Разработка технологической карты урока обучению виду деятельности по получению нового знания на основе технологий личностно ориентированного обучения, педагогики сотрудничества. Тема урока: "Изучение колебаний пружинного маятника"

Разделы: Физика

Класс: 9.

УМК: учебник для общеобразовательных учреждений, физика 9 класс. Н.С.Пурышева, Н.Е.Важиевская. - 6-е издание, стереотипное. - М.: Дрофа, 2010.

Предыстория. Место урока в изучаемой теме: № 3 в теме «Механические колебания и волны», на изучение темы отводится шесть часов, урок № 24 (согласно рабочей программы). Уравнения зависимости периода от параметров колебательных систем были введены в 7-м классе без объяснения. Теория поэтапного формирования умственных действий:

  • 1 этап, учащиеся накапливают материал для обобщений;
  • II этап, учитель побуждает их найти общий путь решения (формулирование гипотез и познавательных задач).
  • III этап, дети учатся конкретизировать схему действий для решения других конкретных экспериментальных задач. Начиная с этого момента происходит основное усвоение новой деятельности, сначала в материализованной форме с опорой на схему, затем на внешне-речевом этапе, затем на внутренне-речевом.

Поскольку одновременно с обучением деятельности по «открытию» закона происходит обучение деятельности по обработке результатов эксперимента, ориентировочная основа каждого действия должна быть усвоена учащимися «во внутренней речи». А чтобы учащиеся могли ориентироваться в том, как эти отдельные действия выполняются, и контролировали процесс усвоения перед каждым учеником должны лежать «справочные» таблицы с напоминанием о том, какие конкретные шаги предпринимались при «открытии» первых законов, т.е. учебная карта 7.6 и наборы «россыпей» фраз из обобщенной схемы деятельности (схема 2.1). (Материалы курса). Обучение деятельности по открытию эмпирического закона продолжить при определении зависимости периода колебаний пружинного маятника от массы груза, жесткости пружины.

Характеристика учебных возможностей и предшествующих достижений обучающихся.

Обучающиеся владеют:

 Личностными УУД:

  • проявляют познавательный интерес к новому учебному материалу.

Регулятивными УУД:

  • осознание того, что уже усвоено и что еще подлежит усвоению,
  • преобразовывать практическую задачу в учебно-познавательную совместными усилиями.

Познавательными УУД:

  • выдвигать гипотезы и выстраивать стратегию поиска под руководством учителя;
  • определять способы решения проблем под руководством учителя;
  • формулировать новые знания совместными групповыми усилиями.

Коммуникативными УУД:

  • участвовать в коллективном обсуждении проблем.
Тип урока

Урок «открытия» нового знания

Образовательная цель

Не формулируется, так как не вводится новых понятий, а отрабатывается определенный вид деятельности.

Цель по развитию учащихся

Подготовка учащихся овладевших следующими видами деятельности:
- формулирование плана действий по «открытию» закона на эмпирическом уровне познания;
- распознавание ситуации, в которой можно открыть закон;
- создание обобщенной схемы деятельности по «открытию» эмпирического закона;
- самоанализ и рефлексия ч/з создание обучающимися мини- проекта и его защите.

Основные термины и понятия

Колебательная система, пружинный маятник, параметры колебательной системы, основные характеристики колебательного движения.

Метапредметные связи

Природа, техника, математика, повседневная жизнь.

Оборудование

Для демонстрационного эксперимента (на стол учителю):

- два штатива с лапками,
- две пружины разной жесткости,
- два груза одинаковой массы.

Для работы в группах:
- штативы с муфтой и лапкой - 4шт.,
- 2 пружины с разной жесткостью, магнит,
- грузы по 100г - 12шт,
- секундомеры - 3шт,
- линейка измерительная, калькулятор, информационный и иллюстративный материал на бумажных и электронных носителях.

ТСО: компьютер, медиа-проектор, экран, ноутбук
Экранно-звуковые пособия: презентация в PowerPoint

Планируемые результаты

 Предметные умения

- формировать умения проводить эксперимент;
- исследовать зависимость периода пружинного маятника от массы груза,жесткости пружины, амплитуды колебаний;
- представлять результаты измерений в виде таблицы и графика;
- выводить из экспериментальных фактов физические законы;
- формирование коммуникативных навыков чтения,говорения;
- распознавать и описывать колебательное движение, используя физические величины амплитуда, период, частота, правильно трактовать физический смысл используемых величин, их обозначения и единицы измерения, находить формулы, связывающие данную физическую величину с другими величинами.
- приводить примеры практического использования физических законов;
- приемам поиска и формулировки доказательств выдвинутых гипотез и теоретических выводов на основе эмпирически установленных фактов;
- разрешать проблему на основе имеющихся знаний по механике с использованием математического аппарата, оценивать реальность полученной физической величины.

Личностные УУД

- оценивать усваиваемое содержание учебного материала (исходя из личностных ценностей);
- устанавливать связь между целью деятельности и ее результатом;
- целеустремленность, воспитание личности ребенка как субъекта жизнедеятельности.
Регулятивные УУД
- умение соотносить свои действия с планируемыми результатами;
- осуществлять контроль своей деятельности в процессе достижения результата;
- корректировать свои действия в соответствии с изменяющейся ситуацией;
- совместно с учителем и одноклассниками давать оценку своей деятельности на уроке.
Познавательные УУД
- строить логическое рассуждение, умозаключение и делать выводы;
- ориентироваться в своей системе знаний (определять границы знания-незнания);
- проводить анализ учебного материала;
- уметь определить уровень усвоения учебного материала.
Коммуникативные УУД
- умение аргументировать свою точку зрения, спорить, отстаивать свою позицию невраждебным для оппонентов образом;
- умение выражать с достаточной полнотой и точностью свои мысли в соответствии с задачами и условиями межкультурной коммуникации;
- умение работать в мини-группах;
- описывать демонстрационные и самостоятельно проведенные эксперименты используя язык физики;
- делать выводы и умозаключения из наблюдений, изученных физических закономерностей, прогнозировать возможные результаты.
Метапредметные
- развитие навыков исследовательской и проектной деятельности;
- экспериментальных навыков;
- определять цели и задачи деятельности;
- навыков самостоятельного приобретения новых знаний, постановке целей;
- объяснять полученные результаты и делать выводы;
- использование основных интеллектуальных операций: формулирование гипотез, анализ, синтез, обобщение;
- развитие монологической и диалогической речи;
- применение знаний в жизни.

Организация пространства

Формы работы учащихся

Методы обучения, используемые на уроке

- Индивидуальная работа;
- работа в группах;
- коллективная работа.

- метод проблемного обучения;
- эмпирическое исследование (наблюдение, эксперимент, моделирование, систематизация…)
- исследовательский эксперимент (поиск неизвестных зависимостей между несколькими параметрами объекта.)
- частично-поисковый метод;
- наглядные методы – метод демонстраций.

Ход урока

Эпиграф

«Верховным судьей физической теории является опыт.»
Л.Д.Ландау

Действия (объяснения, вопросы, выводы) учителя

Действия (ответы) учащихся

УУД

Организационный этап (мотивация к учебной деятельности) 1 мин

Приветствует обучающихся, создает атмосферу делового общения, настраивает класс на продуктивную деятельность

Приветствуют учителя, отвечают на вопросы, готовят рабочее место

Коммуникативные: умение слушать и вступать в диалог;
Регулятивные: саморегуляция

Актуализация знаний и действий (повторение - 5 мин.)

Какую тему мы изучали на 2-х предыдущих уроках? Какой закон мы открыли? - (слайды), о механических колебаниях в окружающем мире, их значении, демонстрирует колебания нитяного и пружинного маятников, ответить на вопросы на слайде (проверяются знания определений по теме, умение читать график колебательного движения, физические величины - обозначение и единицы их измерения.

Отвечают на вопросы

Познавательные:
- анализируют, систематизируют , работают самостоятельно.

Слушать и понимать речь учителя
- уметь с достаточной
полнотой и точностью выражать свои мысли.
- владеть диалогической формой речи

На демонстрационном столе два нитяных и два пружинных маятника, что вы заметили?

Отвечают: совершают колебательное движение, т.к. видна повторяемость движения

Планировать учебное сотрудничество с учителем

Демонстрируется видео ролик (работа сердца с кардиограммой) - слайд

- это тоже пример колебательного движения

- осуществлять саморегуляцию и самоконтроль

Что доктор определяет измеряя пульс?

Число колебаний сердца в единицу времени

 

Измерьте свой пульс, а можно узнать период колебаний сердца?

Да. По формуле Т = 1/v

 

Какой вывод можно сделать?

Не смотря на многообразие- все колебания имеют общие признаки и описываются математически одинаковыми уравнениями

Умение с достаточной полнотой и точностью выражать свои мысли в соответствии с задачами и условиями коммуникации

Что общего в колебаниях нитяных маятников и пружинных

отвечают

 

-установили ,что периоды бывают разными, на уроке мы будем заниматься пружинными маятниками

Следовательно, тема нашего урока «изучить колебания пружинного маятника»
- можно воспользоваться (схемой 2.1) и учебной картой таблица 7.6, которые вклеены у нас в тетрадь;
- мы работали с ними на прошлом уроке, когда «открывали» закон колебаний нитяного маятника

 

- для создания общей схемы мы должны обобщить последовательность действий. Что общего в формулировке этого действия в разных планах

- это то, что было известно до начала исследования
- это исходная ситуация (ИС)

 

- верно, как назвать второе действие

- это познавательная задача (ПЗ)

 

Организация деятельности учащихся по распознаванию ситуаций, когда можно «открыть» закон - 4 мин

- каковы признаки такой ситуации

- какая-то физическая величина, характеризующая свойство тел, принимает различные значения

 

- выделим признаки:
1) есть физическое явление (колебательное движение) и ФВ, характеризующая его может принимать различные значения;
2) есть свойство тел, и ФВ, характеризующая его может принимать различные значения; необходимо, чтобы каждый раз выполнялись оба признака.
- установили, что период бывает разным ИС.
Формулируем ПЗ: от каких физических величин зависит период? (Слайд) (m,k, T,А) и тему нашего урока можно сформулировать (ученик):
Исследовать зависимость периода колебаний пружинного маятника от амплитуды, массы груза, жесткости пружины

 

 Основной этап урока (актуализация знаний) 18 мин.

Чтобы ответить на все вопросы темы, представленные на слайде формулируем
ПЗ-1: выясним от чего и как зависит период колебаний груза на пружине, близкого к пружинному маятнику. Выдвижение гипотез

- от массы груза,
- от жесткости пружины,
- от ускорения свободного падения,
- от амплитуды колебаний

Коммуникативные:
- слушать и понимать речь других
- планирование учебного сотрудничества с партнером

Сформулируем частные познавательные задачи

ПЗ-1 зависит ли период колебаний груза на пружине от массы груза?
ПЗ-2 зависит ли период колебаний груза на пружине от жесткости пружины?
ПЗ-3 зависит ли период колебаний груза на пружине от амплитуды колебаний?
ПЗ-4 зависит ли период колебаний груза на пружине от ускорения свободного падения

Регулятивные
- осуществлять саморегуляцию и самоконтроль.
Познавательные, Логические
Действия постановки и решения проблем

 

(Слайд) Идея эксперимента:
Серия-1,2,3,4,

Используем одинаковые пружины, но подвешиваем грузы разной массы и измеряем период.

Подвешиваем один и тот же груз к разным пружинам (динамометра) k-определяем растягивая пружину динамометра.

Используем один и тот же маятник, но отклоняем с разной амплитудой.

Используем этот же маятник и метод «увеличения земного притяжения» за счет сильного магнита, подложенного под колеблющийся груз.

Для дальнейшей деятельности класс разбивается на мини-группы по 3-4чел.
- раздает материал из приложения,
Консультирует,
Учитель – тьютор,
Наблюдает, корректирует, какие величины мы должны измерять, какие изменять, какие фиксировать.

- решают ПЗ экспериментальным методом
- группа теоретиков (обучающиеся, хорошо знающие математику используют метод размерности для установления зависимости периода свободных колебаний от параметров колебательной системы.

«Получение» учащихся овладевших Метапредметными действиями
- целеполагание
- планирование
- формулирование выводов
- обрабатывать результаты
- строить графики.

 Первичное усвоение новых знаний ( защита мини-проектов) 7 мин
- предлагает каждой группе представить защиту «готового продукта» - мини-проекта используя паспорт мини проекта:
- докажи,
- объясни,
- оцени,
- сравни,
- найди ошибку.		 - слушают выступление одноклассников, оценивают по критериям, указанным на слайде, делают записи в рабочих тетрадях. Группа математиков выдает математическую запись закона.
Формулирование частных выводов:
1 - при массах груза 100г,200г,300г. период колебаний зависит от массы груза.
2 – для пружинного маятника период колебаний - зависит от жесткости пружины.
3 - для пружинного маятника при колебаниях с разными амплитудами, период груза не зависит от амплитуды (впервые открыл Г.Галилей, наблюдая за качанием люстры в церкви и используя в качестве прибора для отсчета времени собственный пульс.
4- для пружинного маятника период не зависит от g.		 I этап - учащиеся накапливают материал для обобщений;
II этап - учитель побуждает их найти общий путь решения (формулирование гипотез и познавательных задач).
III этап - дети учатся конкретизировать схему действий для решения других конкретных экспериментальных задач. Начиная с этого момента происходит основное усвоение новой деятельности, сначала в материализованной форме с опорой на схему, затем на внешнеречевом этапе, затем на внутреннеречевом.

Мы выяснили от каких ФВ, характеризующих пружинный маятник зависит ФВ (период).

Как зависит? - это количественнй уровень (формула, график)

 

Первичная проверка понимания и закрепления изученного материала 5 мин

Слайд. Тест (Проверь себя + ответы)

Сравнивают свои ответы с ответами на слайде

Личностные
- смыслообразование.
Познавательные
- логические,
- общеучебные.
Регулятивные
- оценка,
- волевая соморегуляция

Домашнее задание: - 3 мин - повт.§25, 24. Подготовить (индивидуально) презентацию «Механические колебания - благо или зло?» Применение пружинного маятника на космическом корабле. В тетрадях РТ выполнить графическую зависимость периода от параметров колебательной системы:

Рефлексия (подведение итогов занятия)
анализ и самоанализ урока - 5 мин.

Мы «открыли» новый закон природы и с уверенностью можем сказать, что нам удалось подтвердить слова Г.Галилея, что книга природы написана языком математики на примере математического и пружинного маятников Организует обсуждение результатов занятия. Предлагает выбрать окончания фраз:
Сегодня на уроке я узнал -
Было интересно..
Было трудно…
Я понял, что…
Я научился

Учитель предлагает обобщить приобретенные знания на уроке.
И вновь измерить пульс. О чем он может нам рассказать?

Учащиеся вступают в диалог с учителем, отвечают на вопросы, рассказывают что узнали, чему научились, какие трудности испытали, выбирают окончания фразы в соответствии с собственной внутренней оценкой.

Познавательные
Рефлексия способов и условий действия.
Регулятивные организация своей учебной деятельности в зависимости от обозначенных пробелов в полученных новых знаниях, умение осуществлять самоконтроль и самооценку.
Коммуникативные:
Оценивание личностной значимости полученной на уроке информации с практической точки зрения.