IV Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2012

Главным результатом модернизации школы должно стать соответствие школьного образования целям опережающего развития и на основе этих предложений подготовлена Национальная образовательная стратегия - инициатива «Наша новая школа». «Уже в школе дети должны получить возможность раскрыть свои способности, подготовиться к жизни в высокотехнологичном конкурентном мире. Этой задаче должно соответствовать обновленное содержание образования» [1, с. 5].

Достижение нового результата образования должно опираться на новые педагогические технологии. Базовой образовательной технологий, поддерживающей компетентностно-ориентированный подход в образовании, является метод проектов. Метод проектов по своей дидактической сущности нацелен на формирование способностей, обладая которыми, выпускник школы оказывается более приспособленным к жизни, умеющим адаптироваться к изменяющимся условиям, ориентироваться в разнообразных ситуациях, работать в различных коллективах, потому что проектная деятельность является культурной формой деятельности, в которой возможно формирование способности к осуществлению ответственного выбора.

В настоящее время возросла роль некоторых качеств личности, ранее необязательных для жизни в обществе, таких как: способность быстро ориентироваться в меняющемся мире, осваивать новые профессии и области знаний, умение правильно планировать свою деятельность, добиваться успехов, находить общий язык с людьми самых разных профессий. Эти качества получили название «ключевых компетенций».

Важнейшей задачей современного общего образования в школах РФ является формирование ключевых навыков (ключевых компетентностей), имеющих универсальное значение для различных видов деятельности, таких как: самостоятельная добыча новых знаний, сбор необходимой информации, умение выдвигать гипотезы, делать выводы и строить умозаключения, решение поставленных  проблем, поиск, анализ и обработка информации, коммуникативные навыки, навыки сотрудничества.

Под компетенцией подразумевается результат образования, готовность ученика для достижения поставленной цели. Идея развития компетенций является одной из ключевых идей модернизации образования. Эта идея выводит цель современного образования за пределы традиционных представлений о ней как о системе передачи суммы знаний и формирования соответствующих им умений и навыков. На современном этапе именно компетенция становится показателем нового качества образования.

Новый импульс этому процессу придал приоритетный национальный проект «Образование», который ориентирует учителей на подготовку ребенка к быстроменяющимся условиям современной жизни. Это требует от школы:

• формирования такой обучающей среды, которая мотивирует учащихся самостоятельно искать и обрабатывать информацию, обмениваться ею, т.е. ориентироваться в информационном пространстве;
• создание условий, способствующих наиболее полному развитию способностей учащихся.

Таким образом, учеба должна стать более увлекательной и интересной; ориентировать учащихся на понимание значения получаемых в школе знаний, приобретение личностного и профессионального опыта в ходе творческого исследовательского процесса.

В «Федеральном компоненте государственного стандарта» указывается на то, что важным компонентом современного урока является проектная деятельность учащихся. Именно она мотивирует учащихся на получение прочных, практически необходимых, социально значимых знаний. Успех в современном мире во многом определяется способностью человека организовать свою жизнь как проект: определить дальнюю и ближнюю перспективу, наметить план действий и, осуществив его, оценить, удалось ли достичь поставленных целей.

Таким образом, проектная деятельность выступает как основа формирования ключевых компетенций учащихся, в связи с этим  рассматриваемая тема является актуальной.

Исходя из актуальности темы, была определена цель исследования:

разработать проект по физике на тему «Свеча - не просто источник света» для учащихся  основной школы.

Для реализации цели необходимо решить ряд соответствующих задач:

- изучить научно-методическую и педагогическую  литературу, отражающую суть метода проектов, правила организации проектной деятельности, преимущества метода проектов над другими методами обучения;

- выявить компетентности, формируемые в процессе проектной деятельности.

 Апробация проекта осуществлялась на педагогической практике в МОУ «Петровская школа» (учитель физики Бомбина И.А.) г.Петрозаводска. Различные аспекты и выводы исследования докладывались в Карельской государственной педагогической академии на научно-практических конференциях физико-математического факультета  на секции теории и методики обучения физики в апреле 2010г., 2011г. Содержание учебного проекта представлено в среде коллективного гипертекста - летописи КГПА  (http://wiki.kspu.karelia.ru/index.php/Свеча - не просто источник света).

