Застосування інтелект-карт на уроках фізики

Автори: вчитель фізики Лук’яненко Зоя Миколаївна, вчитель інформатики Тихолоз Оксана Іванівна

Розробка уроку фізика+інформатика в 7 класі із застосуванням інтелект карт та таблиць Excel. Тема уроку: Механічна робота.

---

 

Приклад застосування інтелект-карт на інтегрованому уроці фізики та інформатики в 7 класі

 

Механічна робота. Складання інтелект-карт

Мета:

навчальна: формувати поняття «робота», «інтелект-карта», уміння одержувати нові знання, мотивувати  свої дії, давати їм повні і вірні обґрунтування; закріпити вміння й навички роботи з електронними таблицями. На конкретному прикладі показати ефективність використання інтелект карт та комп’ютера при рішенні фізичних задач.

розвивальна: розвивати логічне та асоціативне мислення, вміння стисло та грамотно висловлювати свої міркування, обґрунтовувати їхню правильність,  сприяти збагаченню словникового запасу та розширенню наукового кругозору учнів;

виховна: виховувати формування таких якостей особливості як організованість, уважність, спостережливість.

Завдання уроку:

• забезпечити в ході уроку засвоєння поняття «робота», продовжити формування умінь і навичок аналізувати умову задачі, складати інтелект – карти;
• продовжити формування наукового стилю мислення, вміння використовувати знання з інформатики при розв’язуванні фізичних задач;
• сприяти вихованню у учнів таких якостей особистості, як організованість, дисциплінованість, уважність спостережливість.

Очікувані результати:

• активізуються раніше вивчені знання з фізики та інформатики; сформується фізичний зміст поняття «робота» та одиниці вимірювання «джоуль»;
• формуватимуться уміння і навички аналізувати умову задачі; хід її розв‘язання; науковий та асоціативний стиль мислення, уміння складати інтелект карти, застосовувати електронні таблиці для обчислення фізичних величин по формулах та будувати графічну залежність між ними;
• виховуватимуться дисциплінованість, організованість, уважність, спостережливість.

Демонстрації: Уривки мультфільмів «Ну, постривай!», «Знайка», презентація вчителя для уроку, презентація учнів «Джеймс Прескотт Джоуль» та «Тоні Бьюзен».

Досліди: залежність роботи від сили, залежність роботи від шляху, залежність роботи від напряму дії сили та переміщення.

Прилади для демонстрацій: два динамометри, ваги, два метри, два бруски, набір вантажів, відерце з водою.

Програми: MS Excel, iMindmap,

Хід уроку

І. Організаційний момент, привітання учнів

Сьогодні ми проводимо одночасно урок фізики та інформатики. Девіз нашого уроку: «Аналізуй, думай, роби висновки». Урок ми проведемо у декілька турів.

(Клас об’єднується у дві групи)

І. Тур «Відгадай тему уроку»

Я пропоную вам для початку переглянути уривки мультфільмів «Ну, постривай!», «Знайка». Ви повинні ні тільки отримати задоволення від кумедних ситуацій, у які потрапляв вовк. Ваше завдання уважно слідкувати за діями вовка і відгадати тему сьогоднішнього уроку з фізики, а з другого мультфільму – тему уроку інформатики.

Перегляд мультфільму «Ну, постривай!» (десятий випуск). ( Вовк на будівництві переносить вантаж)

Яка на вашу думку тема нашого уроку?

Вчитель задає запитання, щоб почути слово «робота».

Так, тема сьогоднішнього інтегрованого уроку «Механічна робота».

Перегляд мультфільму «Знайка».

Яка на вашу думку тема нашого уроку?

Вчитель задає питання, щоб почути слово «інтелект».

Так, ми продовжимо сьогодні складати інтелект-карти для формування фізичних понять та розв’язування фізичних задач.

ІІ (1). Актуалізація знань з фізики

Повторимо з вами поняття, фізичні величини, які необхідні для вивчення нового матеріалу.

ІІ тур «Продовж асоціацію» (учням роздаються інтелект-карти, вони повинні в них дописати  правильне слово)

1. Дія одного тіла на інше …( сила)
2. Одиниця вимірювання сили …(Ньютон)
3. Прилад для вимірювання сили …( динамометр )
4. Сила, яка виникає при взаємодії двох тіл і спрямована в бік протилежний руху…( тертя)
5. Сила, з якою Земля притягує до себе тіла …( тяжіння)
6. Сила, шо діє на опору або підвіс ( вага)
7. Сила, яка виникає при деформації тілаі спрямована в бік протилежний деформації ( пружності )
8. Сила пружності, шо діє з боку опори називається силою реакції. опори)
9. Умовна лінія вздовж якої рухається тіло…( траєкторія)
10. Довжина траєкторії …( шлях)
11. Характеристика сили крім значення, точки прикладання….( напрям)
12. Демонструється малюнок. Значення сили …(додатне )
13. Демонструється малюнок Значення сили …( від’ємне)

Складіть з латинських букв, математичних знаків формулу для обчислення

1. Сили тяжіння… ( F_тяж=mg)
2. Сили тертя…( F_тер=µN)
3. Сили пружності …( F_пр=kx)
4. Ваги тіла…( Р=mg)

Вчитель звіряє відповіді

 

Актуалізація знань із інформатики.

ІІІ тур «Збери пазл»

Учням роздаються аркуші А4  і вони повинні їх наклеїти на ватман, а після цього розповісти про інтелект-карти та електронні таблиці.

ІІІ. Пояснення нового матеріалу.

ІV тур «Логічний ланцюжок»

1. Що переносив вовк?.( Мішок, батарею опалення, чавунну ванну)
2. Чим відрізнялися тіла… ( вагою)
3. Зусилля (силу) які прикладав вовк однакові чи різні?(різні)
4. Від чого ж залежить робота?(сили)
5. Чим більше сила, тим більша чи менша за значенням робота, що виконує вовк? (більша.)
6. При підйомі бетонної плити на 5 або чи 3 поверх більше за значенням була робота? ( на 5 поверх більша)
7. Як залежить робота від відстані, на яку переміщується  тіло під дією сили? ( тим більше відстань, тим більше робота)
8. Як в математиці називаються величини, коли при збільшенні одної величини, інша збільшується? ( прямо пропорційні)
9. Як можна записати, що робота пропорційна силі та відстані?(А= Fl)

Робота у зошиті

Робота –це фізична величина яка характеризує зміну положення тіла під дією сили. А=Fl.

Всі фізичні величини позначаються латинськими буквами. Робота позначається буквою – А, [ А]= Дж (ДЖОУЛЬ)

Хто ж такий Джоуль?

V. Тур «Видатні вчені»

Презентація учня « Джеймс Прескотт Джоуль» (див.додатки)

Презентація учня « Тоні Бьюзен »

VI. Тур «Експеримент»

Отже, ви вже знаєте, що таке робота, як вона позначається, у яких одиницях вимірюється. Залишається з’ясувати від чого вона залежить.

Робота в групах: Ми експериментатори, свої припущення повинні перевірити. Учні об’єднуються у дві групи:

Експеримент 1: дерев’яний брусок, набір вантажів, динамометр, метр.

Перша група: перевіряє залежність роботи від сили. Шлях на який переміщується вантаж не міняється, а силу за допомогоювантажів змінюємо. Обчислюємо роботу для двох дослідів.Будуємо лінійну діаграму залежності сили від . Оформляємо у вигляді електронної таблиці. Робимо висновок.

Сила F(Н)	Відстань l (м)	Робота A=Fl(Дж)
	1м
	1 м

Виконуємо завдання в Електронних таблицях. При оформленні таблиці значення сили пропорційно збільшуємо до 5 значень.

Висновок: Чим більше сила, тим робота

Експеримент2: дерев’яний брусок, динамометр, метр

Друга група: перевіряє залежність роботи від відстані. Шлях, на який переміщується вантаж змінюється, а сила – ні. Обчислюємо роботу для двох дослідів. Оформляємо у вигляді таблиці. Побудуйте графік залежності сили від шляху.

Сила F(Н)	Відстань l (м)	Робота A=Fl(Дж)
	0,5м
	1 м

Виконуємо завдання в Електронних таблицях. При оформленні таблиці значення шляху пропорційно збільшуємо до 5 значень.

