одной из главных составляющих. «Зачем мы это изучаем? Где мы можем это применить?» – такая мотивация должна присутствовать на каждом уроке. Приоритетное место в результатах обучения дается не столько накоплению новых знаний и привитию навыков и умений, сколько воспитанию творческой личности, способной к самостоятельному получению знаний. Очевидно, что актуальным в педагогическом процессе становится использование таких методов обучения, которые формируют у школьников ключевые образовательные компетенции. Одним из таких методов является метод проекта. Проект – работа, направленная на решение конкретной проблемы, на достижение оптимальным способом заранее запланированного результата. Особенности проектного обучения заключены в активной роли самого ученика, самостоятельности в выполнения им работы и непосредственной значимости решаемой проблемы для учащегося.

Несмотря на ограниченность времени, и на уроках, возможно, создать условия для применения метода проекта и получения учениками « нового» продукта.

На уроках с применением метода проекта я предлагаю конкретные практические задачи по пройденным темам, связанные с необходимостью создания нового продукта и технологии его получения; Для решения таких задач вместе с учащимися выделяю алгоритм действий, составляющий так называемый метод создания нового продукта.

Мои ученики убеждаются в том, что для достижения цели, связанной с созданием «нового» продукта с заданными свойствами, необходимо выполнять действия в определенной последовательности. Данная система действий записывается учениками на отдельный альбомный лист (рабочий лист). Постепенное усложнение решаемых проблем, величина доли самостоятельности учащихся в проектной деятельности, приводит к тому, что в дальнейшем они успешно выполняю так называемые «индивидуальные» проекты, которые создаются соответственно во внеурочное время, так как требуют большого объема работы.

Уроки с применением метода проекта удобно проводит после изучения темы в виде деловой или инновационной игры. Приведу пример проведения урока -деловая игра в 10 классе после прохождения темы «Зависимость сопротивления металлических проводников от температуры»

Игровой урок-проект: «Конструкторское бюро».

По характеру познавательной деятельности: урок с элементами проблемного обучения.

Формы организации учебной деятельности учеников: индивидуально-групповая.

Задачи урока.

Образовательные: расширить и углубить знания учащихся, по теме: «Зависимость сопротивления проводника от температуры»; продолжить формирование умений применять полученные знания на практике, развивать умения учащихся осуществлять процесс поиска ответов к заданиям, используя теоретические знания.

Воспитательные: формировать у учащихся навыки коллективной работы и сотрудничества в процессе выполнения творческих заданий; развитие коммуникабельности.

Развивающие: развивать исследовательские умения строить гипотезы, осуществлять их проверку, обобщать, делать вывод, способствовать повышению личной уверенности у каждого участника проектного обучения, его самореализации и рефлексии.

Оборудование: металлический провод в виде спирали, спиртовка, соединительные провода, источник питания постоянного напряжения, амперметр ключ, лампа, проектор.

Ход урока

I. Оргмомент.

II. Повторение пройденного материала.

Учитель: Ответьте на вопросы: Как меняется сопротивление металлических проводников с увеличением температуры?

Ученик: Экспериментально было установлено, что с ростом температуры сопротивление проводника растет по линейному закону: ρ = ρ0(1+αt), где α – термический коэффициент сопротивления. У некоторых металлов при нагревании на 100°С сопротивление увеличивается на 40-50%.

Учитель: Каков физический смысл температурного коэффициента сопротивления металла?

Ученик: Коэффициент пропорциональности α называют температурным коэффициентом сопротивления. Он характеризует зависимость сопротивления вещества от температуры. Температурный коэффициент сопротивления численно равен относительному изменению сопротивления проводника при нагревании на 1 К. Для всех металлических проводников коэффициент α > 0 и незначительно меняется с изменением температуры. Если интервал изменения температуры невелик, то температурный коэффициент можно считать постоянным и равным его среднему значению на этом интервале температур. У чистых металлов α ≈ 1/273 K-1.

Учитель: Что представляет собой график зависимости сопротивления от температуры?

Ученик: Вычерчивает график на доске.

Так как α мало меняется при изменении температуры проводника, то можно считать, что удельное сопротивление проводника линейно зависит от температуры

Учитель: В чем причина зависимости сопротивления металлических проводников от температуры?

Ученик: Увеличение сопротивления объясняется тем, что при повышении температуры увеличивается амплитуда колебаний ионов в узлах кристаллической решетки, поэтому свободные электроны сталкиваются с ними чаще, теряя пи этом направленность движения.

III. Работа над проектом.

1) Создание проблемной ситуации. Мотивационный этап.

Учитель: Как вы думаете, где можно применить эту зависимость?

Учащиеся: Способность металлов менять свое сопротивление с изменением температуры используется для устройства термометров сопротивления. Такие термометры применяют для измерения очень низких и очень высоких температур.

Учитель: Верно. Познакомимся с требованиями, которые предъявляют к материалам термоэлектрического тела термометра (проектируются на доске):

  1. Зависимость электрического сопротивления от температуры в диапазоне измерения должна быть устойчива, материал должен быть прочным, стойким против коррозии.
  2. Температурный коэффициент электрического сопротивления должен быть высоким и обеспечивать высокую чувствительность термометра.
  3. Температурный коэффициент сопротивления в диапазоне измерения должен быть постоянным и обеспечивать линейную зависимость сопротивления от температуры.
  4. Удельное электрическое сопротивление проводника должно быть высоким и позволять построить термометр с большим сопротивлением при малых габаритных размерах.

Учитель: Обратимся к таблице (проектируется на доске таблица «Удельное сопротивление и температурный коэффициент сопротивления металлов и сплавов»). Какие металлы лучше всего подходят для создания термометров?

Ученик: Как видно, наилучшим образом выше перечисленным требованиям отвечают платина и медь.

Учитель: Платина применяется в стандартных технических термометрах для измерений в диапазоне температур от -200 до +650° С, а в термометрах специальных конструкций – до + 750°С и даже до 1200°С. Никель и железо, обладающие высокими температурными коэффициентами сопротивления, имеют ограниченное применение главным образом из-за трудности получения этих металлов достаточно свободными от примесей.

2) Организационный этап.

Учитель: А сейчас представьте себе, что наш класс – Конструкторское бюро. Вы получили два заказа: первый от МЧС на создание устройства, сигнализирующего о возникновении пожара; второй – от овощной базы по созданию устройства ,сигнализирующего о похолодании в овощехранилищах. В бюро работают две группы, в каждой их которых свой конструктор, чертежник, монтажники, инженер по технике безопасности и соответственно руководитель группы. Ваша задача – выполнить работу заказчиков. (Распределяются роли между учениками).

3) Исполнительный этап.

Для разработки устройства воспользуйтесь методом создания нового продукта.

Содержание метода создания нового продукта проектируется на доске в виде плана деятельности. Каждая группа заполняет правую часть таблицы по мере выполнения проекта.

План деятельности Выполнение (1 группа) Выполнение (2 группа)
1. Выделить новый продукт, который необходимо получить. Устройство, сигнализирующее о пожаре в помещение. Устройство, сигнализирующее о похолодании в овощехранилище.
2. Указать, свойства, которыми должен обладать новый продукт. Устройство должно реагировать на повышение или температуры. Устройство должно реагировать на понижение температуры.
3. Объект, из которого можно получить новый продукт. Металлический проводник с большим значением термического коэффициента сопротивления. Металлический проводник с большим значением термического коэффициента сопротивления.
4. Указать свойства выделенного объекта, значимые для получения нового продукта Увеличение удельного сопротивления металлического проводника при повышении температуры. Уменьшение удельного сопротивления металлического проводника при понижении температуры.
5. Перечень необходимого оборудования. Металлический провод в виде спирали, спиртовка, соединительные провода, источник питания, амперметр с нулевой отметкой посредине, ключ, лампа . Металлический провод в виде спирали, спиртовка, соединительные провода, источник питания, амперметр с нулевой отметкой посредине, ключ, электрический звонок.
6. Начертить электрическую схему и собрать модель устройства
7. Каким требованиям безопасности должен удовлетворять новый продукт? Напряжение источника не более 42В. Напряжение источника не более 42В.

4) Защита проектов.

От каждой группы выступает конструктор для защиты своего устройства.

Ученик: Для создания устройства, мы намотали в виде спирали несколько метров тонкой металлической проволоки с большим значением термического коэффициента сопротивления и включили эту спираль в цепь аккумулятора. Для измерения тока в цепь последовательно подключили амперметр, с нулевой отметкой посредине. При нагревании спирали в пламени горелки мы заметили, что показания амперметра уменьшаются. Это показывает, что с нагревом сопротивление металлической проволоки увеличивается.

Чтобы устройство сигнализировало об изменении температуры, включили в цепь электрическую лампу (вторая группа включила в цепь электрический звонок, усиление сигнала которого говорит об увеличении силы тока, так как при похолодании уменьшается сопротивление проводника).

В своем выступлении ученики должны не только представить свой продукт, но и показать ход рождения мыслей, свои рассуждения, аргументацию в принятии решений, ответить на вопросы товарищей, дать самооценку своей деятельности, то есть предъявить рефлексию своей деятельности.

5) Оценивание проектов.

В конце урока каждому ученику выставляется оценка в журнал. Критериями оценки являются:

  1. результативность проектной деятельности;
  2. активное участие;
  3. логичность изложения;
  4. правильность ответов на вопросы одноклассников и учителя.

Литература:

  1. Интернет: physel.ru
  2. Стефанова Г.П. Подготовка учащихся к практической деятельности при обучении физики. Пособие для учителя/ Г.П.Стефанова. — Астрахань: Изд-во Астраханский педагог. ин-т, 1994.
  3. Мяишев Г.Я., Буховцев Б.Б, Сотский Н.Н. Физика 10 -М.: Прoсвещение, 2007.

Write a Reply or Comment

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *