Geum.ru

Н. Ю. Модели уроков по квантовой физике с элементами медиаобразования (2000). Соколова Н. Ю. Модели урок

Вид материалаУрок
Подобный материал:
  1   2   3   4   5   6

Соколова Н.Ю. Модели уроков по квантовой физике с элементами медиаобразования (2000).




Соколова Н.Ю.

Модели уроков по квантовой физике с элементами медиаобразования

ссылка скрыта


Соколова Н.Ю., м.н.с. лаборатории ТСО и медиаобразования ИОСО РАО

Пояснительная записка.
В последнее время очень много говорят и пишут об "информационном буме". Информация проникла во все сферы жизни человека. Не замечать этого процесса и никак не реагировать на него школе сегодня нельзя. Современного школьника необходимо научить свободно ориентироваться в море информации, находить требуемую информацию, обрабатывать ее, использовать в своих целях, выделять в ней главное, отделять от "белого шума", критически относиться к ней. Именно эти задачи призвано решать медиаобразование, интегрированное в отдельные учебные предметы, в том числе, в физику.
Предлагаемый сборник представляет собой описание методов и приемов интегрирования медиаобразования в раздел школьного курса физики 11 класса "Квантовая физика".
По существу, все предлагаемые нами задания обучают получению и обработке информации с физическим содержанием. Поэтому, интегрируя медиаобразование с курсом квантовой физики, кроме решения определенных медиаобразовательных задач, мы ожидаем заметного улучшения качества знаний по самому предмету в силу использования новых методов и приемов. Мы надеемся, что это сделает обучение физике более содержательным, более полезным, интересным и более приближенным к современным условиям жизни.
Поурочное планирование в нашей разработке можно считать условным, так, как нам не известно, по какой программе, по какой сетке часов и по какому учебнику работает учитель. В качестве базового нами взят учебник "Физика-11" Мякишева Г.Я.., Буховцева Б.Б. (1), (при расчете 4 часа физики в неделю). На некоторые вопросы мы предлагаем учителю уделить несколько больше внимания, чем предусмотрено программой и учебником. К таким вопросам относится тема "Применение фотоэффекта" (мы сдвоили этот урок, чтобы учитель построил его по своему усмотрению), "Применение лазеров", "Фотохимическое действие света". Эти вопросы не только вызывают у школьников повышенный интерес, они полезны еще с точки зрения знакомства учащихся с инструментарием современной сферы коммуникации. В основе изготовления, тиражирования, передачи, получения, трансформирования информации лежат определенные физические процессы, главные из которых изучаются в школе. Поэтому в содержание уроков этого раздела мы предлагаем включить следующие вопросы: принцип оптической записи и воспроизведения звука; принцип получения изображений в записывающей кино- и видеокамере (иконоскоп, ортикон, видикон, ЭОП и др.); принцип получения изображения на фотопленке, использование фотоматериалов, их достоинства и недостатки, как носителей информации; применение лазеров в современных коммуникационных сетях; применение лазеров для преобразования информации из одного вида в другой (CD - их использование, достоинства и недостатки); голография как принципиально иной способ записи информации. При этом очень важно показать, что вся получаемая школьником информация готовится обыкновенными людьми, которые преследуют определенные цели, что они, как и все, могут ошибаться, и поэтому к этой информации нужно относиться критически.
В данную разработку включены задания на основе информационных сообщений из средств массовой информации (СМИ). Сообщения взяты из различных газет, журналов, телевизионных передач, Интернета.
Учитель может использовать на уроке эти сообщения, а может подбирать иную информацию по своему усмотрению. К каждому такому сообщению учитель предлагает учащимся соответствующие задания. Обращаем Ваше внимание на то, что они должны не просто иллюстрировать учебный материал, а обучать школьников обрабатывать самую разную информацию, содержащую физические знания.
Пока материал не прошел экспериментальную проверку и нет возможности подготовить такие сообщения в виде дидактического материала на печатной основе, учитель может его предлагать учащимся для прослушивания, но будет лучше, если он найдет возможным, распечатать его для каждого ученика.
Огромный объем информационных сообщений, потенциально полезных для обучения, содержит Интернет. Помимо разрозненной информации, содержащейся на всевозможных серверах и предназначенных для любых категорий пользователей, например, виртуальных версий телевизионных программ, текстов статей из газет и журналов, здесь содержится специальная информация, которая может оказаться очень полезной для уроков.
Учителю физики могут пригодиться сайты, посвященные курсу физики общеобразовательной школы (www.phisik.cjb.net). Здесь можно найти примерное поурочное планирование по всем классам в соответствие с существующими Программами, билеты по физике, контрольные работы с решением задач, справочники, кроссворды с методикой их использования на уроках физики и т.д.
Отдельные вопросы по физике в форме рефератов, докладов и других школьных работ можно найти на сайте www.referat.ru/referat.
Повышенный интерес у учащихся могут вызвать интерактивные уроки по физике в Виртуальной школе "Кирилла и Мефодия" (m.ru) с интерактивными вопросами и тестами. Конечно, эти уроки не могут заменить учебник по физике и, тем более, учителя, но в качестве дополнения и иллюстрации учебного материала могут оказать большую услугу. Кроме того, они помогут в формировании умения находить и понимать физическую информацию в различных источниках, анализировать ее, понимать достоинства и недостатки сведений из СМИ по сравнению с традиционной учебной информацией.
Несколько примеров подобной работы содержит предлагаемый Вам материал.
В данный сборник входит комплекс заданий по работе со "Справочником по физике и технике" А.С. Еноховича (2). Это один из самых распространенных справочников для учащихся и, как правило, он имеется в кабинете физики или в школьной библиотеке в достаточном количестве. Было бы замечательно, если бы справочники могли выдаваться домой для выполнения домашних заданий. Если такой возможности нет, эту же работу можно провести в школе, всем классом или индивидуально - в зависимости от количества учебного материала. Комплекс заданий предлагается и по работе с "Хрестоматией по физике" (3). В этом случае можно поступить аналогично: если есть возможность, лучше предлагать задания всему классу (желательно для домашнего выполнения), если нет - то в классе, индивидуально.
Использование традиционных средств обучения - диафильмов, кинофильмов, кинофрагментов, диапозитивов - также предполагает активное вовлечение учащихся в процесс понимания, получения, использования информации и ее анализа. Все они снабжаются заданиями, практически, исключая свободный (пассивный) просмотр. Аналогичные задания прилагаются к устным сообщениям.
Содержание физики как учебного предмета не выходит за рамки принятой программы для общеобразовательных школ.
Все предлагаемые в разработке приемы имеют медиаобразовательный характер. Задания, которые мы рекомендуем, либо просто добавляются в план соответствующего урока, либо заменяют менее эффективные способы обучения.
Следующая таблица показывает, какие именно задачи медиаобразования решаются на определенных уроках:

Номер урока Название темы урока Задачи медиаобразования
1 Зарождение квантовой теории. Фотоэффект Формировать умение воспринимать альтернативные точки зрения и высказывать обоснованные аргументы "за" и "против", находить требуемую информацию в различных источниках, визуальную информацию переводить в вербальную знаковую систему.
2 Теория фотоэффекта Формировать умение визуальную информацию переводить в вербальную знаковую систему, составлять рецензии и анонсы информационных сообщений.
3 Решение задач Формировать умение трансформировать информацию, видоизменять ее объем, форму, знаковую систему, носитель и др., исходя из цели коммуникационного взаимодействия и особенностей аудитории, для которой она предназначена, формировать умение составлять план информационного сообщения, предлагать форму его изложения, адекватную содержанию.
4 Фотоны формировать умение находить требуемую информацию в различных источниках, систематизировать предложенную или самостоятельно подобранную информацию, представлять ее в табличной форме.
5-6 Применение фотоэффекта. Полупроводниковые фотоэлементы.Применение фотоэлементов в технике. формировать умение находить требуемую информацию в различных источниках, выделять главное в информационном сообщении, переводить визуальную информацию в вербальную, формировать умение трансформировать информацию, видоизменять ее объем, форму, знаковую систему, носитель, исходя из цели коммуникационного воздействия, формировать представления об инструментарии подготовки, передачи и получения информации и первоначальные умения работы с этим инструментарием, формировать умение систематизировать предложенную и самостоятельно подобранную информацию, составлять рецензии и анонсы информационных сообщений.
7 Давление света формировать умение аргументировать собственные высказывания, умение составлять рецензии и анонсы информационных сообщений, визуальную информацию переводить в вербальную знаковую систему.
8 Химическое действие света. Фотография. формировать умение систематизировать информацию, находить требуемую информацию в различных источниках, представлять информацию в табличной форме, вычленять главное в информационном сообщении, отделять его от "белого шума". Формировать представления об инструментарии подготовки, передачи и получения и первоначальные умения работы с этим инструментарием.
9 Повторительно-обобщающий урок "Развитие взглядов на природу света". формировать умение визуальную информацию переводить в вербальную знаковую систему и наоборот, формировать умение воспринимать альтерн. точки зрения и высказывать обоснованные аргументы "за" и "против", формировать умение систематизировать предложенную или самостоятельно подобранную информацию, представлять ее в табличной форме.
10 Опыт Резерфорда. Ядерная модель атома формировать умение понимать задания в различных формулировках и контекстах, визуальную информацию переводить в вербальную знаковую систему, устанавливать ассоциативные связи между сообщениями.
11 Квантовые постулаты Бора. Модель атома водорода по Бору. формировать умение составлять план информационного сообщения, предлагать форму его изложения, адекватную содержанию, формировать умение визуальную информацию переводить в вербальную знаковую систему и наоборот.
12 Лазеры формирование умения визуальную информацию переводить в вербальную знаковую систему, формирование умений находить требуемую информацию в различных источниках, вычленять главное в информационном сообщении, отчленять его от "белого шума".
13 Применение лазеров формировать понимание целей коммуникации, направленность информационного потока умение трансформировать информацию, видоизменять ее объем, форму, знаковую систему, носитель и др., исходя из цели коммуникационного взаимодействия и особенностей аудитории, для которой она предназначена, формировать представление об инструментарии подготовки, передачи и получения информации.
14 Повторительно-обобщающий урок по теме "Создание квантовой теории" формировать умение вычленять главное в информационном сообщении, отчленять его от "белого шума", формировать умение аргументировать собственные высказывания
15 Методы наблюдения и регистрации радиоактивных излучений. формировать умение находить требуемую информацию в различных источниках, трансформировать информацию, видоизменять ее объем, форму, знаковую систему, носитель и др., исходя из цели коммуникационного взаимодействия и особенностей аудитории, для которой она предназначена. Формировать умение вычленять главное в информационном сообщении, отчленять его от "белого шума". Формировать умение извлекать из предложенной информации данные и представлять ее в табличной или др. форме. Формировать умение систематизировать предложенную или самостоятельно подобранную информацию
16 Открытие радиоактивности. a-, b-, и g-излучения формировать умение составлять план информационного сообщения, предлагать форму его изложения, адекватную содержанию. Формировать умения извлекать из предложенной информации данные и представлять ее в табличной или др. форме
17 Радиоактивные превращения. Закон радиоактивного распада. формировать умение понимать задания в различных формулировках и контекстах, находить требуемую информацию в различных источниках, представлять ее в табличной форме, устанавливать ассоциативные связи между информационными сообщениями.
18 Состав ядра. Ядерные силы. формирование умения визуальную информацию переводить в вербальную знаковую систему, вычленять главное в информационном сообщении, отчленять его от "белого шума".
19 Энергия связи атомных ядер. формировать умение извлекать из предложенной информации данные и представлять ее в табличной форме, формировать умения устанавливать ассоциативные связи между информационными сообщениями, выделять главное в информационном сообщении
20 Ядерные реакции. формировать умение трансформировать информацию, видоизменять ее форму, вычленять главное в информационном сообщении, отчленять его от "белого шума", понимать задания в различных формулировках и контекстах, формировать учение устанавливать ассоциативные связи между информационными сообщениями.
21 Деление ядер урана. Цепная ядерная реакция. Формировать умение вычленять главное в информационном сообщении, отчленять его от "белого шума", визуальную информацию переводить в вербальную знаковую систему, формировать умение устанавливать ассоциативные связи между информационными сообщениями.
22 Ядерный реактор. Атомная электростанция. (Понятие о термоядерных реакциях). Формировать умение визуальную информацию переводить в вербальную знаковую систему, трансформировать информацию, видоизменять ее объем, форму, знаковую систему, носитель и др., исходя из цели коммуникационного взаимодействия и особенностей аудитории, для которой она предназначена.
23 Успехи, перспективы и проблемы развития ядерной энергетики. формировать умение находить требуемую информацию в различных источниках, извлекать из предложенной информации данные и представлять ее в табличной или др. форме, воспринимать альтернативные точки зрения и высказывать обоснованные аргументы "за" и "против".
24 Искусственная радиоактивность. Применение радиоактивных изотопов. формировать умение понимать задания в различных формулировках и контекстах, визуальную информацию переводить в вербальную знаковую систему, составлять план информационного сообщения, выделять главное, формировать умение аргументировать собственные высказывания
25 Биологическое действие ионизирующих излучений. формировать умение визуальную информацию переводить в вербальную знаковую систему, понимать задания в различных формулировках и контекстах, формировать умение аргументировать собственные высказывания, понимание целей коммуникации, направленность информационного потока.
26 Понятие об элементарных частицах. Классификация элементарных частиц. .
27 Движение и взаимодействие элементарных частиц. формировать умение понимать задания в различных формулировках и контекстах, составлять план информационного сообщения, выделять в нем главное, устанавливать ассоциативные связи между информационными сообщениями.
28 Повторительно-обобщающий урок по физике атомного ядра и элементарным частицам. формировать умение находить информацию в различных источниках.
29 Контрольная работа.