Рассмотрим на примере содержания проекта по физике «Свеча - не просто источник света» формирование ключевых компетентностей школьников.

Любая проектная деятельность начинается с определения темы проекта. Тема проекта может и не быть сформулирована сразу, главное определится с тематическим полем, объектом исследования. Объектом исследования данного проекта является свеча, на первый взгляд ничем не привлекательная в физике. В данной ситуации, у учеников сразу возникает вопрос «неужели кроме источника света свеча может быть чем-то больше?».

Для ответа на поставленный вопрос и повышения интереса учащихся к данной теме, учитель беседует с учениками, используя подготовленную по данной теме презентацию (Приложение 1). В презентации раскрываются, но не в полной мере такие вопросы как: Пламя свечи, что мы о нем знаем? Отвечая на поставленный вопрос, ученики знакомятся со строением пламени, ученым, подробно изучающим пламя свечи. Теоретические сведения подтверждаются на опыте «Разноцветность пламени свечи». Демонстрируя  несколько опытов «Чудеса в простом стакане», «Может ли свеча склеить два стакана» ученикам предлагается ответить на вопрос: Как объяснить очевидное? Таким образом, ученики начинают поиск и анализ проблем проекта, путем выдвижения гипотез и их теоретическим подтверждением используя уже имеющиеся знания. На данном этапе важно сохранить заинтересованность учеников и настроить их на работу. Для этого учителем предлагаются проблемные вопросы, являющиеся основой исследования. Формулировка некоторых вопросов кажется загадочной (удивительный подсвечник, существует ли парафиновый мотор?) В данной ситуации, у учеников есть выбор, что помогает сформировать группы по интересам. Заканчивается данный ознакомительный этап формулированием цели проекта каждой группой.

В работе над проектом важно отношение и поддержка со стороны родителей. Для знакомства с самим методом проектов и кратким содержанием родителям предлагается буклет с соответствующей информацией (Приложение 2).

На данном этапе происходит формирование таких ключевых компетентностей как: готовность к разрешению проблем, то есть готовность анализировать нестандартные ситуации, ставить цели и соотносить их с устремлениями других людей. Готовность к самообразованию, то есть способность выявлять пробелы в своих знаниях и умениях при решении новой задачи. Коммуникативная компетентность, то есть готовность получать в диалоге необходимую информацию, представлять и цивилизованно отстаивать свою точку зрения в диалоге и в публичном выступлении.

Проектная деятельность важна не только для ученика, но и для учителя. Необходимо продумать к какому классу относится данный проект, какие учебные вопросы он затрагивает, какие начальные знания, умения и навыки необходимы, как проект может помочь учащимся при изучении  физики, какова структура проекта, понимать какие цели преследует данный проект, и какие результаты можно получить в итоге.

Дидактическая цель проекта:

усвоение учащимися таких элементов физических знаний как: закон Архимеда, условие плавания тел, атмосферное давление, закон Паскаля, правило моментов, конвекция, через экспериментальный метод познания (парафиновый мотор, удивительный подсвечник, пламя свечи, отпечаток пламени свечи на бумаге, горение свечи в невесомости); уметь описывать и объяснять явления объектом, которых является свеча; уметь находить изучаемые явления в окружающей среде; уметь выделять причины и следствия наблюдаемого.

Данный проект «Свеча - не просто источник света...» поможет учащимся:

• увидеть проявление физических явлений, объектом которых является свеча;
• понять смысл физических законов (закон Архимеда, условие плавания тел, правило моментов), раскрывающих связь изучаемых в проекте явлений;
• развить творческое мышление на основе формирования умений устанавливать факты, различать причины и следствия, строить модели и выдвигать гипотезы, отыскивать и формулировать доказательства выдвинутых гипотез.

Проект включает исследования учащимися явлений, объектом которых является свеча.

Проект содержит такие формы работы как:

• Лабораторный практикум
• Демонстрационный эксперимент
• Работа с текстом, анализ текста
• Решение качественных задач

Такая структура проекта очень удобна. Каждый компонент такой структуры может быть использован при изучении соответствующей темы на данном уроке, а также при закреплении изученного материала. Некоторые компоненты содержат материал, который может быть использован на факультативах или элективных курсах.

К началу работы над проектом ученики должны быть знакомы с такими явлениями как:

• давление, атмосферное давление, условия плавания тел;
• уметь представлять результаты эксперимента в виде рисунков, и выявлять эмпирические зависимости (момента силы от длины плеча силы);
• уметь решать задачи на применение используемых физических знаний;
• уметь пользоваться Интернетом: осуществлять поиск информации с помощью поисковых систем, общаться в форумах;
• умение работать с прикладными программами: создание презентаций, работа с текстовым редактором, графическим редактором.

Начиная работу над проектом необходимо определить, что хотим получить в результате.

Личностные результаты обучения

• сформированность познавательных интересов, интеллектуальных и творческих способностей (проведение группы экспериментов соответствующих данной группе, выдвижение гипотез по результатам эксперимента, их теоретическое обоснование);
•  убежденность в возможности познания природы (изучение физических каленей объектом которых, является свеча);
• самостоятельность в приобретении новых знаний и практических умений;
• формирование ценностных отношений друг к другу при работе в группе, к учителю, к результатам обучения.

Общепредметные результаты обучения

• понимание смысла физических законов и явлений (закон Архимеда, условие плавания тел, атмосферное давление, закон Паскаля, правило моментов, конвекция), объектом которых является свеча;
• умения проводить наблюдения при выполнении эксперимента, обнаруживать зависимости между физическими величинами, объяснять полученные результаты теоретически и делать выводы;
• умения применять теоретические знания на практике при решении задач;
• умение пользоваться Microsoft Power Point, Excel, Publisher для оформления результатов, грамотно и аргументировано защищать результаты своего исследования, работать в команде над одной общей задачей;
• развитие творческого мышления на основе формирования умений устанавливать факты, отыскивать и формулировать доказательства проведенного эксперимента;

Метапредметные результаты обучения

• овладение навыками организации учебной деятельности, постановки целей, планирования, самоконтроля и оценки результатов своей деятельности (рефлексия), умениями предвидеть возможные результаты своих действий;
• понимание различий между исходными фактами и результатами эксперимента, овладение универсальными способами деятельности для объяснения известных фактов и экспериментальной проверки изучаемых законов.

Частные предметные результаты обучения, на которых основываются общие результаты

• понимание и способность объяснять такие законы и явления как: закон Архимеда, условие плавания тел, атмосферное давление, закон Паскаля, правило моментов, конвекция;
• понимание смысла основных физических законов и умение применять их на практике;
• умения использовать полученные знания, умения и навыки в повседневной жизни.

Каждый этап проекта должен сопровождаться оцениванием. Ученики должны быть осведомлены, как и что будет оцениваться, для этого предлагается составить график оценивания.

До работы над проектом: Дискуссия по вопросам презентации учителя. Выдвижение гипотез по проделанным демонстрациям, позволяющим войти в курс проектной деятельности. Обсуждение плана работы над проектом: Распределение ролей в группе, знакомство с проблемными вопросами, поиск информации, форма предъявления и требования к результатам проектной деятельности.

Ученики работают над проектом и выполняют задания: Повседневное наблюдение за работой учащихся. Анализ промежуточных результатов (умение анализировать и систематизировать информацию, теоретически правильно обосновывать результат). Требования к представлению результатов в электронном виде (презентация).

После завершения работы над проектом: Оценивание представленных результатов групповых работ (презентации (Приложение 3), буклеты (Приложение 4), теоретические материалы, лист учёта готовности (Приложение 5)). Письменная работа, решение задач. Итоговая конференция. Творческий отчет по проделанной работе (синквейн) Рефлексия (творческий отчет "мой вклад в работу группы").

После постановки цели проекта в первую очередь необходимо определить, какая информация необходима для ее достижения. Начинается следующий этап работы над проектом. Важнейшей задачей для учеников является выбрать из большого потока информации нужную и полезную для решения данной проблемы. Учитель выступает в качестве консультанта и может предложить полезную литературу (Приложение 6). На данном этапе важно грамотно спланировать деятельность учителя и учеников, чтобы не получилось так: «все сделается в последний момент».

