Методическая разработка интегрированного урока-погружения ««Решение задач с прикладным содержанием»

Введение

«Не снабжайте детей готовыми формулами, формулы – пустота, обогатите их образами и картинками, на которых видны связующие нити. Не отягощайте детей мертвым грузом фактов, обучите их приемам и способам, которые помогут им постигать. Не судите о способностях по легкости усвоения. Успешнее и дальше идет тот, кто мучительно преодолевает себя и препятствия. Любовь к познанию – вот главное мерило».

 Антуан де Сент-Экзюпери

Одной из главных задач образования является подготовка ребёнка к современной жизни. И подготовка эта происходит через формирование у него необходимых компетенций. В настоящее время большое число будущих специалистов, с одной стороны, нуждается в серьезной математической подготовке, которая давала бы возможность математическими методами исследовать широкий круг новых проблем. Хорошее владение математическим аппаратом требует базовой подготовки, осуществляющейся за школьными партами. С другой стороны,  важно знать и отчетливо понимать каким образом математический подход дает возможность  изучать  явления реального мира, как  и где это можно применять и что это дает. Несмотря на то, что физика и математика очень близкие друг другу науки, их связь и целостность традиционно не воспринимается обучающимися. Из года в год  выпускники, сдающие государственную итоговую аттестацию в форме ЕГЭ по математике и физике, испытывают трудности при решении тех или иных заданий, где нужно использовать знания другого предмета.

 Одним из способов  формирования компетенций выпускников является интеграция выше названных учебных дисциплин, которая способствует формированию целостного взгляда на мир, пониманию сущностных взаимосвязей явлений и процессов. Самая эффективная в настоящее время форма реализации связей между предметами – это интегрированные уроки.  Методическую разработку такого урока мы и хотим предложить.

В нашей школе ежегодно проводится образовательное событие «Ломоносовские дни», программа которого включает в себя уроки-погружения. В течение всего учебного дня обучающиеся имеют возможность заниматься теми вопросами, которые им интересны, углубляться по тем направлениям, которые необходимы им для разработки собственного проекта или для качественной подготовки к сдаче ЕГЭ по выбранному предмету. Обучающиеся 9-11 классов, интересующиеся физикой и в обязательном порядке сдающие математику, на нашем занятии имели возможность с учителем математики глубоко поработать с заданиями В12 ЕГЭ (задачи с прикладным содержанием), тем более, что в учебниках математики такого типа задачи практически не встречаются, а  учитель физики помогал понять  физический смысл (глубину) предлагаемых задач. Не так важно учить детей, как важно создать ситуацию, в которой ребенок просто не мог бы не учиться сам и делал бы это с удовольствием, а  активная мыслительная и практическая деятельность обучаемых в учебном процессе - важный фактор повышения эффективности усвоения и практического освоения изучаемого материала.

Чтобы повысить интерес ребят каждая задача не только была решена математически и проанализирована с точки зрения физики, но и достоверность теоретического результата была проверена на практике с использованием необходимого физического оборудования. Таким образом, обучающиеся имели возможность увидеть «вживую» смысл «сухих» расчетов.

 Методическая разработка предназначена для учителей математики и  физики. Занятие предусматривает значительный объем самостоятельной практической работы в течение 90 минут (2 урока), задания имеют творческий, поисковый характер, и нацелены на развитие у учащихся познавательных интересов, умения анализировать найденную информацию, выделять главное, а также умения работать в команде.

Классы: 9 – 11 (группы детей, сдающие на ГИА и ЕГЭ математику и физику)

Дисциплина: физика, математика.

Тип урока: интегрированный урок  комплексного применения знаний, урок-практикум.

Цели урока

Образовательные:  актуализация  имеющихся знаний, выработка умений при решении задач с прикладным содержанием самостоятельно применять  знания в комплексе, активизация познавательной деятельности обучающихся, подготовка к ЕГЭ.

Развивающие: создание  условий  для развития логического мышления, наблюдательности, умения правильно обобщать данные, сравнивать их  и делать выводы.

Воспитательные: создание  условий для воспитания чувства  коллективизма, взаимопомощи, отзывчивости, вежливости, формирование умения работать в команде, умения критически относиться к мнению одноклассников.

Задачи урока:  развить умения обобщать, синтезировать знания из смежных учебных предметов, обеспечить преемственность знаний, их формирование на более высоком продуктивном уровне.

Межпредметные связи: решение школьниками математических задач с физическим содержанием и освоение способов их решения.

Метапредметные связи: формирование у школьников

• ценностно-смысловых  компетенций (понимание цели урока, важности изучаемой темы);
• информационных компетенций (работа с компьютером, умение самостоятельно подбирать необходимый материал);
• коммуникативных компетенций (умение работать в группах, выслушивать, общаться, лояльно относиться к людям с другой точкой зрения).

Ход урока

1. Организационный момент. Мотивационная беседа с последующей постановкой цели. Вступительное слово учителя математики.

- Сегодня наш урок проходит в рамках традиционного общешкольного образовательного события «Ломоносовские дни» и поэтому в кабинете собрались те старшеклассники, которые наряду с обязательным предметом математика на ГИА и ЕГЭ выбрали  еще и физику как профильный предмет для дальнейшего поступления в образовательные учреждения.  Все ваши усилия, конечно, направлены на получение высоких баллов по результатам аттестации. НО зачастую, вместо стандартно сформулированных математических задач,  в экзаменационных материалах  появляются задания, напоминающие таковые в учебниках физики: брошенные вертикально вниз или  вертикально вверх камни, перегревающиеся приборы, законы излучения звезд и т.д.  Как вы уже догадались, сегодня мы будем решать задачи прикладного содержания (В 12). Давайте сразу же и приступим к решению следующих задач:

1. Актуализация имеющихся знаний. (самостоятельная работа по вариантам с последующей проверкой. Приложение 1)
2. 1 вариант

2 вариант

1. Мяч бро­си­ли под углом к плос­кой го­ри­зон­таль­ной по­верх­но­сти земли. Время полeта мяча (в се­кун­дах) опре­де­ля­ет­ся по фор­му­ле . При каком наи­мень­шем зна­че­нии угла (в гра­ду­сах) время полeта будет не мень­ше 3 се­кунд, если мяч бро­са­ют с на­чаль­ной ско­ро­стью м/с? Счи­тай­те, что уско­ре­ние сво­бод­но­го па­де­ния м/с.

3. Для по­лу­че­ния на экра­не уве­ли­чен­но­го изоб­ра­же­ния лам­поч­ки в ла­бо­ра­то­рии ис­поль­зу­ет­ся со­би­ра­ю­щая линза с глав­ным фо­кус­ным рас­сто­я­ни­ем см. Рас­сто­я­ние от линзы до лам­поч­ки может из­ме­нять­ся в пре­де­лах от 30 до 50 см, а рас­сто­я­ние от линзы до экра­на – в пре­де­лах от 150 до 180 см. Изоб­ра­же­ние на экра­не будет чет­ким, если вы­пол­не­но со­от­но­ше­ние . Ука­жи­те, на каком наи­мень­шем рас­сто­я­нии от линзы можно по­ме­стить лам­поч­ку, чтобы еe изоб­ра­же­ние на экра­не было чeтким. Ответ вы­ра­зи­те в сан­ти­мет­рах.

5. По за­ко­ну Ома для пол­ной цепи сила тока, из­ме­ря­е­мая в ам­пе­рах, равна , где – ЭДС ис­точ­ни­ка (в воль­тах), Ом – его внут­рен­нее со­про­тив­ле­ние, – со­про­тив­ле­ние цепи (в Омах). При каком наи­мень­шем со­про­тив­ле­нии цепи сила тока будет со­став­лять не более от силы тока ко­рот­ко­го за­мы­ка­ния  ? (Ответ вы­ра­зи­те в Омах.)

