Система обучающих задач по теме «Элементы статики»

Министерство образования и науки Самарской области

Государственное автономное образовательное учреждение

дополнительного профессионального образования

(повышение квалификации) специалистов

Самарский областной институт повышения квалификации и

переподготовки работников образования

Курсы повышения квалификации по гос. заданию

Итоговая работа

«Проектирование системы обучающих задач по теме «Элементы статики» .

21.02.2017 – 28.03.2017 г.

Проверил: доцент СИПКРО

Кузнецов В.П.

Выполнил: Воробьева Т.А.

Учитель физики

ГБОУ ООШ№17

г. Новокуйбышевск

Новокуйбышевск 2017

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

1. ФИО: Воробьева Татьяна Александровна

2. Место работы: ГБОУ ООШ №17 г.Новокуйбышевск

3. Должность: учитель

4. Дисциплина: физика

5. Класс: 10-11

6. Цель: формирование умений и навыков решать комбинированные задачи по физике через отработку различных способов действий.

7. Задачи:

- обучающие: анализировать и осмысливать текст задачи, осознанное и произвольное построение речевого высказывания, постановка и формулирование проблемы, выдвижение гипотез и их обоснование, самостоятельное выделение и формулирование познавательной цели, построение логической цепочки рассуждений, выбор наиболее эффективного способа решения задач и критическое оценивание полученного ответа;

1. -развивающие:

2. а) целеполагание, планирование своей деятельности в зависимости от конкретных условий;

3. б) рефлексия способов и условий действия, контроль и оценка процесса и результатов деятельности, саморегуляция, развитие творческой и мыслительной деятельности учащихся, развитие интеллектуальных качеств, самостоятельности, гибкости мышления;

-воспитательные: смыслообразование, умение слушать и вступать в диалог, участвовать в коллективном обсуждении проблем, воспитывать ответственность и аккуратность.

Многоуровневая система задач

В основе методики обучения на базе многоуровневой системы задач лежит поэтапное освоение блоков. Основная особенность этой методики заключается в том, что на каждом уровне учащийся всякий раз сталкивается со всеми видами учебных ситуаций, возникающих при решении задач.

Решение задач это системно-деятельностный подход в обучении, при котором учебная деятельность учащихся проектируется и реализуется через целенаправленный подбор задач.

Важнейшими дидактическими средствами этого подхода являются целенаправленное создание учебной проблемной ситуации, и ее разрешение, путем постановки и последующего решения соответствующей задачи.

Физической задачей  называют определенную проблему, которая в общем случае развязывается с помощью логических умозаключений, математических действий и эксперимента на основе законов физики.

В методической литературе под задачами обычно понимают целесообразно подобранные упражнения, основное назначение которых заключается в изучении физических явлений, формировании понятий, развитии логического мышления учеников и прививании им умений применять свои знания на практике.

Решение задач является неотъемлемой составной частью учебного процесса и формирует трудолюбие, любознательность ума, самостоятельность в суждениях, воспитывает интерес к учебе. Решение задач является способом проверки и систематизации знаний, дает возможность расширять и углублять знания, способствует формированию мировоззрения, знакомит с достижениями науки, техники.

Физические задачи используются для:

• создания проблемных ситуаций;

• сообщения новых знаний;

• формирования практических умений и навыков;

• проверки глубины и прочности усвоения знаний;

• повторения и закрепления материала;

• развития творческих способностей учеников и др.

Значит, любая задача является предметной задачей, и в то же время с помощью нее в обучении достигаются определенные метапредметные (дидактические) цели.

Многоуровневая система задач для каждой темы курса формируется путем выделения ранжированного перечня базовых элементов содержания образования и соответствующих им базовых задач, – с одной стороны, и уровней обученности, отражающих умения решать знакомые, модифицированные и незнакомые задачи, – с другой.

Система задач содержит 5 уровней заданий.

Учебная деятельность при решении задач, входящих в первый уровень системы задач, носит репродуктивный характер (используются такие общеучебные действия, как классификация, подведение под понятие, определения, законы).

При решении задач второго уровня (базовый уровень основных формул) используются задачи со связями между данными и искомыми (известными и неизвестными) элементами.

При решении задач третьего уровня (повышенный базовый) репродуктивная учебная деятельность сочетается с реконструктивной, в которой образцы деятельности не просто воспроизводятся по памяти, а реконструируются в несколько видоизмененных условиях. Здесь проявляются такие общеучебные действия, как выделение и формулирование познавательной цели, поиск и выделение необходимой информации, знаково-символические действия, (включая моделирование, структурирование знания). студент распознает знакомые задачи в ряду подобных, воспроизводит изученные способы или алгоритмы действий, применяет усвоенные знания в практическом плане для некоторого известного класса задач и получает новую информацию на основе применения усвоенного образца деятельности.

При решении задач четвертого уровня (углубленный) учебная деятельность носит исследовательский творческий характер. Студент должен уметь ориентироваться в новых ситуациях и вырабатывать принципиально новые программы действий.

Решение задач соответствующего уровня требует от обучающегося:

а) обладания обширным фондом отработанных и быстро развертываемых алгоритмов;

б) умения оперативно перекодировать информацию из знаково-символической формы в графическую и, наоборот, из графической в знаково-символическую;

в) системного видения курса;

г) творчества.

Вместе с тем, оно не просто предполагает использование старых алгоритмо в новых условиях и возрастание технической сложности, а отличается неочевидностью применения и комбинирования изученных алгоритмов и учит находить адекватную предложенной задаче физическую модель, разрешать проблему на основе имеющихся знаний об явлениях с использованием математического аппарата и оценивать реальность полученного результата. Задачи четвертого уровня имеют усложненную логическую структуру и характеризуются наличием латентных связей между данными и искомыми элементами. Такие задачи обычно предлагаются в качестве самых трудных на вступительных экзаменах в вузы с высокими требованиями к подготовке абитуриентов и в заданиях группы С КИМов ЕГЭ.

Тема: Механические явления «Статика»

1. Понятийный уровень

Задача №1.

Задача № 2.

Задача №3

Применение механизмов позволяет получить выигрыш:

1. в работе, в силе, но не в расстоянии;

2. либо в силе, либо в расстоянии, но только не в работе;

3. либо в расстоянии, либо в работе, но только не в силе.

Задача №4

Положение равновесия, при выведении из которого равновесие тела

не нарушается называют:

1. устойчивым;

2. безразличным;

3. неустойчивым.

Задача №5

Какое из соотношений верно:

1. 

2. 

3. 

Задача №6

Определить неизвестную величину в примере, показанном на рисунке:

1. 2 м

2. 2,5 м

3. 4 м

Задача №7

Определить неизвестную величину в примере, показанном на рисунке:

1. 2 Н

2. 1,8 Н

3. 2,8 Н

Задача №8

1. Плечо силы — это минимальное расстояние

а) от точки вращения до точки приложения силы.

б) от точки вращения до линии действия силы.

в) до момента силы.

г) до центра масс тела.

Задача №9

1. Момент силы можно рассчитать по формуле

а) F=mg   б) M=F/g        в) M= F/a                   г) M= Fl

1. Базовый уровень

Задача №1.

1. Груз массой 100 кг подвесили на канате к кронштейну АВС в точке В. АС=0,5 м,ВС=1м

1.1. Чему равен момент силы тяжести груза относительно точки А?

А — 1 кН⋅м. В — 0. С — 0,5 кН⋅м. Д — 0.2 кН⋅м.

1.2. Определите силу реакции упора в точке С. 2.3. Определите действующие на кронштейн силы.

Задача №2.

2. Рычаг, плечи которого равны 40 см и 60 см, находится в состоянии равновесия, если на его короткое плечо действует сила 80 Н.

2.1. Чему равен момент действующей на короткое плечо силы относительно точки опоры? А — 3,2 Нм. В — 48 Нм. С — 1,6 Нм. Д — 8 Нм.

2.2. Какая сила действует на длинное плечо рычага?

2.3. Определите силу давления рычага на опору, если масса рычага 3 кг.

Задача №3.

3. Однородная металлическая труба массой 60 кг и длиной 4 м опирается на пол и на выступ В, находящийся на высоте 3 м от пола (рис. 1.51). Труба наклонена под углом 30° к вертикали и удерживается в состоянии равновесия верёвкой AC, натянутой возле самого пола.

3.1. Чему равна проекция равнодействующей всех сил, действующих на трубу, на вертикаль?

A — 1,2 kН. B — 0,6 kН. C — 0,3 kН. D — 0.

3.2. Определите силу давления трубы на выступ B.

3.3. Чему равна равнодействующая всех сил, действующих на трубу в точке C?

Задача №4.

На шар­ни­ре укреплён конец лёгкого ры­ча­га, к ко­то­ро­му при­креп­ле­на гиря мас­сой 1 кг (см. ри­су­нок). С какой силой нужно тя­нуть за рычаг вверх в точке А для того, чтобы рычаг на­хо­дил­ся в рав­но­ве­сии?

 

1) 2 Н

2) 20 Н

3) 25 Н

4) 50 Н

Ре­ше­ние.

Рычаг будет на­хо­дит­ся в рав­но­ве­сии, если сум­мар­ный мо­мент сил, дей­ству­ю­щий на него будет равен нулю. Пусть рас­сто­я­ние от шар­ни­ра до точки A равно l, тогда рас­сто­я­ние от шар­ни­ра до точки креп­ле­ния груза будет равно 2,5l. За­пи­шем урав­не­ние для ра­вен­ства мо­мен­тов сил: l · F = 2,5l · mg. От­ку­да F = 2,5mg = 2,5 · 1 · 10 = 25 Н.

 Пра­виль­ный ответ ука­зан под но­ме­ром: 3.

1. Повышенный уровень

Задача №1

Рельс длиной 10 м и массой 900 кг поднимают на двух параллельных тросах. Найдите силу натяжения тросов, если один из них укреплен на конце рельса, а другой — на расстоянии 1 м от другого конца.

Задача №2

Однородная балка массой М и длиной I подвешена за концы на двух пружинах. Обе пружины в ненагру-женном состоянии имеют одинаковую длину, но при действии одинаковой нагрузки удлинение правой пружины в п раз больше, чем удлинение левой. На каком расстоянии от левого конца балки надо положить груз массой m, чтобы балка приняла горизонтальное положение?

Задача №3

Бру­сок мас­сой М = 300 г со­еди­нен с брус­ком мас­сой m = 200 г не­ве­со­мой и не­рас­тя­жи­мой нитью, пе­ре­ки­ну­той через не­ве­со­мый блок (см. ри­су­нок). Чему равен мо­дуль уско­ре­ния брус­ка мас­сой 200 г? Ответ при­ве­ди­те в м/с².

1. Углубленный уровень

Задача №1

Задача №2.

Задача №3.

1. Качественные задачи

Задача №1.

При каком положении педали велосипеда момент действующей на нее силы, направленной вертикально, будет наибольшим? равным нулю?

Решение задачи: Момент равен нулю в верхней и нижней точках, максимален в горизонтальном положении.

Задача №2.

Почему длинный стержень легче держать в горизонтальном положении за его середину, чем за один из концов?

Решение задачи: Если держать стержень посередине, то не нужно прикладывать момента сил для удержания стержня в равновесии. Если держать за один из концов, то нужно прикладывать момент сил.

Задача №3.

Надо ли широко расставлять ноги при подъеме больших тяжестей, или их надо держать вместе?

Решение задачи: Надо, т.к. центр масс человека ниже и он более устойчив.

Задача №4.

Почему по скользкому льду люди ходят маленькими шажками?

Решение задачи: На льду сила трения мала, а при больших шагах человек наклоняется сильно. В итоге момент силы тяжести может быть не скомпенсирован моментом силы трения и человек упадет.

Задача №5.

Почему серединой ножниц легче резать плотный картон, чем концами их?

Решение задачи: Это даёт возможность уменьшить силу, прилагаемую к рукояткам ножниц.

Задача №6.

Канцелярские ножницы имеют очень длинные лезвия. Выгодно ли это?

Решение задачи: Проигрыш в силе здесь не существен, а выигрыш в скорости имеет большое значение.