Необходимо продумать такие учебные мероприятия как:

• Составление плана работы над проектом  для каждой отдельной группы (расписание консультаций по проблемным вопросам, сроки выполнения того или иного этапа работы над проектом и т.д.).
• Знакомство с планами оценивания (Приложение 7), которые помогут ученикам оценить результат своей деятельности (план оценивания результатов эксперимента (Приложение 8), правила ведения дискуссии, шаблон презентации (Приложение 10)).
• Мастер класс по продуктивной работе в группе и правильном оценивании устного ответа (как правильно распределить роли в группе, уметь выслушать каждого и принять правильное решение).
• Информационные листовки и др. справочные материалы, необходимые для организации эффективной работы по поиску информации и др.

На данном этапе продолжается формирование таких ключевых компетентностей как:

готовность к разрешению проблем, то есть планировать результат своей деятельности и разрабатывать алгоритм его достижения, оценивать результаты своей деятельности, позволяет принять ответственное решение в той или иной ситуации и обеспечить своими действиями его воплощение в жизнь;

 готовность к самообразованию, осуществлять информационный поиск и извлекать информацию из различных источников на любых носителях, позволяет самостоятельно осваивать знания и умения, необходимые для решения поставленной задачи;

готовность к использованию информационных ресурсов, то есть способность делать аргументированные выводы, использовать информацию для планирования и осуществления своей деятельности, позволяет человеку принимать осознанные решения на основе критически осмысленной информации;

готовность к социальному взаимодействию, то есть способность соотносить свои устремления с интересами других людей и социальных групп, продуктивно взаимодействовать с членами группы (команды), решающей общую задачу, позволяет использовать ресурсы других людей и социальных институтов для решения задач;

коммуникативная компетентность, то есть готовность получать в диалоге необходимую информацию, представлять и цивилизованно отстаивать свою точку зрения в диалоге и в публичном выступлении.

Изучив необходимую информацию и пополнив багаж знаний можно перейти к выполнению эксперимента, без этого физика не физика. Данный этап состоит не только в постановке эксперимента, но и теоретическом обосновании результатов эксперимента. В выполнении этой работы ученикам поможет план проведения эксперимента включающее в себя необходимое оборудование и последовательность действий. Помощь учителя в постановке эксперимента обязательна. Результаты работы по проведению эксперимента оформляются в соответствии с предложенным шаблоном.

На данном этапе продолжается формирование ключевых компетентностей приведенных выше и добавляется технологическая компетентность, то есть готовность к пониманию инструкции, описания технологии, алгоритма деятельности, к четкому соблюдению технологии деятельности, позволяет осваивать и грамотно применять новые технологии, технологически мыслить в тех или иных жизненных ситуациях.

Не исключено, что в классе имеются неуспевающие ученики, для них можно предложить работу с текстом  (Приложение 9) «Будет ли гореть свеча в невесомости?», «Пламя свечи».

Следующим этапом является правильное оформление результатов работы и выступление на конференции. В помощь ученикам предлагаются следующие вспомогательные материалы: оценивание результатов эксперимента (план оценивания результатов эксперимента таблица (Приложение 8)), правила ведения дискуссии, шаблон презентации (Приложение 10).

Важно чтобы ученики после оформления всех материалов заполнили лист учета готовности (Приложение 5). Далее анализируя эту таблицу, каждый из них сможет определить свой вклад в работу группы. После завершения защиты проектов можно сделать выставку из продуктов проекта: презентация (Приложение 3), буклеты (Приложение 4), синквейны, творческие отчеты.

На данном этапе ученики демонстрируют полученные знания, приобретенные умения и навыки. При правильно организованной работе видим результат сформированных компетентностей.

Метод проектов ориентирован на самостоятельную деятельность учащихся - индивидуальную, парную, групповую, которую учащиеся выполняют в течение определённого отрезка времени. Осуществляется взаимодействие учащихся друг с другом и учителем, роль которого меняется от контролера до равноправного партнера и консультанта. Собирая и анализируя информацию, учащиеся делают устные и письменные сообщения, советуются друг с другом, спорят, чтобы прийти к одному мнению.

Умение пользоваться методом проектов - показатель высокой квалификации преподавателя, его прогрессивной методики обучения и развития. Недаром эти технологии относят к технологиям 21 века, предусматривающим, прежде всего, умение адаптироваться к стремительно изменяющимся условиям жизни человека индустриального общества.