Примеры учебных заданий в данном пособии предложены с некоторой избыточностью. В силу ограниченности учебного времени, а также других причин, все без исключения задания вряд ли могут быть включены в урок. Хотя, обращаем Ваше внимание на то, что для выполнения предлагаемой работы очень важен системный подход. Случайное использование отдельных приемов вряд ли приведет к положительному результату.
Учитель может выбрать из предлагаемого материала все те задания, которые он сочтет наиболее целесообразными с точки зрения решения учебных задач и задач медиаобразования, и которые легко можно будет применить в его педагогической работе.
Выразим искреннюю благодарность за вопросы, замечания, а также предложения к данному материалу.
Урок 1
Тема: Зарождение квантовой теории. Фотоэффект.
Цели урока:
a) Образовательные: рассказать о проблемах физики начала ХХ века, раскрыть физическую сущность понятий: абсолютно черное тело, ультрафиолетовая катастрофа, квант, постоянная Планка, ввести понятие фотоэффект, познакомить учащихся с открытием явления и его исследованием.
b) Развивающие: развивать умение логически мыслить, анализировать факты и явления на основе теоретических представлений, развивать наблюдательность, познавательный интерес, формировать умение выделять признаки сходства и различия в описании явлений.
c) Воспитательные: способствовать расширению кругозора учащихся, воспитывать культуру общения, приобщать учащихся к достижениям отечественной науки.
d) Медиаобразовательные: формировать умение воспринимать альтернативные точки зрения и высказывать обоснованные аргументы "за" и "против", находить требуемую информацию в различных источниках, визуальную информацию переводить в вербальную знаковую систему.

