Механічні коливання і хвилі», орієнтованих на застосування диференційованого підходу при організації навчального процесу

Нагорна А. М

 

 

 

 

 

 

Педагогічний  проект

Матеріали до уроків  з теми  «Механічні коливання  і хвилі», орієнтованих на застосування диференційованого підходу при  організації навчального процесу

 

 

Херсон-2010

 

Вступ

«Дати учню діяльність, яка б наповнювала  його душу»

К. Д. Ушинський

 

Сьогодні головна  мета середньої загальноосвітньої  школи – сприяти розумовому, емоційному, моральному й фізичному розвитку особистості, всебічно розкривати її творчі можливості, забезпечувати умови  для розквіту індивідуальності дитини з урахуванням її вікових особливостей. У сучасних умовах потрібно домагатися, щоб кожен учень зміг одержати не тільки різнобічні знання, але й максимально розвинув індивідуальні задатки і здібності. Вимоги щодо організації навчального процесу, орієнтованого на врахування індивідуальних особливостей учнів і диференціацію навчання, закладені в “Концепції профільного навчання” та “Концепції загальноосвітньої середньої школи (12-річна школа)”. Ці документи, регламентуючи запровадження профільного навчання та рівневого підходу до навчання школярів, мають стати одними з головних чинників підвищення результативності навчального процесу.

В основній школі  впроваджують рівневу диференціацію  і диференціацію за змістом. Остання  готує учнів до вибору профілю  навчання в старшій школі.

Реалізація  диференційованого підходу до навчання учнів фізики пов’язана з рядом  проблем, до переліку яких входять :

     –  неготовність вчителів фізики  до роботи в умовах диференційованого  навчання школярів;

• відсутність психологічної підтримки процесу диференційованого навчання;
• відсутність методичного забезпечення для здійснення рівневої і передпрофільної диференціації.

В підручниках  з фізики відсутні матеріали для  реалізації диференційованого підходу,  нами було підібрано необхідну інформацію у вигляді текстів для самостійного опрацювання; порад для роботи з різними видами інформації; завдань для експериментування; задач різних рівнів складності; інструкцій до лабораторних робіт рівневого характеру; різних видів наочності; ігрових ситуацій; рекомендацій з виконання розумових дій; вимог до оцінювання навчальних досягнень учнів з фізики; матеріалів для здійснення професійної орієнтації та розвитку інтересу школярів; завдань для вхідного, поточного та підсумкового контролю. Їх наявність дає можливість реалізувати окремі аспекти навчально-пізнавальної діяльності учнів, зокрема:

• розвивати здібності кожного учня, його задатки;
• підсилювати увагу до всіх видів самостійної роботи;
• здійснювати самоконтроль та самооцінювання;
• формувати організаційні вміння та мотивацію до вивчення фізики.

Вчителі повинні  чітко усвідомити зміст поняття  «диференційований

підхід».

Диференційований підхід у навчанні – це цілеспрямована діяльність педагога з використання в умовах як довільного так і спеціально організованого навчання можливостей урізноманітнення тих чи інших освітніх компонентів. Диференційований підхід до учнів полягає не тільки у тому, що їм даються завдання різні за обсягом, складністю, і ступенем самостійності, але й у тому, що даються завдання різні за змістом. Потреба у таких завданнях пов’язана з різними прогалинами у знаннях, а також відмінностями у запитах та інтересах школярів.

Диференціація може бути різних видів і реалізовуватися  на різних рівнях.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Застосовувати рівневий підхід можна при:

• викладенні нового матеріалу;
• розв’язуванні задач;
• виконанні фронтальних експериментальних завдань;
• виконанні лабораторних робіт;
• контролі знань;
• виконанні домашнього завдання.

В структурі  рівневої диференціації виділяють, як правило, три рівні:  

репродуктивний: уміння відтворювати ознаки понять, законів, репродукція відомих способів дій дозволяє вирішувати поставлені задачі за зразком, що не сприяє формуванню достатньо узагальнених і міцних зв'язків.

Впровадження  методичної системи диференційованого  підходу до контролю й оцінювання навчальних досягнень учнів з  предмету передбачає необхідність здійснення вчителем певної послідовності дій, а саме:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Результативність реалізації диференційованого підходу до контролю й

оцінювання  навчальних досягнень учнів відображають зміни, що відбуваються у знаннях, способах діяльності та особистісних характеристиках школярів під впливом технологій контролю і оцінювання, спроектованих на засадах рівневого підходу.

Другий  вид диференціації — це диференціація за змістом. Вона передбачає навчання різних груп школярів за різними програмами, які відрізняються глибиною вивчення матеріалу, обсягом відомостей та ін. Цей вид диференціації називають профільною диференціацією.

До цілей введення профільного навчання входять:

- підготовка  учнів до свідомого вибору  майбутньої професії;

- поглиблене  вивчення тих предметів, які  пов'язані з обраними професіями  і дають можливість забезпечити  наступність між середньою і спеціальною освітою;

- підготовка  випускників до опанування програми  вищої професійної освіти;

- створення  умов для здійснення диференціації  змісту навчання з можливим  вибором старшокласниками індивідуальних  траєкторій навчання;

- забезпечення рівного доступу до повноцінної освіти різним категоріям учнів.

Вибір профілю навчання має здійснюватися з урахуванням:

- підготовки  вчителя до навчання учнів  за відповідним профілем;

- матеріальної  бази школи, необхідної для  навчання учнів за програмою обраного профілю;

- інтересів  учнів та ступеня їх готовності  до навчання за даним профілем, що визначаються психологом і  вчителями;

- побажань батьків.

Запропонована І.В.Фроловим концепція організації  профільного навчання на основі рівневої диференціації полягає у наступних положеннях:

- у межах  одного класу сільської школи  треба виділити групи учнів  за визначеними профілями (кількість  груп може варіюватися від  мінімуму (однієї)) до максимуму (усього  набору рекомендованих профілів);

-  при вивченні  навчальних предметів і елективних курсів, зміст і об'єм яких однакові для всіх профільних груп (за умов рівності кількості тижневих годин, що відводиться на їх вивчення), учні на всіх уроках навчаються разом. При цьому профільність формальна і буде реалізовуватись лише рівнева диференціація.

В залежності від  кількості годин, що відводяться  на вивчення предмету для різних профільних груп, можливі наступні варіанти організації  навчального процесу:

•  спільне  навчання всіх груп на уроці тільки при вивченні матеріалу, що передбачається програмою з даного предмета для всіх учнів;

•  спільне  навчання всіх груп на уроці при  вивченні матеріалу, включеного до програми з цього предмету для всіх груп учнів, але на деяких етапах уроку  одна або декілька груп учнів вивчають додатковий матеріал, який не є обов'язковим для вивчення іншими групами учнів;

• деяка частина  уроків проводиться при спільному  навчанні декількох профільних груп і відокремленому навчанні інших  груп школярів. При цьому можливі  два підходи до організації навчального процесу: без змістової диференціації - на загальному матеріалі; з внутрішньою диференціацією, коли на певному етапі уроку частково спільного навчання одній з груп пропонується для вивчення додатковий матеріал з профільного предмета, але не обов'язковий для інших профільних груп, що навчаються з цією групою;

•  деяка  частина уроків проводиться окремо для кожної з профільних груп. На цих уроках вивчається матеріал тільки профільного рівня.

Варіантів поєднання  профільних груп може бути декілька:

-  група універсального (академічного) профілю поєднується з групою іншого профілю;

-  група учнів  одного профілю поєднується з  групою учнів іншого профілю;

-  відбувається  поєднання профільних груп учнів,  утворених у межах одного профілю  (у межах природничо-математичного - фізико-математичного і біолого-хімічного; у межах прикладного профілю (медичного і сільськогосподарського).

Якісний перехід  школи на профільне навчання неможливий без спеціальної підготовки вчителя, яка повинна включати:

- підготовку  до здійснення рівневої диференціації;

- підготовку  до здійснення профільної диференціації;

- підготовку  до передпрофільного навчання  школярів;

- підготовку  до викладання елективних курсів;

-підготовку  до використання НІТ і ТЗН  в умовах профільного навчання;

-підготовку до проведення незалежного тестування в умовах профільного навчання.

Зміст підготовки вчителя до реалізації передпрофільного навчання передбачає:

- розвиток в  учнів мотивації до профілю;

- навчання предметів,  що є базовими для обраного  профілю, на компетентісній основі;

- включення  до навчального процесу матеріалів, що спроможні розвинути інтерес  до професій, пов'язаних із профілем;

- запровадження  в навчальному процесі психолого-педагогічного  супроводу учнів, проведення діагностування  їх нахилів і здібностей;

- включення  до навчального плану курсів  за вибором, орієнтуючих учнів  на обрання відповідного профілю  навчання;

- максимальне  використання під час навчання  видів діяльності, характерних для  предметів майбутнього профілю  (для природничо орієнтованих профілів розв'язування задач, проведення експерименту, екскурсій, досліджень, виконання проектів та ін..)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Орієнтовне  поурочне планування процесу здійснення диференційованого підходу при  вивченні теми «Механічні коливання  і хвилі» у 8 класі 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

№ уроку	Тема і тип  уроку	Мета диференціації	Вид контролю і  оцінювання
1.	Коливальний рух. Амплітуда, період і частота коливань. Маятники. Математичний маятник. Урок  вивчення нового матеріалу.	- виявлення  рівня знань учнів з даної  теми; - формування топологічних груп;   - формування  та розвиток творчого мислення; - використання  різних форм навчання;   - формування  дослідницьких та умінь та  навичок спостереження явищ;  - розвиток інтересу  учнів до вивчення фізики;   орієнтація учнів на різні рівні  вимог до засвоєння знань; перевірка та діагностування отриманих знань на уроці;    надання можливості обирати об’єм та глибину засвоєння навчального матеріалу; проведення контролю з урахуванням результатів для топологічних груп; оптимізація навантаження учня;   врахування індивідуальних особливостей та інтересів учнів; орієнтація на самостійне поглиблене вивчення теми.	Вхідний контроль (самоконтроль)         Якісні завдання рівневого характеру до теми 1       Експериментальні,  дослідницькі завдання та спостереження до теми 1         поурочний рівневий контроль і оцінювання на уроці (рефлексія 1) Схеми-колажі до теми 1       Підсумковий рівневий контроль і до теми 1                           Написання рефератів (тема1)
2.	Лабораторна робота №3.«Дослідження коливань маятника»	формування експериментальних умінь учнів; розвиток мисленнєвих операцій: аналіз, порівняння, узагальнення.	Рівневі інструкції для виконання роботи  (самоконтроль)
3.	Поширення коливань у пружних середовищах. Звук. Джерела  і приймачі звуку. Характеристики звуку. Комбінований  урок	виявлення рівня знань учнів з даної теми; об’єднання учнів у топологічні групи;    надання  кожному учневі свободу у виборі рівня навчальних досягнень; перевірка знань учнів з метою подальшої корекції знань (якщо виникне така необхідність);   розвиток творчого мислення учнів; розвиток інтересу учнів до вивчення даної теми;	Вхідний контроль до теми 2 (самоконтроль)         Діагностичний контроль (взаємоконтроль)                      Якісні рівневі  завдання до теми 2
4.	Лабораторна робота №4. «Вивчення характеристик звуку»	- формування  дослідницьких та умінь та  навичок спостереження явищ;  - розвиток інтересу  учнів до вивчення фізики;	Експериментальні  завдання (Л. А. Кирик:7.18, 7.22, 7.24, 7.25, 7.26, 7.26 )
5.	Поширення звуку  в різних середовищах. Відбивання звуку. Швидкість поширення звуку. Комбінований  урок	виявлення рівня знань учнів з даної теми;   надання можливості вибору змісту матеріалу; формування топологічних груп;   формування експериментальних умінь та навичок учнів;	Вхідний контроль до теми 3 (самоконтроль)     Поурочний рівневий контроль і оцінювання.         Експериментальні,  дослідницькі завдання та  спостереження  до теми 2   Рефлексія (самоконтроль)
6.	Сприймання  звуку людиною. Інфразвук та ультразвук. Вплив звуків на живі організми. Комбінований урок	перевірка наявних знань учнів з даної теми;   -виявлення рівня  отриманих знань з вивченої  теми.	Вхідний контроль до теми 4 (самоконтроль)   Рефлексія до теми 4
7.	Тематичне оцінювання. Урок контролю знань.	перевірка отриманих знань учнів з урахуванням результатів для топологічних груп.	Комплексні  тести рівневого характеру (контроль) (Л. А. Кирик)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Завдання для  реалізації диференційованого підходу  при вивченні теми «Механічні коливання  і хвилі»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вхідний контроль до теми 1

1. Що таке коливання?
2. Метроном – це… він складаються з…
3. Яку спільну рису мають коливальний і обертальний рухи?
4. Що таке маятник?
5. Які існують види маятників?
6. Що таке математичний маятник?
7. Фізичний маятник – це…
8. Пружинний маятник – це…
9. Чи відомо вам, як можна самостійно виготовити маятник?
10. Амплітуда – це…
11. Яким символом вона позначається?
12. Частота – це…
13. Період – це…
14. Як розрахувати період коливань, частоту, амплітуду
15. Що таке затухаючі коливання;
16. Незатухаючі?
17. Наведіть приклади вільних коливань? Затухаючих? Незатухаючих?
18. Який зв'язок існує між періодом і частотою коливань?

Якісні задачі до теми 1

Коливальні  рухи. Математичний маятник.

1. Як зміниться період коливань маятника, якщо його перенести з повітря у в’язке масло?                                    (конструктивний)                                                                  

Як практично  за допомогою математичного маятника можна здійснювати пошук корисних копалин?                       (творчий)                                                                            

Охарактеризуйте за узагальненим планом  таке фізичне  явище, як «механічні коливання».                                             (творчий)

   

Застосування  маятника у годинниках. Фізичний маятник.

1. Як буде йти годинник з секундним маятником, встановленим для Києва, на полюсі і на екваторі?                (конструктивний)                                                      
2. Чи збережеться період коливань годинника-ходиків, якщо їх з Землі перенести на Місяць?                            (конструктивний)                                                  
3. Куди треба пересунути вантаж маятника при відставанні годинника?                                                        (конструктивний)                                                     

                                                                                      

4. Як, використовуючи годинник без секундної стрілки, виміряти період коливання вантажу на пружині? Частоту?                            (конструктивний)                             
5. Охарактеризуйте за узагальненим планом  такі фізичні величини  як «період коливань», «частота», «амплітуда».                                                     (творчий)

Складання коливань. Резонанс.

1. У відрі несуть воду. Після того, як зроблено близько десятка кроків, вода починає виплюхуватися. Чому?                                         

                                                                           (репродуктивний)                                  

2. Якщо у відро з водою (зад. 1) покласти дерев’яний кружок, то вода при ходьбі не буде розплюхуватися. Чому?                                                 (конструктивний)                        

                                                                                             

Експеримент, спостереження, дослідження до теми 1

1. Користуючись ниткою, годинником із секундною стрілкою,  набором важків з пластиліну, дослідіть, від чого залежить період коливань математичного маятника.                                                     (конструктивний)
2. Маючи секундомір, перевірте роботу свого годинника за  певний інтервал часу в квартирі, а потім на холоді. Чи зміниться хід годинника? Чому?                                                 (репродуктивний)
3. Запропонуйте спосіб визначення прискорення земного тяжіння за допомогою маятника. Які треба мати прилади для цього?

                                                                                                           

                                                                                     (конструктивний)

4. Проведіть спостереження за затухаючими коливаннями в природі. 

                                                                                          (творчий)                      

5. Проведіть досліди. Киньте по можливості строго вертикально камінь у стоячу воду. Ви очевидно, спостерігатимете утворення хвиль, які поширюватимуться концентричними колами. А що буде, коли такий камінь кинути в річку з швидкою течією?

Поточний  контроль до теми 1

Початковий рівень

1. Які з наведених  нижче рухів являються механічними коливаннями.? Вкажіть усі вірні відповіді.

А) рух гойдалки;

Б) рух м’яча, падаючого на землю;

В) рух струни гітари при звучанні.

2. Які з наведених  нижче коливань вільними? Вкажіть  усі вірні відповіді.

А) коливання  вантажу, підвішеного до нитки, після однократного його відхилення від положення рівноваги;

Б) коливання  вантажу, підвішеного до нитки, після  його відхилення від положення рівноваги

В) коливання  чашок важільних терезів.

3.  Період  коливань – це фізична величина…

     А)  що дорівнює максимальній відстані, на яку віддаляється тіло від положення рівноваги в ході коливань;

          Б) яка чисельно дорівнює кількості  повни коливань, що здійснює тіло  за одиницю часу;

          В) що дорівнює часу, за який  відбувається одне повне коливання

4. За  допомогою яких формул можна  знайти частоту коливань?

          А)  ;                      Б) ;                  В)  .

5.  За 2 с маятник здійснив 8  коливань. Вкажіть всі правильні твердження . 

         А) період коливань 4 с;

         Б) період коливань 16 с;

         В) період коливань 0,25 с;

6.  За 5 с маятник здійснив 10 коливань. Вкажіть всі правильні твердження . 

        А) частота коливань 0,5 Гц;

        Б) частота коливань 2 Гц;

        В) частота коливань 50 Гц;

7. Підвішений  на нитці вантаж здійснює коливання.  Вважаючи, що коливання незатухаючі,  вкажіть усі правильні твердження.

        А) чим довша нитка, тим більша  частота коливань;

        Б) при проходженні вантажу  положення рівноваги швидкість максимальна;

        В) вантаж здійснює періодичні  коливання.

Середній рівень

1. Частота коливання тіла 2000 Гц. Чому дорівнює період коливань?
2. Період коливань тіла 10^-2 с. Чому дорівнює частота коливань?
3. Скільки коливань виконає матеріальна точка за 5 с з частотою коливань 440 Гц?
4. Знайти період коливання матеріальної точки, яка здійснює 50 повних коливань за 20 с.
5. Матеріальна точка за 1 хв здійснила 300 коливань. Визначити чому дорівнює період і частота коливань?
6. Матеріальна точка коливається з частотою 10кГц. Визначити період коливань і число коливань за хвилину.
7. Поплавок, що коливається на воді піднімається й пірнає шість разів за 3 секунді. Знайдіть період і частоту коливань маятника.
8. Чи залежить період коливань математичного маятника від його маси? Періоду коливань?
9. У вірші Олександра Чижевського «Ваги» є такі рядки

                       Сижу как в забытьи, бесцельные  часы,

                       Смотрю, как предо мною, колеблются  весы,

                       Как стрелка движется, медлительно склоняясь,

                       От средней линии, размеренно  отклоняясь…

Як  рухається стрілка ваг?

10. У скільки разів треба змінити довжину математичного маятника, щоб період коливань змінився в 2 рази?
11. Як зміниться період коливань пружинного маятника, якщо масу вантажу збільшити в 4 рази?зменшити в 4 рази?
12. Період коливань тіла 0,01 с. чому дорівнює частота коливань?
13. Частота коливань тіла 500 Гц. Чому дорівнює період коливань?
14. Тіло за 1 хв здійснило 300 коливань. Визначте період і частоту коливань.
15. Тягарець, що коливається на пружині, за 8 с здійснив 32 коливання. Знайдіть період і частоту коливань.
16. Яка довжина математичного маятника, якщо період його коливання дорівнює 2 с?

Достатній рівень

1. Як ви розумієте твердження, що коливальний рух – періодичний?

2. Перерахуйте основні характеристики коливального руху й надайте їм визначення.
3. На трьох пружинах висять три кульки масами 1 кг, 2 кг, 3 кг(рис. 1).Період коливань якого з маятників буде найбільшим? Чому?

 

4. На двох нитках однакової довжини висять сталеві циліндри (див. рис.2.).Чи відрізняються періоди коливань цих маятників? Чому?
5. Амплітуда коливань тіла на пружині дорівнює 10 см. Який шлях пройде тіл за половину періоду коливань? А за два періоди?
6. Скільки коливань здійснить маятник годинника, встановленого в кают-компанії судна, за час подорожі з Одеси до Керчі? Період коливань маятника дорівнює 1 с, відстань від Керчі до Одеси становить 250 км, судно рухається зі швидкістю 12,5 м/с.
7. Період коливань крилець джмеля 5 мс. Частота коливань крил комара 600 Гц. Яка з комах зробить більше змахів крилями за 1 хв і на скільки?
8. Гілка, що коливається від вітру, кожні дві секунди вдаряється в шибку. Знайдіть період і частоту коливань гілки.
9. Мідна кулька підвішена до пружини, вертикально коливається. Як зміниться період коливань, якщо до пружини підвісити алюмінієву кульку такого самого радіуса?
10. У скільки разів зміниться період коливань відра з піском, якщо внаслідок висипання маса відра з піском зменшиться в 2 рази?
11. У скільки разів зміниться період коливань вантажу, що висить на гумовому джгуті, якщо відрізати ¾ його довжини і підвісити на частину джгута, що залишилася той же вантаж.

Високий рівень

1. Які з наведених нижче систем є коливальними, а які – ні:

1. Кулька на горизонтальній поверхні;
2. Кулька на денці чашки;
3. Кулька на опуклій поверхні;
4. Тонка гілка дерева;
5. Поршень у циліндрі;
6. Пружинний маятник.

2. Поясніть з погляду фізики корейське прислів’я: «Коли б’ють по стіні, то тремтить і стеля».
3. Чи можуть кульки, зображені на ри<span class="List_0020Paragraph__Char" style=" font-family: 'Times New Roman',