Немаловажное значение имеет и тот факт, что учащиеся работают в кооперации. В группе всегда есть учащиеся с различным уровнем знаний. В работе над проектом каждый ученик вносит свою лепту в его реализацию в зависимости от знаний и личностных интересов. Каждый в равной мере несет ответственность за выполнение проекта и должен представить результаты своей работы.

Проектная деятельность воспитывает и развивает самостоятельность учащихся в проявлении себя, ведь в процессе групповой совместной деятельности они, прежде всего, учатся высказывать своё мнение, слышать других, не входить в конфликт, если собственное мнение не совпадает с мнением товарища, учатся поиску согласия, выработка общего мнения о том, что и как надо делать.

Методические рекомендации по работе над проектом:

• При использовании метода проектов учитель заранее тщательно готовится к таким урокам. Необходимо продумать к какому классу относится данный проект, какие учебные вопросы он затрагивает, какие начальные ЗУНы необходимы, как проект может помочь учащимся при изучении физики, какова структура проекта, понимать какие цели преследует данный проект, и какие результаты можно получить в итоге.
• Тематика проектов может касаться какого-то теоретического вопроса школьной программы с целью углубить знания отдельных учеников по этому вопросу, дифференцировать процесс обучения.
• Учитель на таких уроках выполняет роль тьютера.

Мы предложили школьникам проранжировать ценности работ, выполняемых в проектной деятельности: получение новой информации, процесс собственной деятельности, результат, общение и др. по четырехбалльной шкале: 1 - самое важное, 2 - важное, 3 - не очень важное, 4 - совсем не важное.

Нами получены следующие результаты: в проектной работе учащихся привлекает получение новой информации в результате собственной деятельности; возможность сотрудничать, общаться друг с другом. Ценно, что часть учащихся способна видеть перспективы выполняемого проекта. Данные представлены в таблице 1.

Таблица 1.Ранжирование ценности работ в проектно-исследовательской деятельности

Ценности работ	Баллы
Получение новой информации	1
Процесс собственной деятельности	1
Полученный результат	2
Деловое общение во время работы	1
Возможность проявить себя и услышать одобрение	2
Наличие последовательности и алгоритма в деятельности	3
Временные рамки проекта	4
Развитие способности видеть перспективы выполняемого проекта	2
Получение оценки	2

В итоге поэтапная работа над проектом способствует успешной организации проектной деятельности и служит основой для формирования ключевых компетентностей таких как: готовность к разрешению проблем, технологическая компетентность, готовность к самообразованию,  готовность к использованию информационных ресурсов, готовность к социальному взаимодействию, коммуникативная компетентность.

