STEAM-подход к обучению, формулирование неструктурированной задачи на уроках физики.
Тема проекта:«Определение КПД при подъёме тела по наклонной плоскости».
Автор: учитель физики МБОУ СОШ № 5, г. Великие Луки, Псковской области,
Феопентова О.О.
Предмет: физика, 7 класс.
Опишите, на какие компетенции естественнонаучной грамотности направлен ваш проект
Решения задач или проведение эксперимента по алгоритму, шаблону к проведению исследований, к поиску смыслов и альтернативных решений, создание мотивирующей среды; обучение через исследование, и вместе с учителем оценивание выполнения поставленной задачи. Оценка результатов показывает слабые и сильные стороны работы, указывает направления и цели дальнейшей работы.
|
Часть 1. Сформулируйте неструктурированную задачу так, чтобы в ней содержались все 3 компонента STEAM-подхода
Формулировка неструктурированной задача
| Определить КПД при подъёме тела по наклонной плоскости. 1. Установить зависимость КПД наклонной плоскости от её высоты. 2. Вычислить полезную работу. 3. Вычислить полную работу 4. Сравнить КПД наклонной плоскости при разных высотах. 5. Вычислить КЛД наклонной плоскости. |
Проверьте себя по рисунку:
⁰ᶮКритерии STEAM-подхода:
Организована деятельность на основе неструктурированной задачи.
В задании содержится проблема.
Собраны данные эмпирическим (опытным) путём - с помощью эксперимента / наблюдения.
Продуктом является модель / устройство / прибор.
Предложено несколько способов решения, выбран и описан один способ.
Аргументация способа решения проблемы проводится с помощью созданного продукта.
Помните, что:
Проект — это форма
Проблема - содержание
Исследование (эксперимент или наблюдение) - данные, дополняющие содержание.
Часть 2. Проработайте исследовательскую часть задачи
Какие данные вам нужны для решения проблемы?
Какое оборудование необходимо для эксперимента?
Какие знания (учебные темы) будут привлечены для проведения эксперимента, анализа и интерпретации данных?
Какие материальные и временные ресурсы понадобятся для проведения эксперимента?
Спланируйте эксперимент.
Предположите, каким может быть протокол исследования.
Физика 7 класс.
Данные для решения проблемы | Эксперимент или цикл экспериментов | Предмет / тема какие знания понадобятся |
Прежде чем приступить к эксперименту, необходимо а) Ознакомиться с техникой безопасности. б) Найти цену деления каждого прибора. 1.Опредеоить вес бруска. 2. Закрепить доску в лапке штатива в наклонном положении. 3. Положить брусок на трибометр брусок, прикрепив к нему динамометр. 4. Аккуратно перемещать брусок по наклонной плоскости с постоянной скоростью. 5. С помощью линейки измерить путь, который пройдёт брусок. 6. Определить высоту наклонной плоскости. Измерить силу тяги бруска. 7. Вычислить полезную работу по формуле: Aп=Ph, 8. Найти полную (затраченную) работу по формуле: Aз=Fs. 9. Определить КПД наклонной плоскости: ባ=(Ап/Аз) ⋅100%. 10. Результаты измерений и вычислений занести в таблицу.
| Для выполнения эксперимента необходимо оборудование: Штатив с муфтой и лапкой для закрепления доски С помощью динамометра - находим вес тела и силу тяги. С помощью линейки находим высоту наклонной плоскости и длину доски. | Физика. Определение КПД наклонной плоскости. Как измерить силу тяги. Умение находить вес бруска. Умение правильно измерить высоту наклонной плоскости. Что такое полная и полезная работа? Умение вычислить полезную и полную работу? Что такое КПД? Как вычислить КПД наклонной плоскости? Физическая величина, показывающая какую долю, составляет полезная работа, необходимая для поднятия груза на высоту h, от полной работы, совершенной при движении этого груза по наклонной плоскости длины S, называется коэффициента полезного действия наклонной плоскости Правильно сформулировать и сделать вывод. От чего зависит КПД?
|
Какие ресурсы понадобятся для проведения эксперимента
материальные, временные
План эксперимента
Объект исследования (система, процесс или явление, порождающие проблемную ситуацию, избранные для изучения) | Система, состоящая из: штатива, наклонной плоскости, бруска и динамометра. |
Предмет исследования (это свойство или характеристика объекта исследования, часть целого) | КПД наклонной плоскости Высота наклонной плоскости |
Фактор (влияние какого фактора изучаем в эксперименте) | Высота наклонной плоскости |
Независимая переменная (фактор, действующий на объект; намеренно меняет экспериментатор) | Высота наклонной плоскости, вес бруска |
Зависимая переменная (величина, показывающая реакцию на воздействие независимой переменной) | Полезная и полная работы Чем больше высота наклонной плоскости, тем больше полезная работа. Чем больше сила тяги, тем больше полная работа |
Постоянная переменная (величины, которые неизменны во время эксперимента) | Постоянные: вес тела, длина наклонной плоскости Переменные: высота, сила тяги |
Как будет проводиться наблюдение за изменением зависимой переменной | Учащиеся самостоятельно выбирают необходимое для эксперимента оборудование, определяют свой порядок действий. Результаты измерений, учащиеся заносят в таблицу в тетрадь для лабораторных работ. Самостоятельно делают вывод. |
План эксперимента | 1. Определить вес бруска. 2. Закрепить доску в лапке штатива в наклонном положении. 3. Положить брусок на доску, прикрепив к нему динамометр. 4. Аккуратно перемещать брусок по наклонной плоскости с постоянной скоростью. 5. С помощью линейки измерить путь, который пройдёт брусок. 6. Определить высоту наклонной плоскости7. Измерить силу тяги бруска. 7. Вычислить полезную работу по формуле: Aп=Ph, 8. Найти полную (затраченную) работу по формуле: Aз=Fs. 9. Определить КПД наклонной плоскости: ባ=(Ап/Аз) ⋅100%. 10. Результаты измерений и вычислений занести в таблицу. |
Протокол исследования
Исследовательский вопрос | Определение КПД при подъёме тела по наклонной плоскости. |
Гипотеза | Чем выше наклонная плоскость (или больше угол наклона), тем больше КПД. |
Ход исследования (наблюдения / эксперимента) | Эксперимент выполняли, изменяя высоту наклонной плоскости. Длину и вес бруска – не меняли. |
Полученные данные | H1=0,2м, P=1 H, Aп=0,2Дж. F1=0,7 H, S=0,5 м, А3 =0,35 Дж. ባ=(Ап/Аз)⋅100%.=57 % H2=0,3м, P=1 H, A=0,3 Дж, F2=0,9H, S=0,5 м А3 =0,45 Дж. ባ=(Ап/Аз) ⋅100%.=67 % |
Анализ и интерпретация данных | Из данного эксперимента видно, что КПД тем больше, чем выше наклонная плоскость. |
Выявление и объяснение общих закономерностей / объяснение явлений | При увеличении подъёма наклонной плоскости, увеличивается КПД, значит будет больше КПД наклонной плоскости. |
Выводы | Увеличивая высоту наклонной плоскости, в ходе эксперимента, мы увидели, что увеличивается КПД. |
Ответ на исследовательский вопрос | Гипотеза подтвердилась. Чем выше наклонная плоскость, тем больше КПД. |