Висновок: Чим більше відстань на яку переміщують тіло, не змінюючи силу, тим робота ….

Результати своїх досліджень діти представляють почергово.

Отже, робота це фізична величина, що дорівнює добутку сили на шлях,

Що означає робота дорівнює. 1 Дж?

1 Дж –  це механічна робота , яку виконує сила 1 Н, переміщуючи тіло на 1 м.

Експеримент 3 і експеримент 4.

Перша група: відерце з водою стоїть на стільці. Яку роботу потрібно виконати, щоб опустити відерце з водою на підлогу?

Оформити в зошиті як задачу – 2 учні.

2 учні – в електронних таблицях,

1 учень складає інтелект-карту.

Друга група: відерце з водою стоїть на підлозі. Яку роботу потрібно виконати щоб підняти відерце з водою на стілець? Оформити в зошиті як задачу.

Результат озвучують.

В обох випадках робота однакова за значенням.

За рахунок якої сили виконувалася робота?

Чим відрізняються задачі?

Вчитель підводить учнів до висновку, що в першому експерименті сила тяжіння спрямована вниз, і рух тіла вниз, а у другому – сила тяжіння вниз, а рух вгору. Робота в першому випадку додатна, в другому від’ємна.

Розглянемо формулу для обчислення роботи як математичну:

Добуток = 1 множник, 2 множник. А потім як фізичну.

Скажіть, будь-ласка, коли добуток двох множників дорівнює нулю?

(1 множник дорівнює нулю, або 2 множник дорівнює нулю)

З точки зору фізика –  це або сила дорівнює нулю, або за напрямком перпендикулярна, або тіло під дією сили не переміщується.

Демонструється малюнок на вчительської презентації (дивитись додатки до уроку).

VII тур «Гілка знань»

Учні в програмі Imindmap створюють нову гілку знань про поняття «механічна робота»

ІІІ. Закріплення матеріалу.

VIII  Тур «Аналізуй – роби висновки»

Учні повинні після обговорення дати відповідь та обґрунтувати її.

1. Два хлопчика привезли в школу макулатуру на санках. Які фізичні величини потрібно знати, щоб визначити хто з них виконав більше роботу, доставляючи макулатуру з дому до школи? ( Вагу макулатури, відстань від дома до школи)
2. Два хлопчика прокатали один одного на санках. Чи виконали вони при цьому механічну роботу? Відповідь обґрунтуй.( Так. Вони прикладали силу і під дією сили санки переміщувалися на певну відстань)
3. Діжка заповнена водою користуючись відром половину води з діжки вибрала дівчинка, решту хлопчик. Чи однакову роботу виконали дівчинка і хлопчик? ? Відповідь обґрунтуй ( Ні, хлопчик виконав більшу роботу, бо на більшому шляху підіймав відро)
4. Їде автомобіль, Яка сила виконує, а яка не виконує роботу? ( Сила тяги авто виконує роботу, сила тяжіння не виконує роботу.)
5. Чи однакову роботу виконують хлопчики, рівномірно переміщуючи санки на одному й тому же шляху? ( Ні, в другого хлопця сила тертя більше, отже роботу він виконав більшу.)
6. Чи здійснює роботу штангіст, що тримає штангу над головою?(Ні)

Таким чином, спираючись на закони фізики ми приходимо до висновку, що механічна робота штангіста дорівнює нулю. Але з цим можна не погодитися, якщо звернутися до іншої науки – біології. Розглянемо дії штангіста, що тримає підняту штангу над головою з точки зору біології.

За допомогою якої  системи органів він здійснив цю дію? (опорно-рухової, скелет та м’язи.Всі ви чули  біцепс, тріцепс , м’язи передпліччя і т.д. Загалом в цьому випадку працює більше 300 м’язів.

Що відбулося з м’язами штангіста?(напружились).

М’язи мають ряд фізичних властивостей : силу, швидкість скорочення, витривалість, тонус, здатність виконувати роботу. М’язи, які з часом не змінюютьсвого положення в просторі і перебувають у тривалому напруженні виконують статистичну роботу.

Статична робота – це робота,за якої м’язи перебувають у тривалому напруженні,але не змінюють своє положення в просторі.

Динамічна робота – це робота, за якої  скорочення м’язів чергується з розслабленням. При цьому м’язи переміщуються (біг, спортивна хода).

Тож, м’язи штангіста виконують статичну роботу.

ІХ. Тур «Проаналізуй – розв’яжи» (дивитись додатки)

Учні складають інтелект-карти в програмі iMindmap та виконують обчислення в електронних таблицях і записують її в робочий зошит.

1. В 1955 році на чемпіонаті світу в Мюнхені, Пол Андерсонв штовханні підняв штангу 196, 5 кг на висоту 2м 3 см(при рості 175см і масі тіла 176 кг). Яку роботу було виконано?
2. За добу людське серце робить близько 100000 ударів. При одному ударі відбувається така ж робота, як при піднятті вантажу масою 1 кг на висоту 20 см. Обчисліть роботу, що здійснюється людським серцем за добу?
3. Піднімаючись сходами, хлопчик масою 50 кг виконав роботу, що дорівнює 104 Дж. На який поверх він піднявся? Відстань між поверхами 4 м. ( g=10Н/кг)
4. Визначити швидкість трактора на оранці, якщо за 6 годин він виконує роботу 420 МДж. Сила тяги трактора 10000Н.( g=10Н/кг)

ІV. Підсумок уроку.

Метод «Мікрофон».

Про що ви дізналися сьогодні на уроці?

То якої роботи сьогодні на уроці було більше: механічної чи інтелектуальної? І яка з них важча?

V.  Домашнє завдання.

Фізика: опрацювати §30, вивчити означення формули. Розв’язати вправу 30 № 1 ( усно з поясненням), № 5 письмово.

Інформатика: скласти інтелект-карту до теми з улюбленого предмету.

Додатки

Завантажити документ на диск

Використання інтелектуальних технологій на інтегрованих уроках інформатики, фізики в 7 класах при розв’язуванні компетентнісних завдань

 

Всі знання виростають із одного коріння-

навколишньої дійсності, мають між собою зв’язки,

а тому повинні вивчатися у зв’язках.                  

Ян Амос Коменський

Інтегрований урок – це нестандартна форма навчання, яка переростає у творчий процес учнів та вчителів, для неї характерний особливий вид інтелектуальної діяльності, рисами якої є самостійний пошук необхідної інформації, її творче перетворення в матеріалізований продукт, що об’єднує блоки знань із різних навчальних предметів та тем навколо однієї проблеми і дає змогу досягати цілісності знань.

Мета інтегрованих уроків:

• Заохочення учнів до самостійної дослідницької діяльності;
• Підвищення якості засвоєння сприйнятого матеріалу;
• Формування ключових життєвих компетенцій учнів;
• Створення творчої атмосфери в класі;
• Виявлення здібностей учнів;
• Підвищення інтересу учнів до матеріалу, що вивчається;
• Розвиток нестандартного мислення тощо.

Форма проведення інтегрованих уроків нестандартна, цікава, креативна. Використання різних видів роботи протягом уроку підтримує увагу учнів на високому рівні, що дозволяє говорити про достатню ефективність уроків.

Інтеграція інформатики з іншими навчальними дисциплінами активізує навчально-пізнавальну діяльність учнів за допомогою інтелектуальних технологій.

Зрозуміло, що дитині засвоїти в повному обсязі все різноманіття шкільного матеріалу вкрай важко, тому важливо навчити дітей мислити, самостійно діяти, орієнтуватися в різних ситуаціях, знати підходи до вирішення проблем, тому ми застосовуємо на інтегрованих уроках метод складання інтелект-карт.

Інтелект-карта, відома також як ментальна карта або асоціативна карта (з англійського «Mind map» – «карти розуму», «інтелект-карти», «карти пам’яті», «ментальні карти», «асоціативні карти», «діаграма зв’язків», «асоціативні діаграми» або «схеми мислення») – це спосіб зображення процесу загального системного мислення за допомогою схем. Також може розглядатися як зручна техніка альтернативного запису.