Список литературы

1. Послание Президента РФ Федеральному собранию / Д.Медведев // Российская газета. - 2008. - 6 - 12 ноября. - С. 2 - 8.
2. О Концепции компетентностно-ориентированного образования в Самарской области: приложение к постановлению № 24О от 19.05.2004 // Волжская коммуна.- 2004. -№95.
3. О Концепции модернизации российского образования на период до 2010 года: приложение к приказу Минобразования России № 393 от 11.02.2002// Федеральный портал «Российское образование».
4. Федеральный государственный образовательный стандарт общего образования// Просвещение.- 2010.-71 с.
5. Образовательный процесс в начальной, основной и старшей школе: Рекомендации по организации опытно - экспериментальной работы.// Сентябрь.- 2001.-240 с.
6. Варламов, С.Д., Сурков В.А. Использование Microsoft Office в школе. История: Учебно-методическое пособие для учителей/ Варламов С.Д. - М.: «ИМА-пресс», 2002. - 111с.
7. Казакова Е.И. Познавательные проблемы в учебниках/ Казакова Е.И. // На путях к новой школе. 2000/2001.-№4.
8. Конжиев,Н.М. Реализация ценностно-смыслового подхода в практике школы и вуза : монография / Н.М.Конжиев, Е.Н.Федорова, Г.М.Янюшкина. - Петрозаводск : КГПУ, 2006. - 256 с.
9. Матяш, Н. В. Психология проектной деятельности школьников в условиях технологического образования/ Под ред. В. В. Рубцова. - Мозырь: РИФ "Белый ветер", 2000. - 285 с.
10. Педагогика: учебное пособие для студентов педагогических вузов и педагогических колледжей / под ред. П.И.Пидкасистого.- М. : Педагогическое общество России, 2001. - 640 с.
11. Полат Е.С. Новые педагогические и информационные технологии в системе образования: Учеб. пособие для студентов педагогических вузов и системы повышения квалификации педагогических кадров /Е.С. Полат, М.Ю. Бухаркина, М.В. Моисеева, А.Е. Петров; Под ред. Е.С. - М.: Издательский центр "Академия", 1999. -224 с.
12. Фишман И.С. Тесты внешней оценки уровня сформированности ключевых компетентностей учащихся: методическое пособие для руководителей и педагогов общеобразовательных учреждений / И.С. Фишман.- Самара.: ЦПО, 2005.
13. Голуб Г.Б. Метод проектов как технология формирования ключевых компетентностей учащихся [Электронный ресурс] / Г.Б. Голуб. - Электрон. ст. // Режим доступа к ст.: http://www.labirint.ru// свободный. Яз. рус. (дата обращения 02.03.2011).
14. Приоритетный национальный проект «Образование» [Электронный ресурс] // Режим доступа к ст.: http://www.rost.ru/education.shtml свободный. Яз. рус. (дата обращения 02.03.2011).
15. Словарь терминов//[Электронный ресурс] // Режим доступа к ст.: http://aleks-kraevedenie.narod.ru// свободный. Яз. рус. (дата обращения 02.03.2011).
16. Специальное приложение к журналу "Лицейское и гимназическое образование"// [Электронный ресурс] // Режим доступа к ст.: http://mosecoobr.narod.ru// свободный. Яз. рус. (дата обращения 02.03.2011).
17. Хуторской,А.В. Ключевые компетенции и образовательные стандарты [Электронный ресурс] / А.В.Хуторской. - Электрон. ст. // Интернет - журнал «Эйдос». - 2002. - 23 апреля. - Режим доступа к ст.: http://www.еidos.ru/journal/2002/0423.htm, свободный. Яз. рус. (дата обращения 02.03.2011).

 

Приложение 1

Приложение 2

Приложение 3

Приложение 4

Приложение 5

Лист учета готовности отчетных материалов

Группа__________________

Вопрос	Готово	Не готово
Мы подготовили презентацию. Она включает гипотезы, цели исследования, ход исследования, теоретическое обоснование эксперимента, выводы.
Творческий отчет проделанной работы мы представили в виде синквейна.
Результаты проекта мы отразили в виде фотографий, отражающих результаты эксперимента, рисунков, теоретических справок.
Для продуктивной работы во время выполнения проекта мы составили подробный план работы.
Мы познакомились с критериями оценивания результатов деятельности (план оценивания результатов эксперимента, таблица)
Мы распределили роли в группе - кто будет выступать с презентацией, кто готовит компьютер к выступлению и т.п.
Мы прорепетировали выступление -  оно занимает не больше 10 минут.
Мы подготовили уточняющие вопросы другим группам («Парафиновый мотор», «Удивительный подсвечник»)
Мы подготовились, чтобы отвечать на вопросы о нашем исследовании.

Приложение 6

Материалы на печатной основе

• Фарадей М. История свечи // М. «Наука» 1981.
• Остерман Л.А. Будет ли гореть свеча? Нетривиальные задачи на развитие логического мышления. 8-11 классы. // М. «Чистые пруды» 2006.
• Тульчинский М.Е. Качественные задачи по физике в средней школе // М. «Просвещение», 1972.

Интернет-ресурсы

• Пособие по физике геометрическая оптика http://optika8.narod.ru/qestions.htm
• Гин А., Кавтрев А. Физика в открытых задачах. http://www.trizway.com/art/book/93_4.html
• М. Фарадей "История свечи" Лекция 1 http://vivovoco.rsl.ru/VV/Q_PROJECT/FAR/FARADAY1.HTM
• М. Фарадей "История свечи" Лекция 2 http://vivovoco.rsl.ru/VV/Q_PROJECT/FAR/FARADAY2.HTM

Приложение 7

План работы над проектом

1. Подготовительный этап	Ответственный	Сроки выполнения
Подготовка необходимых печатных материалов (план оценивания результатов эксперимента, правила ведения дискуссии, шаблон презентации, текст «Будет ли гореть свеча в невесомости?», «Пламя свечи»)	Учитель физики	5 уроков
Определить время занятий в компьютерном классе и в библиотеке.	Учитель физики, библиотекарь	1 урок
Подготовить необходимые книги, электронные ресурсы Фарадей М. История свечи // М. «Наука» 1981. Остерман Л.А. Будет ли гореть свеча? Нетривиальные задачи на развитие логического мышления. 8-11 классы. // М. «Чистые пруды» 2006. Петрозаводск Издательство КГПУ 1998. Тульчинский М.Е. Качественные задачи по физике в средней школе // М. «Просвещение», 1972. Гин А., Кавтрев А. Физика в открытых задачах. http://www.trizway.com/art/book/93_4.html	Учитель физики	5 уроков
Определить в расписании время для консультаций и занятие для завершения работы над проектом	Учитель физики, завуч	3 урока
2. Основной этап
Познакомить учащихся с критериями оценивания промежуточной и итоговой работы (план оценивания результатов эксперимента, правила ведения дискуссии, шаблон презентации)	Учитель физики	1 урок
Провести анализ собранного материала и инструктирование по дальнейшим действиям (умение анализировать и систематизировать информацию)	Учитель физики, ответственный в микрогруппе.	1 неделя
Организовать выполнение учащимися самостоятельных исследований Существует ли парафиновый мотор?, удивительный подсвечник, где загорится свеча?, отпечаток пламени свечи.	Учитель физики, ответственный в микрогруппе.	Весь промежуток времени основного этапа проекта
Сфотографировать учащихся за работой	Учитель физики	Весь промежуток времени основного этапа проекта
Обсудить формы представления результатов проекта	Учитель физики	1 занятие
2. Заключительный этап
Разместить информацию о результатах проекта на стенде	Учитель физики, ответственный в микрогруппе.	1 занятие

Приложение 8

План оценивания результатов эксперимента

Этапы эксперимента	Критерии оценки
Оформление (разделы описания эксперимента)	Название, оборудование, цель - 1 балл	Название, оборудование - 0,5 балла	Название - 0 баллов
Выполнение практической части	Выполнена в полном объеме - 2 балла	Выполнена частично - 1 балл	Не выполнена - 0 баллов
Теоретическое обоснование эксперимента	Присутствует в полном объеме (формулировки законов, явлений и т.д.) - 2 балла	Присутствуют только формулы - 1 балл	Не выполнено - 0 баллов
Промежуточные результаты	Присутствуют - 1 балл		Отсутствуют - 0 баллов
Вывод	Развернутый вывод - 2 балла	Краткий вывод - 1 балл	Отсутствует - 0 баллов

 

Приложение 9

Текст №1.

Будет ли гореть свеча в невесомости?

На Новый год  космонавты на орбитальной станции  просят очередным транспортным кораблем прислать им свечи. Но инженеры на Земле считают, что свечи отправлять незачем, так как в невесомости они гореть не будут.

А как вы думаете, будет ли в условиях невесомости гореть обычная свеча?

Чтобы свеча горела, необходим постоянный приток кислорода к ее пламени. В земных условиях этот приток осуществляется благодаря конвекции. Горячие газы, образующиеся в результате сгорания стеарина, легче воздуха и поэтому поднимаются вверх, а на их место поступают новые порции воздуха. В результате обеспечивается приток кислорода к пламени и удаление угарного (CO) и углекислого (CO2) газов из зоны горения. Понятно, что в условиях невесомости конвекции не будет. Будет лишь слабый приток воздуха за счет воздушных потоков внутри космического корабля, а также приток благодаря расширению продуктов сгорания и за счет диффузии. Перечисленные процессы слабы и будет ли их достаточно для горения свечи, можно было выяснить только экспериментально.

Такие эксперименты проводились на космической станции «Мир» в 1996 году. Оказалось, что свеча в невесомости гореть может. В одном эксперименте свеча горела 45 минут. Однако в невесомости свеча горит иначе, чем на Земле (Смотрите Рис.1). Поскольку конвекционные потоки отсутствуют, пламя свечи имеет не вытянутую, как в земных условиях (Рис.1а), а сферическую форму (Рис.1б). В отсутствии конвекции пламя охлаждается слабее, поэтому его температура выше, чем на Земле; стеарин свечи сильно разогревается и выделяет водород, который горит голубым пламенем. В опытах со свечой в невесомости иногда возникал режим горения с периодическими микро-взрывами, что приводило к резким колебаниям пламени.

Почему возникали микро-взрывы?

Из-за отсутствия конвекции пламя свечи охлаждалось слабее, а значит, его температура была высокой. Стеарин свечи сильно перегревался и начинал испаряться.

Рис.1 горение свечи

а) в условиях гравитации; б) в условиях невесомости

Концентрация паров стеарина в воздухе вблизи пламени росла до тех пор, пока не образовывалась взрывчатая смесь. После этого следовал небольшой взрыв, при этом продукты сгорания уносились взрывной волной, а на их место поступал свежий воздух. Если взрыв был не слишком сильный, то свеча продолжала гореть, с ее поверхности испарялась новая порция стеарина, и следовал   следующий взрыв.

Учащимся предлагаем ответить на вопросы к тексту:

Назовите необходимые условия для горения свечи? Какие явления физики помогают поддерживать горение свечи, в чем их суть?

Чем отличается горение пламени в земных условиях и в невесомости?

Подумайте, каким образом в условиях невесомости можно обеспечить более интенсивное горение свечи или обычной спички?

Текст №2

ПЛАМЯ СВЕЧИ

Зажигая свечу, мы не раз рассматривали пламя. Замечали что оно неоднородно по цвету. Пламя имеет три зоны (Рис.2): темная зона 1 находится в нижней части пламени. Это самая холодная зона по сравнению с другими. Темную зону окружает самая яркая часть пламени 2. Температура здесь выше, чем в темной зоне, но наиболее высокая температура - в верхней части пламени 3.Зона 1 коричневая точка, где свет почти не воспринимаем для глаза, а несколько выше синеватую часть, так как кислород сюда не проникает, то газы здесь не горят, будучи невоспламеняемыми; это резервуар, питающий часть 2, в которой газы подвергаются полному сгоранию; вид этой полосы ярко оранжевый; часть 2 окружает полоса плохо видимая, но самая горячая из всех, тут происходит процесс полного сжигания углерода. В пламени свечи различить отдельные полосы очень легко.

Чтобы убедиться, что различные зоны пламени имеют разную температуру, можно провести такой опыт. Поместите лучинку (или спичку) в пламя так, чтобы она пересекала все три зоны. Вы увидите, что лучинка сильнее обуглилась там, где она попала в зоны 2 и 3. Значит, пламя там более горячее.

Возникает вопрос: будет ли пламя спиртовки (Рис.3б) или сухого горючего (Рис.3а) иметь такое же строение, как и пламя свечи (Рис.2)? Ответом на этот вопрос могут служить два предположения - гипотезы:

1) строение пламени будет таким же, как и пламя свечи, потому что в его основе лежит один и тот же процесс горения;

2) строение пламени будет различным, т.к. оно возникает в результате горения различных веществ.

Для того чтобы подтвердить или опровергнуть ту или иную гипотезу, обратимся к эксперименту - проведем опыт. Исследуем с помощью спички или лучинки строение пламени спиртовки сухого горючего.                                   

Несмотря на то, что язычки пламени в каждом случае отличаются формой, размерами и даже окраской, все они имеют одинаковое строение - те же три зоны: внутреннюю темную (самую холодную), среднюю светящуюся (горячую) и внешнюю бесцветную (самую горячую).

Следовательно, выводом из проведенного эксперимента может быть утверждение о том, что строение любого пламени одинаково.

Учащимся предлагаем ответить на вопросы к тексту и выполнить задания.

1. Можно ли нагреть в пламени предмет, если да то как?

Ответ: для того чтобы нагреть в пламени какой-либо предмет, его надо вносить в самую горячую, т.е. в верхнюю, часть пламени.

2. Объясните с точки зрения физики разноцветность пламени.

Код для цитирования: Скопировать