2. Вы­со­та над землeй под­бро­шен­но­го вверх мяча ме­ня­ет­ся по за­ко­ну , где – вы­со­та в мет­рах, – время в се­кун­дах, про­шед­шее с мо­мен­та брос­ка. Сколь­ко се­кунд мяч будет на­хо­дить­ся на вы­со­те не менее трeх мет­ров?

4. Кам­не­ме­та­тель­ная ма­ши­на вы­стре­ли­ва­ет камни под не­ко­то­рым ост­рым углом к го­ри­зон­ту. Тра­ек­то­рия полeта камня опи­сы­ва­ет­ся фор­му­лой , где  м, – по­сто­ян­ные па­ра­мет­ры, – сме­ще­ние камня по го­ри­зон­та­ли, – вы­со­та камня над землeй. На каком наи­боль­шем рас­сто­я­нии (в мет­рах) от кре­пост­ной стены вы­со­той 8 м нужно рас­по­ло­жить ма­ши­ну, чтобы камни про­ле­та­ли над сте­ной на вы­со­те не менее 1 метра?

6. К ис­точ­ни­ку с ЭДС В и внут­рен­ним со­про­тив­ле­ни­ем Ом, хотят под­клю­чить на­груз­ку с со­про­тив­ле­ни­ем Ом. На­пря­же­ние на этой на­груз­ке, вы­ра­жа­е­мое в воль­тах, даeтся фор­му­лой . При каком наи­мень­шем зна­че­нии со­про­тив­ле­ния на­груз­ки на­пря­же­ние на ней будет не менее 50 В? Ответ вы­ра­зи­те в Омах.

Ребята решают самостоятельно задачи, готовые ответы выписывают на доске. Вопросы учителя по результатам выполненной работы: - Надо ли понимать смысл задания В12, если  не собираешься стать физиком? Собираешься - не собираешься стать экономистом? Стоит ли задумываться о смысле входящих в уравнения и неравенства величин, если в части В по математике  проверяется лишь численный результат?

1. Расширение, обобщение  знаний с помощью межпредметных связей (математика-физика). Работа в группах

Слово учителя физики о необходимости понимания физического смысла явлений,  о которых говорится в  только что решенных математических задачах.

Ребята разбиваются на 3 группы, выбирают задачи по предложенным темам «Электричество», «Механика» и «Оптика». Постановка целей:

Каждой группе необходимо: 1. Придумать название и девиз группы.

2. Дать физическое обоснование выбранной математической задаче, а именно: а) изобразить схематично действующие на тело силы; б) составить уравнения в векторной форме и проекциях; в) сделать обоснованный вывод предлагаемой в задаче формулы; г) выразить неизвестную величину и найти ее значение. (Физическое обоснование математических задач. Приложение 2)

3. Подтвердить полученный результат экспериментально. (Оборудование для экспериментов на стр 8)

1. Отчеты групп (презентации), обсуждение итогов, демонстрация проведенных экспериментов.
2. Рефлексия урока

Учащимся предлагается заполнить листы рефлексии: «Сегодня я узнал….», «Особенно было интересно….», «Я приобрел…..», «Меня удивило…….», «Есть предложение…….»

1. Подведение итогов урока, выставление отметок.
2. Творческое домашнее задание. Представить результаты экспериментов графически в программе Microsoft Exel.

Материально-техническое обеспечение урока: интерактивная доска, мультимедиапроектор, ноутбук, компьютерное обеспечение, презентации, раздаточный материал, оборудование для опытно-экспериментальной работы: баллистический пистолет, металлический шарик, измерительная лента, мяч, секундомер, преграда высотой 3 метра, собирающая линза, экран, лампа 3 В, источник тока, соединительные провода, ключи.

Список использованной литературы

1. Физика, 10 класс (Г. Я. Мякишев, Б. Б, Буховцев, Н. Н. Сотский) 2008
2. Физика, 11 класс (Г. Я. Мякишев, Б. Б. Буховцев, В. М. Чаругин) 2010
3. Физика, 9 класс (А. В. Перышкин, Е. М. Гутник) 2009
4. Интернет-ресурсы http://reshuege.ru/, fipi.ru, http://konf.uiuniver.ru/