Карта пам’яті реалізується у вигляді діаграми (схеми, дерева знань), на якій зображені слова, ідеї, завдання або інші поняття, зв’язані гілками, що відходять від центрального поняття або ідеї. У основі цієї техніки лежить принцип «радіантного мислення» (від лат. Radians – «випускає промені»), що відноситься до асоціативних розумових процесів, відправною крапкою або точкою дотику яких є центральний об’єкт. Кожен промінь являє собою асоціацію, і кожна асоціація, у свою чергу, має у своєму розпорядженні практично нескінченну безліч зв’язків з іншими асоціаціями. І це те, що ми називаємо пам’яттю, тобто базою даних або архівом.

Мета створення карт може бути різна: запам’ятовування складного матеріалу, передача інформації, прояснення для себе якогось питання. Їх можна використовувати у великій кількості різноманітних ситуацій: в професійній діяльності, у навчанні, для індивідуального планування і т. інше

Метод інтелект-карт полягає в умінні візуалізувати великий обсяг інформації в графічному вигляді на одному аркуші. Система інтелект-карт, запропонована Тоні Бьюзеном, перевершує методику Шаталова тільки наявністю чітких законів складання карт

При роботі з інтелект-картами має виконуватись важлива умова – вони постійно повинні використовуватися не тільки на уроці інформатики, де вони вивчаються за програмою, а й на інших предметах. Тільки тоді вони допоможуть дітям легше вчитися, а вчителеві краще вчити.

Можна однозначно сказати, що використання цього методу сприяє:

• навчанню (на запам’ятовування ключової інформації витрачається менше часу, але найбільший ефект виходить при подальшому відтворенні інформації);
• концентрації (особливість карт така, що увага концентрується на завданні природним чином, без примусу, і результативність при цьому значно збільшується, не треба витрачати додаткові зусилля на утримання своєї уваги);
• запам’ятовування (запам’ятовування з використанням ключових слів дозволяє причепити до них як до гачків все, що треба запам’ятати, в подальшому досить потягнути за «гачок», і все згадається, в учнів виникає ніби «бачення» інформації внутрішньою думкою);
• мислення (мислення стає більш чітким і гнучким, асоціативним, природним, а це – додатковий інструмент для прояву інтуїтивних та активізації творчих здібностей).

Таким чином, у створенні розумових карт задіяні уява, творче, критичне та асоціативне мислення, і всі види пам’яті: зорова, слухова, механічна.

Можна виділити наступні методики використання інтелект-карт у навчанні:

1. Вивчення нового матеріалу.

• Дані карти можуть бути складені заздалегідь учителем і представлені для ознайомлення при вивченні матеріалу самостійно учнями.
• Складання власної інтелект-карти і порівняння з картою, представленої учителем, допоможе на етапі вивчення матеріалу скорегувати бачення і засвоєння матеріалу учневі самостійно.

2. Повторення.

• Звернення до побудованої інтелект-карти спрощує процес повторення матеріалу, тому що інтелект-карта є результатом вивчення, аналізу матеріалу.
• Немає необхідності перечитувати великі обсяги текстів, адже складена інтелект-карта відображає, характеризує, описує центральний об’єкт (тему, проблему, завдання).

3. Узагальнення і аналіз матеріалу.

• Створення узагальненої інтелект-карти може бути підсумковою роботою по вивченню розділу.
• Виконуючи дане завдання, учень закріплює навички аналізу, вміння виділити головну думку.
• Дана робота може бути самостійною або в малій підгрупі.

4. Рефлексія.

• Інтелект-карти можуть бути також задіяні і в рефлексії.
• Одним із варіантів може бути повторне звернення до складеної інтелект-карти після вивчення додаткового матеріалу або ознайомлення з інтелект-картою вчителя.

5. Групова діяльність.

• У даний час існують інструменти, програмне забезпечення, що дозволяють організувати спільну діяльність у режимі реального часу зі складання інтелект-карт.

6. Контроль і корекція засвоєння матеріалу.

• Учитель, аналізуючи представлені учнями інтелект-карти, може вчасно скорегувати процес засвоєння матеріалу, розставити правильні акценти.

7. Мозковий штурм.

• Інтелект-карта може виступити результатом мозкового штурму або дискусії.

Крім цього, процес побудови інтелект-карт робить навчання творчим і захоплюючим.