Первый урок этой темы, как правило, начинается с рассказа учителя о противоречии между классической электродинамикой Максвелла и закономерностями распределения энергии в спектре теплового излучения. Этот рассказ хорошо сочетается с материалом книги А.Томилина "В поисках первоначал" (4, с. 112-117). Описание событий, происходивших в физической науке на рубеже XIX-XX вв., можно закончить постановкой главной проблемы и, несмотря на то, что школьники не смогут сами ее разрешить, предложить им следующий вопрос:
-Как на ваш взгляд должна была решиться проблема ультрафиолетовой катастрофы? Чему вы в принципе больше доверяете - теория или практике? Приведите свои аргументы.
При изучении основного материала урока учитель демонстрирует явление фотоэффекта.
Во время демонстрации опытов полезно предлагать задания такого типа:
-Опишите словами, что вы наблюдаете.
-Почему это происходит?
-Что произойдет, если несколько изменить условия эксперимента?
Подобные вопросы помогают понять смысл эксперимента и удерживают внимание учащихся.
Анализируя вольтамперную характеристику фотоэффекта, учитель обращает внимание на то, что в отсутствие электрического поля, фототок все же существует, более того, он обнаруживается даже при положительном потенциале пластины. Казалось бы, возникает противоречие между этим фактом и проведенным экспериментом. Причем, желательно подвести учащихся к самостоятельной постановке проблемы, например, следующим заданием:
-Найдите противоречие между текстом учебника (1) (стр. 161) и рис. 158. Можно ли его разрешить? Предложите свое объяснение.
В большинстве случаях учащимся удается найти причину этого расхождения, которая заключается в различной чувствительности используемых установок при проведении этих опытов. При помощи электрометра, конечно, невозможно пронаблюдать то небольшое изменение заряда, которое произойдет при фотоэффекте с незаряженной пластины, кроме того, вылетевшие электроны в воздухе сразу потеряют свою скорость и, вероятно, вернутся обратно на пластину.
Если есть возможность выдать учащимся домой хрестоматии по физике (3), то кроме традиционного задания по учебнику, можно предложить приведенное ниже задание (3, с. 168-171). При этом не нужно указывать страницы пособия - учащиеся 11-ого класса должны уметь правильно и быстро пользоваться содержанием книги.
-В Хрестоматии по физике познакомьтесь с биографической справкой о А.Г.Столетове. Каковы его главные заслуги перед отечественной наукой?
-Выполните письменно задание к материалу "Из статьи А.Г.Столетова "Актино-электрические исследования":
1. Кто и когда впервые обнаружил действие излучения на заряженные тела, открыв тем самым явление, впоследствии названное фотоэффектом? (Ответ на этот вопрос подсказывает первая фраза статьи: "Повторяя в начале 1888 г. интересные опыты Герца…" И если учащиеся умеют легко ориентироваться в литературных источниках, то, просмотрев приведенные в книге работы Герца и примечания к ним, они найдут, кем и когда было открыто явление фотоэффекта.)
2. Сравните установку А.Г.Столетова с установкой, изображенной в учебнике. Назовите их принципиальное сходство и различие.
3. Найдите, какие именно (по номерам) из перечисленных А.Г.Столетовым результатов опыта превратились в известные нам законы фотоэффекта: а) фотоэффект безынерционен (7. Разряжающее действие лучей обнаруживается даже при весьма кратковременном освещении, причем между моментом освещения и моментом соответственного разряда не протекает заметного времени.); б) сила тока прямо пропорциональна энергии световой волны (8. Разряжающее действие… пропорционально энергии активных лучей, падающих на разряжаемую поверхность.); в) существует "красная граница фотоэффекта" (4. Разряжающим действием обладают - если не исключительно, то с громадным превосходством перед прочими, лучи самой высокой преломляемости, недостающие в солнечном спектре (l<295*10-6 мм). Чем спектр обильнее такими лучами, тем сильнее действие.).
4. Какой из законов не мог быть установлен А.Г.Столетовым? Почему?
При отсутствии возможности работы с Хрестоматией эта работа предлагается на следующем уроке, возможно, выборочно, во время тихого опроса по домашнему заданию.
На первом уроке этого раздела учитель дает задание на перспективу:
-Собирать в различных СМИ и художественной литературе сообщения о применении явления фотоэффекта, применении лазеров, использовании радиоактивных изотопов в различных областях жизни человека, применении ядерной энергии, элементарных частицах и античастицах.
Для учащихся, имеющих доступ в Интернет, полезно предлагать задания по ознакомлению с одноименными уроками на сайте Виртуальной школы "Кирилла и Мефодия" (m.ru). К данному уроку задание может быть таким: