Журнал "1 сентября"

Педагогические и образовательные статьи
  • lu_res@mail.ru
  • Статьи в следующий номер журнала принимаются по 30.04.2024г.

Регистрация СМИ: ЭЛ № ФС 77 - 77018 от 06.11.2019г. Смотреть

Регистрация периодического издания: ISSN 2713-1416 Смотреть

         
kn publ 1   kn publ 2   kn publ E
         
         
kn publ 5   kn publ 3   kn publ 4
         

Методическая разработка урока из раздела физики "Механические колебания и волны"

Дата публикации: 2023-09-16 12:52:34
Статью разместил(а):
Ведрова Елена Вячеславовна

Методическая разработка урока из раздела физики "Механические колебания и волны"

Автор: Ведрова Елена Вячеславовна

 

Тема урока:

Свет и колебания. Резонанс.

Учебник:

Физика. Мякишев Г.Я. (10-11) (Базовый). Пособия для СПО.

Тип урока:

Урок «открытия» нового знания.

Цель урока:

Цель урока:

Создать  условия  для открытия новых знаний по изучению природы вынужденных колебаний; явления резонанса, его отрицательной и положительной роли, а также мер борьбы с резонансными явлениями как факторами физического загрязнения окружающей среды

Задачи урока:

Предметные:  

- изучить природу вынужденных колебаний; явления резонанса, его отрицательной и положительной роли, а также мер борьбы с резонансными явлениями как факторами физического загрязнения окружающей среды;

- создать целостность понятия «свет и колебания»,

Метапредметные:  

- формировать умения видеть целостную научную картину мира, представлений о закономерной связи и познаваемости явлений природы, физическую задачу в контексте проблемной ситуации, в окружающей жизни;

- формировать умение самостоятельно обнаруживать и формулировать учебную проблему, определять цель учебной деятельности (формулировка вопроса урока).

- развивать у школьников рациональное физическое мышление на основе формирования умений устанавливать факты, различать причины и следствия, строить модели и выдвигать гипотезы;

- находить (в учебниках и др. источниках, в т.ч. используя ИКТ) достоверную информацию, необходимую для решения учебных и   жизненных задач;

- развивать мотивы и интересы познавательной, творческой деятельности учащихся, развитие умения чувствовать окружающий мир, задавать вопросы, отыскивать причины явлений;  

- направлять поисковую деятельность учащихся на решение системы взаимосвязанных учебных задач через разные способы мотивации и деятельности; 

- формировать экологическое мышление;  

- формировать умение использовать изученный материал в конкретных условиях и новых ситуациях;

- формировать умение достигать результата работы совместными действиями и  оценивать его значимость. 

Содержание урока:

Единство природы колебаний в различных областях. Условия наступления и физическая сущность явления резонанса. Учет резонанса на практике.

Планируемые результаты:

Планируемые результаты обучения учащегося:

- приводит примеры вынужденных колебаний;

- объясняет причины, различает его виды;

- знает определение частоты вынужденной силы, резонанса, приводит примеры;

- умеет описывать и объяснять явление резонанса, его вред и пользу.

Достигаемые образовательные результаты:

Личностные: формирование убежденности в возможности познания природы, самостоятельности в приобретении знаний и практических умений, целостного мировоззрения, соответствующего современному уровню развития науки и общественной практики; коммуникативной компетентности в общении и сотрудничестве со сверстниками.

Метапредметные: формирование умений воспринимать, перерабатывать и предъявлять информацию в словесной, образной и символической формах, определять понятия, делать обобщения и устанавливать аналогии, причинно-следственные связи.

Предметные: формирование целостной научной картины мира, представлений о закономерной связи и познаваемости явлений природы; первоначальных представлений о физической сущности явлений природы; приобретение опыта наблюдения физических процессов.

Организация пространства:

Смешанное обучение.

Виды деятельности на уроке:

Фронтальная работа, кооперативно-групповая работа, индивидуальная (самостоятельная) работа, практическая работа, творческая работа

Образовательные технологии:

Личностно-ориентированное обучение, проблемное обучение, мобильное обучение, информационно-коммуникативные технологии. здоровьесберегающие технологии,

Используемые виды контроля и оценивания на уроке:

Контроль усвоения учебного материала и оценивание работы обучающихся (осуществляется учителем) с использованием компьютерного тестирования; самоконтроль усвоения учебного материала и оценивание работы (осуществляется обучающимися) на основе критериев в рабочем листе.

Необходимое оборудование:

Мобильный класс. Выход в интернет.

Акустические колонки, устройства демонстрирующие создание вынужденных колебаний (электрофорная машина, модель двигателя внутреннего сгорания, метроном, баскетбольный мяч), опыты по явлению резонанса (5 шариков на нити, 2 шарика на нити), маятник пружинный, 3 маятника нитяных (2 одинаковой длины, 2 одинаковой массы), камертон, теннисный шарик на нити

Необходимое программное обеспечение:

Программа «MyTestX», PowerPoint.

Наглядно-демонстрационный материал:

Презентация к уроку, материалы видеоурока «Вынужденные колебания. Резонанс» Физика. Мякишев Г.Я. (10-11) (Базовый). Пособия для СПО В помощь учителю и ученикам // Видеоуроки)

 

Организационная структура урока:

Этап урока

Деятельность учителя

Деятельность ученика

Задания для учащихся, выполнение которых приведет к достижению запланированных результатов 

Планируемые результаты

Предметные

Освоение универсальных учебных действий 

I.  Самоопределение к деятельности.

Мотивация

Постановка проблемной ситуации   и актуализация знаний.

Знакомство с сайтом «Международный год света»

Побуждает к высказываниям, дает информацию

Справка: На нужды освещения в России тратится более 100 млрд кВтч или 12% всего потребления электроэнергии. В нашем поселке Новый Порт только за ноябрь потребление энергии составило 560 тыс. кВт. Переход на новые энергоэффективные технологии позволяет не только сократить потребление энергоресурсов, но и повысить качество жизни граждан.

Побуждение к высокой работоспособности:

А так как нам сегодня светло, тепло, наше настроение хорошее, значит и высокая работоспособность должна. Согласны?

Организует обсуждение наблюдаемых объектов. Побуждает учащихся к выявле­нию как можно большего количества при­знаков объектов:

Мы живем в мире колебаний.  По современным воззрениям, все звуковые, тепловые, световые, электрические и магнитные явления, т.е. важнейшие физические процессы окружающего нас мира, сводятся к различным формам колебания материи.

Получается, что мы живём в колеблющемся мире. Обратимся к шкале электромагнитных волн (в кабинете).

Как бы вы сформулировали сегодня тему урока? (Например «Свет и мир колебаний»)

Выбор лучшей формулировки. Фиксация вопроса на доске и рабочей тетради

Несмотря на такое разнообразие, все они имеют много общего: колебания разной природы описываются аналогичными величинами, есть общие законы, которые мы используем для характеристики разных колебаний, а это один из убедительнейших примеров единства материального мира.

Обнаружить, перечислить, назвать и описать объекты или явления разной природы, описывающиеся аналогичными величинами.

Ценностно-ориентированная деятельность

 Версии ученика

1. Формирование умения самостоятельно излагать свои ощущения;

2. Формирование обнаруживать свои знания, умение доказать свою точку зрения

3. Умение связать различные процессы, выделяя общие признаки

4.  Выделяют различные стороны, свойства, при­знаки, связи, действия объектов и явлений

5. Формулируют учебную проблему, определять цель учебной деятельности (формулировка темы урока).

Никто не зажигает свечу, чтобы хранить ее за дверью, ибо свет затем и существует, чтобы светить, открывать людям глаза, показывать какие вокруг чудеса (слова П. Куэльо)

Давайте на минутку закроем глаза и представим себе “жизнь во тьме”! Видите-ли вы красоту нашего мира? Какие у вас ощущения?

Назвать области, в которых применяются световые технологии 

Как можно экономить электроэнергию?

Докажите, что свет нужен везде

Что происходит сегодня в мире, в котором мы живем?

Вокруг нас происходят различные процессы и явления, которые имеют особенность повторяться через определенные промежутки времени.

Как называется свойство явлений повторяться через определенные промежутки времени? (Периодичность)

Какой периодический процесс мы изучаем на уроках физики? (колебания)

Назовите, как связаны колебания с природой? Человеком? Техникой? Бизнесом? Физикой? 

Скажите, есть ли связь между колебаниями и светом?  (Свет - это тоже колебания, имеющие определенный диапазон частоты). 

Предполагать, выдвигать свои суждения

Умение определять логические связи между явлениями, обозначать данные логические связи с помощью схемы (рис. 1); таблицы (шкала ЭМИ)

Синтез. Умеет составить определение понятия путем объединения существенных признаков класса объектов

Развитие мысленного воспроизведения ситуации.

Формирование осознанно мотивированного отношения к изучению темы

Умение определять понятия, создавать обобщения, устанавливать аналогии, классифицировать, строить логическое рассуждение, умозаключение и делать выводы

II. Актуализация знаний.

Цель: повторение изученного материала, необходимого для «открытия нового знания» 

Знакомство с оценочным листом по теме (критерии в конце рабочего листа).

Проверка знаний по теме «Гармонические колебания» 

Проверить правильность исследования гипотез (решение на доске)

2 учащихся решают экспериментальную задачу у доски.

6 человек выполняют компьютерное тестирование.

Фронтально отвечают на вопросы.

1. Решить   экспериментальную задачу (секундомер, измерительная лента, три нитяных маятника. Из них: два с одинаковой длиной нити, два с равной массой. Выбрать маятники с одинаковым периодом колебаний. Обосновать гипотезы, провести проверку.

2. Выполнить тест.

3. Ответить на вопросы (фронтальная проверка знаний).

4. Решить задачу.

1)                  Знание. Знает определение понятий: колебание, амплитуда, период, частота.

2)                  Понимание. Распознает и объясняет принадлежность объектов к понятию.

Применение. Применяет по­нятие в конкретных ситуа­циях

Воспроизводят   термины, конкретные факты, методы и процедуры, основные понятия, правила и принципы изучаемого материала. Предлагает   план проведения эксперимента или других действий по проверке гипотезы. Применяют   законы логики при решении познавательных и практических задач;

Умения определять цели и задачи своей деятельности, планировать путь достижения цели.

III. Постановка учебной задачи.

С помощью побудительных предложений и наводящих вопросов организовать выяв­ление всех существенных признаков наблюдаемых объектов

Предложить учащимся самостоятельно сформулировать определение понятия «вынужденные колебания»

Предложить сравнить составленное опре­деление с определением в учебнике.

Побуждать учащихся к выявле­нию как можно большего количества при­знаков объектов (составить вопросы).

Составляет суждения, делает умозаключения на основе имеющихся данных

Выявляет и объединяет существенные при­знаки, которые является общими для рас­сматриваемых объектов или, наоборот, отли­чают все объекты одной группы от объектов другой группы.

Формулирует определение понятия в виде связного текста, содержащего перечис­ление существенных признаков.

Обсуждает правильность и точность составлен­ного определения, корректирует его при необходимости.

Ставит вопросы, ответы на которые хотели бы получить на уроке.

Работает с учебником, дает ответ на вопрос, как происходит колебания качелей.

Как будут называться колебания, амплитуда которых со временем уменьшается? …

Впишите ответ  (затухающими колебаниями)

Почему свободные колебания в реальных системах являются затухающими?

(Запишите ответ в тетради)

Что необходимо сделать, чтобы колебания не затухали?

(Действовать на них с силой)

По аналогии с определением свободных колебаний, попробуйте сформулировать определение, что такое вынужденные колебания.

- Чем отличаются вынужденные колебания от свободных колебаний?

Приведите примеры вынужденных колебаний.

Какие колебания чаще и важнее встречаются?

В чем вред и польза вынужденных колебаний?

В чем отличие вынужденных колебаний от свободных?

Что является причиной колебания качелей? (Вынуждающая сила)

Когда амплитуда колебания будет постоянной, или говорят колебания установятся? (Если частота установившихся вынужденных колебаний равна частоте вынуждающей силы)

Могут ли тела, не являющиеся колебательными системами, совершать вынужденные колебания? (Игла швейной машины, поршень в ДВС и т.д.)

Установление причинно-следственных связей

Знание характеристик колебаний

Умение вычленять основные признаки, конструировать определение

 

Умение воспроизвести информацию

Умение работать с различными информациями, поисковой системе

Планирование   и выполнение алгоритма построения диалога с партнером

 

IV. «Открытие» учащимися новых знаний.

Организовать обсуждение наблюдаемых объектов.

Побуждает к установлению причинной – следственной связи на примере опыта.

Предлагает сформулировать определение резонанса.

Предлагает сравнить опре­деление с определением в учебнике, других словарях, рассмотреть термин «резонанс» в разных контекстах

Предлагает учащимся произвести обоб­щение и ограничение понятия

Общественный резонанс - это, разумеется, переносный термин, лишь позаимствованный социологами у физиков. Как едва заметное воздействие на маятник способно заставить его колебаться с большой амплитудой, так и то или иное, казалось бы, небольшое по значимости событие способно порой вызвать в обществе бурную дискуссию, а то и переход к активным действиям.

Человек создает семью и строит семейные отношения потому, что нуждается в эмоционально-положительном и доверительном общении. Оно предполагает, что оба партнера будут стремиться к взаимопониманию, сочувствовать и сострадать друг другу. Такие отношения строятся на взаимном желании проникнуть в сложный психический мир своего партнера и быть в резонансе с ним, на одной психологической волне. Если это происходит, то такая семья выдержит все житейские бури и невзгоды.

Используют логические приемы в новых ситуациях

1. Просмотр видеороликов разрушении моста? 2. Учащийся в роли экспериментатора проводит опыт с двумя маятниками.

Объясняют условие возрастания амплитуды колебаний.

Дают определение резонанса из разных источников (работают с поисковиком Googl)

Приводят пример термина «резонанс» из разных словарей

Подбирают более широкий термин (родовое понятие) и более узкий термин

 

 

В чем причина разрушения моста?

Опыт 1 (с двумя маятниками). Какой вывод можно сделать из этого опыта?

Амплитуда вынужденных колебаний становится наибольшей при условии, что частота вынуждающей силы равна собственной частоте колебательной системы.

Найдите определение резонанса в разных словарях на вашем рабочем столе, сравните их и запишите одно в тетради.

Термин резонанс используется не только в физике. В каких случаях можно еще употребить это слово?

Общественный резонанс   Как это понимать? (примеры)

Какое отношение имеет социальное явление к физическому и почему они называются одинаково?

Какое событие в школе может вызвать общественный резонанс?

Использование методов наблюдения, сравнения, прогнозирования для объяснения фактов, поиска нужной информации.

Устанавливать причинно-следственные связи, умозаключения, преобразовывать  информацию   в доступные формы.

Предлагает  план проведения эксперимента.  

V. Динамическая пауза.

Организует и проводит зарядку с использованием колебательных движений и их характеристик.

Демонстрируют движения, связанные с называемыми характеристиками колебаний.

Колебательная система в равновесии, мы ее вытягиваем, сжимаем, вытягиваем, сжимаем, КС – вышла из ПУР и отклонилась вправо, амплитуда колебаний 50 см, период колебаний 2 сек.

Умение объяснять  термины при помощи рук.

Развивать умение снимать физическую и умственную напряженность.

VI. Первичное закрепление.

Приглашаются экспериментаторы.

Предложить учащимся произвести обоб­щение и ограничение понятия резонанса, причины резонанса. Продемонстрировать ряд раз­личных объектов. При этом объекты подбира­ются так, чтобы они различались всеми признаками, кроме существенных

Предлагает сравнить различные проявления резонанса, установить вред и пользу.

1) Учащийся проводит эксперимент с теннисным шариком и камертоном. Дает объяснение наблюдаемому явлению (Лёгкий теннисный шарик, подвешенный на нити и касающийся камертона, при совпадении частот начинает совершать колебания с большой амплитудой).

2) Учащийся проводит опыт с четырьмя маятниками. Маятники 1 и 3 имеют одинаковую длину

3) Вписывают примеры проявления резонанса в рабочую тетрадь.

Приводят примеры.

Обсуждают правильность и точность выделенных объектов, корректируют их при необходимости

4) Просматривают видеоролик о положительной роли резонанса (метод кантования)

Что мы наблюдаем? Почему шарик в одних случаях колеблется с большой амплитудой, в других почти не колеблется? (Колебания возникают, если частота внешнего воздействия совпадает с частотой колебаний камертона). 

Могут ли тела, не являющиеся колебательными системами, совершать вынужденные колебания? (Игла швейной машины, поршень в ДВС и т.д.)

Есть на демонстрационном столе такие устройства, в которых могут возникнуть вынужденные колебания? (Показать, как работают)  

Что произойдет, если маятник 3 вывести из положения равновесия? – Приведите примеры проявления резонанса (по картинке определить пользу и вред резонанса)

Где можно применить метод кантования в жизни?

Знания основных  понятий темы, умения выделить общие признаки, проводить эксперимент; умение объяснять факты из жизни на основе полученных знаний.

Предлагает   план проведения эксперимента

Самоопределение: осознание, исследование и принятие жизненных ценностей, самоуважение, самооценка. 

Управление познавательной и учебной деятельностью, контроль, коррекция, инициативность, оценка своей успешности. 

Исследование, работа с информацией, сравнение, обобщение, классификация 

VII. Включение новых знаний в систему знаний и повторение.

Организует обсуждение наблюдаемых объектов. Побуждает учащихся к выявле­нию как можно большего количества при­знаков объектов.

Приводит примеры проявления колебаний - вибрации, метод кантования.

Сопоставление научных и житейских толкований отдельных явлений, произошедших в г. Кургане.

Предлагает задания для самоконтроля.

Выделяют различные стороны, свойства, при­знаки, связи, действия объектов и явлений. Сопоставляют и сравнивают выявленные свойства, делают вывод о том, что явление резонанса в одних случаях играет отрицательную роль, а в других положительную.

Что является источником горения наших ламп? (Электрический ток)

В России используется переменный ток частотой 50 Гц, это также пример вынужденных колебаний.

Откуда берется электрический ток в  наших квартирах? (от генератора). Расскажу случай, произошедший недавно на электростанции нашего поселка. Многие физические объекты, обладая определённой упругостью, могут совершать собственные колебания – вибрации. Вибрации возникают в результате передачи колебаний энергии от какого-то механического источника.

Работа дизель-генератора связана с повышенной вибрацией. Система трубопроводов охлаждения и дизель-генератор имеют разные точки опоры, вибрации от дизель-генератора передавалась на трубопровод охлаждения и вызвала разрыв трубопровода в месте сварочного шва. Утечка из системы охлаждения вызвала остановку дизель-генератора, остановка привела к отключению подачи электроэнергии потребителям.

Как объяснить этот факт с точки зрения явления резонанса?

В результате большого количества приборов и систем, совершающих в процессе эксплуатации механические колебания, происходит один из видов физического загрязнения среды. Оценка степени вибрационного загрязнения среды, как одного из наиболее экологически опасных, необходима и с точки зрения охраны здоровья населения, и как фактора изменения геологической среды. Изучение явления резонанса позволяет избежать отрицательных последствий этих воздействий и использовать энергетические ресурсы резонансных процессов.

Использование методов наблюдения, сравнения, прогнозирования для объяснения фактов, поиска нужной информации.

Преобразование материала из одной формы выражения в другую, интерпретация материала, предположение о дальнейшем ходе явлений, событий.

Структурирование   полученных знаний;

Выбор   наиболее эффективных способов решения задач;

Рефлексия способов и условий действия, контроль и оценка процесса и результатов деятельности.

Формирование познавательных мотивов обучающихся;

Развитие мысленного воспроизведения ситуации.

VIII. Подведение итогов.

Возвращается  к проблемным задачам, поставленным в начале урока.

Обобщают знания по теме.

Демонстрируют полученные знания.

Какая связь существует между светом и колебаниями?

Какие колебания называют вынужденными?

С какой целью проводился опыт с двумя шариками? С четырьмя?

Что называется резонансом?

При каком условии возникает резонанс?

К каким колебаниям относится резонанс?

Приведите примеры, когда резонанс - вредное явление, а когда полезное.

Достижение личного результата по усвоению способов нахождения знаний 

Владение   навыками самоанализа и самооценки своей деятельности.

Развитие   мысленного воспроизведения ситуации 

IX. Д/з.

Предлагает задание на выбор.

Выбирают задание, записывают в дневник.

1. Написать эссе: «Резонанс: вред и польза».

2. Презентация «Роль резонанса в различных явлениях».

 

 

X Рефлексия.

Учитель помогает определить ученикам свой результат работы и ее  качество 

Осознание учащимися своей учебной деятельности, самооценка результатов деятельности своей и всего класса.

- Что нового вы узнали сегодня на уроке?

Посмотрите на вопросы, которые вы ставили в начале урока. Получили ли вы на них ответ?

Какими видами деятельности   вы сегодня занимались?

Оцените свою работу по тем критериям, которые предложены в табличке на последней странице тетради.

Язык Природы – это язык предметов и явлений, и “беседовать” с Природой можно только на этом языке. Физик видит то, что видят все: предметы и явления. Он, так же как все восхищается красотой и величием мира, но за этой, всем доступной красотой, ему открывается еще одна: красота закономерностей в бесконечном разнообразии вещей и событий. Физику доступна редкая радость – понимать Природу и даже беседовать с ней.

Предлагаю вам поблагодарить себя за работу на уроке, совершить одно вынужденное колебание – похлопать в ладоши.

И один совет: хочешь сделать доброе дело – отбрось колебания. (Персидская пословица).

 

Сформировать умение в диалоге с учителем:

- совершенствовать самостоятельно выработанные критерии оценки.

- сделать вывод по уроку.

 

Приложение 1. Таблица самооценки: 12-15 баллов: «5», 9-11 баллов – «4»,  6 – 8 – «3».

Знаю все определения и формулы, описывающие колебания

(до 3 баллов) 

Проводил эксперимент и давал ему объяснение

(до 3 баллов) 

Решил задачу 

(до 3 баллов) 

Заполнил все страницы тетради

(до 3 баллов) 

Принял участие в обсуждении проблемных ситуаций 

(до 3 баллов) 

. . . . .