Организация познавательной деятельности учащихся на уроках физики.

Организация познавательной деятельности учащихся на уроках физики.

Каждый человек обладает характерной особенностью – все знания, умения и качества личности он приобретает только сам, в процессе своей собственной деятельности. Чтобы раскрыть деятельностную природу школьников, учителю необходимо изменить свою роль: из единственного источника информации он должен стать организатором ситуаций, в которых у учащихся возникает потребность в той или иной деятельности, и руководителем познавательной деятельности учащихся на уроке.

Если учитель лишь объясняет материал, то ученики в лучшем случае могут воспроизвести понятие или формулировку закона, научного факта, но не осознают, каково содержание деятельности по созданию данного физического знания и не умеют использовать его в ситуациях, которые встречаются в жизни. В этом случае говорить об усвоении знаний не приходится: знание, которое не используется в конкретной деятельности, быстро забывается.

Знания, полученные при изучении русского языка, английского языка, математики, используются человеком в жизни потому, что постоянно возникает потребность говорить, писать, считать. Физика же наука «недеятельностная», и учитель физики вынужден искусственно создавать ситуации, побуждающие учащихся к выполнению определенной деятельности. На наш взгляд, физическое знание можно считать усвоенным только в том случае, если ученик овладел деятельностью по его получению и применению в любой конкретной ситуации.

Любая деятельность, в том числе и познавательная, должна побуждаться сознательной целью, которая формулируется на основе личной потребности. Кроме того, овладеть деятельностью можно, лишь многократно выполняя ее. Поэтому на уроке изучения нового физического материала необходимо мотивировать учащихся к выполнению двух видов деятельности: по получению физического знания и по его применению в конкретных ситуациях. При этом учащийся должен самостоятельно прийти к «открытию» понятия, физического закона, научного факта.

Организацию познавательной деятельности школьников по получению нового знания целесообразно начинать с обнаружения ситуации, вызывающей у учащихся познавательную трудность, а значит, и потребность в изучении нового, которая выражается в постановке вопросов, формулируемых в виде познавательных задач.

Опишем модель урока по теме «Давление», которая позволяет получить представление об организующей деятельности немногословного учителя и познавательной деятельности идеального ученика. Ниже описаны основные этапы урока.

1. Этап актуализации знаний. Цель его состоит в определении учителем готовности учащихся к последующей деятельности.

2. Мотивационный этап имеет целью создание ситуации, в которой у учащихся возникает познавательная потребность во введении физической величины – давления.

3. Этап получения понятия о физической величине – давление. Цель: организация познавательной деятельности, приводящей учащихся к определению этого понятия.

4. Мотивационный этап, цель – создать потребность в применении полученного знания.

5. Этап многократного выполнения учащимися деятельности по применению полученного знания. Цель данного этапа – добиться от учащихся усвоения данного понятия.

Рассмотрим более подробно содержание каждого из описанных этапов.

Этап актуализации знаний.

Учитель. Перед вами столик, на котором находится гиря массой 1 кг. Я поставлю столик на песок, а вы опишите результат и объясните его причину.

Ученик. Столик погрузился в песок, так как гиря вследствие притяжения к Земле действует на столик, а столик – на песок, поверхность которого деформируется.

Мотивационный этап.

Учитель. Что изменится, если я поставлю гирю массой 2 кг?

Ученик. Столик погрузится в песок глубже, так как с увеличением силы, увеличивается и деформация.

Учитель. Предскажите, каков будет результат по сравнению с предыдущим опытом, если я поставлю двухкилограммовую гирю на перевернутый столик.

Ученик. (Затрудняется ответить.)

Учитель. В чем затруднение?

Ученик. Трудно предсказать результат потому, что одновременно изменяется и модуль силы, и площадь поверхности, на которую она действует.

Учитель. Действительно, результат (деформация, разрушение поверхности) зависит не только от модуля силы, но и от площади поверхности. Приведите примеры.

Ученик. (Приводит примеры: погружение в снег на лыжах и без лыж и т.д.)

Учитель. Значит, чтобы предвидеть результат воздействия, нужно учитывать не только модуль силы, но и площадь той поверхности, на которую оно производится. Запишем этот вывод. Теперь необходимо ввести величину, описывающую действие на тело другого тела с учетом площади поверхности их соприкосновения.

Этап получения нового знания.

Учитель. Запишите познавательную задачу. Как решаются задачи о введении физической величины?

Ученик. Нужно разработать метод числовой оценки свойства через другие величины, подобрать название и обозначить новую величину, установить ее единицу, составить определение.

Учитель. Поскольку результат зависит от модуля силы и площади поверхности, на которую производится воздействие, нужно искать комбинацию двух величин: силы и площади. Подумайте и предложите способ оценки воздействия с учетом площади поверхности соприкосновения. Рассмотрите последовательно три случая: а) разные силы действуют одинаковые поверхности; б) одинаковые силы действуют на разные поверхности; в) силы и поверхности разные.

Ученик. Если разные по модулю силы действуют на поверхности одинаковой площади, то действие будет тем больше, чем больше модуль силы. Если силы одинаковые, а площади поверхностей разные, то действие будет тем больше, чем меньше площадь поверхности. Если же различаются и силы, и площади поверхностей, то нужно рассчитать силу, действующую на единицу поверхности, для каждого случая и сравнить эти отношения. Действие одного тела на другое можно оценить отношением модуля силы, действующей перпендикулярно поверхности тела, к площади соприкосновения тел.

Учитель. Эту величину принято называть давлением и обозначать буквой р. Что еще нужно сделать для введения новой величины?

Ученик. Нужно записать формулу и установить единицу измерения.

Учитель. (Записывает формулу.) Предложите единицу давления.

Ученик. Если модуль силы равен 1 Н, а площадь – 1 м², то давление имеет единицу измерения .

равен давлению, производимому телом, которое действует с силой давления 1Н на другое тело при площади поверхности их соприкосновения 1 м².

Учитель. Эту единицу называют «паскаль» в честь Блеза Паскаля. Ее обозначают «Па». Запишите 1 Па = . Составьте определение физической величины «давление» и запишите его в тетради.

Мотивационный этап

Учитель. Итак, мы установили, что в результате воздействия одного тела на другое может происходить их деформация или разрушение. Поэтому часто возникает необходимость предотвращения нежелательных последствий взаимодействия тел. Сформулируйте задание, которое можно выполнить с опорой на полученное на уроке знание.

Ученик.

1. Сравнить давления, производимые телами на заданные поверхности, в конкретных ситуациях.

2. Найти давление, которое оказывают тела в конкретных ситуациях.

Учитель. Запишите задание 1 в тетради и разработайте способ его выполнения.

Ученик. 1. Выделить тела и поверхности, на которые оказывается давление.

2. Сравнить силы давления, действующие перпендикулярно поверхности.

3. Сравнить площади поверхностей, на которые действуют силы давления.

4. Сформулировать вывод.

Этап многократного выполнения учащимися деятельности по применению полученного знания.

Учитель. Перед вами ситуации, в которых нужно выполнить задание 1 по разработанной программе.

Учитель. Запишите задание 2 в тетради и разработайте способ его выполнения.

Ученик. 1. Выделить тело, на которое производится давление.

2. Найти модуль силы (F, Н), действующей перпендикулярно поверхности соприкосновения.

3. Найти площадь поверхности соприкосновения тел.

4. Найти отношение .

5. Сформулировать вывод.

Учитель. Перед вами ситуации, в которых нужно выполнить задание 2 по разработанной программе.

Для воспроизведения свойства численно оцениваемого физической величиной «давление» учащимся можно предложить задание 3. При этом у них появляется возможность выполнить деятельность вручную.

Задание 3. Найдите давление данного вам деревянного бруска, когда он опирается на стол широкой гранью. Подберите необходимые для этого приборы и материалы. Разработайте программу выполнения задания, запишите и выполните ее.

Только после того, как учащиеся овладели деятельностью по сравнению давления тел, нахождению значения давления, научились изображать силу давления в любых конкретных ситуациях, можно переходить к решению задач-проблем.

Ниже приводятся условия двух задач-проблем и способ оформления их решения.

1. Узнав, что ученики собрались подложить ему кнопку, учитель надел пуленепробиваемые штаны. Теперь, чтобы преодолеть преграду между своим острием и телом учителя, кнопке нужно оказать давление величиной в 5000 МПа. Сумеет ли кнопка добраться до учителя, если его масса 66 кг, а площадь острия кнопки 0,15 мм².

2. Мельник, смолов муку, решил отвезти ее на базар. Путь его лежал через реку, покрытую льдом, выдерживающим давление 40 кПа. Сколько мешков муки можно нагрузить на сани массой 30 кг, если масса одного мешка 50 кг, а масса мельника 70 кг. Ширина полозьев саней 10 см, длина – 2,5 м.