Итоговая практико-значимая работа на тему: « Интеграция физики и математики»

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ МОСКОВСКОЙ ОБЛАСТИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ОБЛАСТНОЙ

СОЦИАЛЬНО-ГУМАНИТАРНЫЙ ИНСТИТУТ»

Факультет повышения квалификации и профессиональной переподготовки

Итоговая практико-значимая работа

на тему:

« Интеграция физики и математики»

( мастер - класс)

Группа: АИ4-15

Выполнила:

Преподаватель:

Коломна 2015г.

Конспект должен содержать: Описание инновационной составляющей структуры, содержания, педагогических методов и средств, возрастные особенности обучающихся, цели и задачи предмета (3 стр.), подробный конспект, выводы и рекомендации коллегам.

1. Условия реализации программы дисциплины

1.1. Материально- техническое обеспечению

Имеется учебный кабинет  

Оборудование учебного кабинета:

·  посадочные места по количеству обучающихся;

·  рабочее место преподавателя;

·  комплект учебно-наглядных пособий;

·  типовые комплекты учебного оборудования физики для проведения демонстрационного эксперимента;

·  Лабораторное оборудование по разделам: «Механика», «Электричество», «Оптика».

Технические средства обучения:

·  Компьютер с лицензионным программным обеспечением

·  Интерактивная доска

·  Мультимедиапроектор

·  Оверхед «Вега - Квадра»

·  Ноутбук

·  Комплект электронных пособий по курсу физики

1.2. Информационное обеспечение обучения

Перечень учебных изданий, Интернет-ресурсов, дополнительной литературы

- учебниками, включенными в Федеральный перечень:

* В., Физика-7.-М. Дрофа, 2009

* В., Физика-8.-М. Дрофа, 2009

* В., Гутник -9.-М. Дрофа, 2013

Ресурсное обеспечение:

-сборники текстовых и тестовых заданий для проверки знаний и умений:

*, Марон материалы7кл.- Просвещение, 2014

*, Марон материалы8кл.- Просвещение, 2014

*, Марон материалы9кл.- Просвещение, 2014

*Рымкевич задач по физике:Из-е10-е-М. Дрофа,2006

*Кирик и контрольные работы,7-9,»ИЛЕКСА»,М-Х

Методическая литература:

Волков разработки по физике-7,8,9 М.:ВАКО,2004

, Рыбакова планирование к учебнику

«Физика» научно - методическая газета для учителей физики, астрономии и естествознания. Издательский дом «Первое сентября».

Интернет – ресурсы

1.  Демонстрационные варианты ГИА по физике: http://www. resolventa. ru/demo/fiz/demogiafiz. htm Тесты

2.  Открытый класс. Физика: http://www. openclass. ru/sub/%D0%A4%D0%B8%D0%B7%D0%B8%D0%BA%D0%B0

3.  Сайт ФИПИ. КИМ: http://www. fipi. ru/view/sections/218/docs/515.html

4.  Образовательные ресурсы Интернета. Физика: http://www. alleng. ru/edu/phys. htm

5.  Физика. ru Клуб для учителей физики, учащихся 7-9 классов и их родителей: http://www. fizika. ru/

6.  Учи физику! Опыты, эксперименты, теория, практика, задачи, ответы и решения: http://uchifiziku. ru/

7.  Физика в школе: http://w3.ivanovo. ac. ru/phys/school. htm

2.Инновационная составляющая структуры, содержания, педагогических методов и средств, возрастные особенности обучающихся, цели и задачи предмета

2.1. Рабочая программа по физике содержит следующие разделы:

1) пояснительную записку, в которой конкретизируются общие цели основного общего образования с учетом специфики учебного предмета;

2) общую характеристику учебного предмета;

3) описание места учебного предмета, курса в учебном плане;

4) личностные, метапредметные и предметные результаты освоения конкретного учебного предмета;

5) содержание учебного предмета;

6) тематическое планирование с определением основных видов учебной деятельности;

7) описание учебно-методического и материально-технического обеспечения образовательного процесса;

8) планируемые результаты изучения учебного предмета.

При разработке программы по физике в рамках ФГОС важным документом является примерная программа по физике для 7 – 9 классов. В программе даны общая характеристика учебного предмета, ценностные ориентиры учебного содержания, описаны результаты изучения учебного предмета, причем личностные и метапредметные конкретизированы с учетом специфики предмета, указано его место в учебном плане. В содержательном разделе представлены дидактические единицы, обязательные для изучения с конкретизацией количества часов по разделам. Отличительная особенность планирования состоит в том, что в нем дана характеристика основных видов деятельности ученика на уровне учебных действий. В заключении приведены данные по оснащению учебного процесса.

Планируемые результаты освоения физики формулируются в терминах «выпускник научится» и «выпускник получит возможность научиться». Кроме этих результатов учитель физики должен заботиться о развитии универсальных учебных действий, общепользовательской ИКТ‑компетентности обучающихся, читательской компетенции, формировании опыта проектной и исследовательской деятельности.

Акцент на технологии:

• Здоровьесберегающие технологии

•Технология системно - деятельностного подхода

•Информационные  и коммуникативные технологии (коммуникация – общение)

•Технология, основанная на создании учебной ситуации (решение задач, практически значимых для изучения окружающего мира)

•Технология, основанная на реализации проектной деятельности

•Технология, основанная на уровневой дифференциации обучения 

Основные методы:

- метод проектов;

-групповая работа;

-мозговой штурм;

-

Содержание

класс	раздел	Количество часов	В том числе контрольных работ	В том числе лабораторных работ
Фаза запуска
7	Физика и физические методы изучения природы	5		2
Фаза постановки и решения системы учебных задач
	Первоначальные сведения о строении вещества	6	1
	Взаимодействие тел	21	1	3
	Давление твердых тел, жидкостей и газов	18	1	2
	Работа и мощность. Энергия	12	1	1
Рефлексивная фаза
	Обобщающее повторение	6	1
	Резерв	2
Итого		70	5	8

класс	раздел	Количество часов	В том числе контрольных работ	В том числе лабораторных работ
Фаза запуска
8	«Физика - опора и основа наук»	2
Фаза постановки и решения системы учебных задач
	Тепловые явления	11	1
	Изменение агрегатных состояний вещества	11	1	2
	Электрические явления	26	1	5
	Электромагнитные явления	6	1	2
	Световые явления	8	1	1
Рефлексивная фаза
	Обобщающее повторение	4	1
	Резерв	2
Итого		70	6	10

класс	раздел	Количество часов	В том числе контрольных работ	В том числе лабораторных работ
Фаза запуска
9	Силы в природе	3
Фаза постановки и решения системы учебных задач
	Законы движения и взаимодействия тел	19	1	2
	Механические колебания и волны. Звук	10	1	1
	Электромагнитное поле	18	1	2
	Строение атома и атомного ядра. Атомная энергетика	12	1	1
Рефлексивная фаза
	Обобщающее повторение	6	1
	резерв	2
Итого		70		6

Цели изучения физики в основной школе:

- развитие интересов и способностей учащихся на основе передачи им знаний и опыта познавательной и творческой деятельности;

- понимание учащимися смысла основных научных понятий и законов физики, взаимосвязи между ними;

- формирование у учащихся представлений о физической картине мира.

Задачи изучения физики:

- знакомство учащихся с методами научного познания и методами исследования объектов и явлений природы;

-приобретение учащимися знаний о механических, тепловых, электромагнитных и квантовых явлениях, физических величинах, характеризующих эти явления;

-формирование у учащихся умений наблюдать природные явления и выполнять опыты, лабораторные работы и экспериментальные исследования с использованием измерительных приборов, широко применяемых в практической жизни;

-овладение учащимися такими общенаучными понятиями, как природное явление, эмпирически установленный факт, проблема, гипотеза, теоретический вывод, результат экспериментальной проверки;

-понимание учащимися отличий научных данных от непроверенной информации, ценности науки для удовлетворения бытовых, производственных и культурных потребностей человека.

Мастер-класс

«Интеграция при изучении

физики и математики»

Семинар по теме

«Роль интеграции в социализации личности школьника»

Учитель физики:

Учитель математики :

Мастер-класс «Интеграция при изучении физики и математики»

Учитель физики:

Учитель математики :

Организационная часть - 1 мин.

Здравствуйте, уважаемые коллеги! Сегодня мы хотим представить Вам опыт нашей работы по интеграции при изучении физики и математики. Начать нашу встречу нам хочется со слов Д. Хевеши: « Мыслящий ум не чувствует себя счастливым, пока ему не удастся связать воедино разрозненные факты, им наблюдаемые».

Информационная часть - 1мин.

Современная система образования направлена на формирование высокообразованной, интеллектуально развитой личности с целостным представлением картины мира. Автономное же преподавание школьных предметов является одной из причин фрагментарности мировоззрения выпускника школы и порождают серьёзные трудности в формировании у него целостной картины мира, препятствуют органичному восприятию окружающей действительности, в то время как в современном мире преобладают тенденции к интеграции во всех областях жизни.

Презентация собственного опыта (1)- 8мин (общее время)

Основные проблемы,

с которыми мы сталкиваемся в преподавании:

-отсутствие единства в интерпретации общих понятий, законов и теорий;

-временная несогласованность изучения «родственных тем»;

-неумение учащихся применять знания одного предмета при изучении другого.

Основные противоречия:

-требования к новому качеству образования выпускника, его умениям применять знания в нестандартных, измененных условиях;

-большой объем научной информации и временные рамки урока;

-необходимость формирования понимания целостности мира (мировоззрения) и фрагментарность, разрозненность знаний при изучении различных предметов.

Основополагающими принципами данного опыта являются:

-научность;

-доступность;

-логичность и последовательность;

-учет возрастных особенностей;

-активизация познавательной деятельности;

-компетентностный подход в обучении.

Ведущая педагогическая идея опыта.

Мы считаем целью своей работы развитие у учащихся способности к деятельности, включающей следующие аспекты:

-умение анализировать;

-умение сравнивать;

-умение обобщать;

-умение делать выводы;

-готовность к самообразованию.

Работа, проведенная по подготовке к интеграции:

1.Совместно изучена программа по математике и физике.

2.Проанализировано календарно - тематическое планирование, демонстрационные КИМы за предыдущие 5 лет.

3. Выделены темы, в которых наиболее выгодна, уместна и эффективна интеграция.

4. Составлен план совместной работы по подготовке изучения материала.( При совместном составлении плана учителями математики и физики учитывается: 2 учителя проводят весь урок или занятие, 1 учитель приходит на урок другого на определенное время, 1 учитель ведет весь урок)

5. Создан и пополняется банк домашних заданий, требующих интегрированных знаний.

На презентации представлены фотографии с интегрированных уроков:

Презентация сопровождается попеременным комментированием авторов.

Тема урока	Класс	Интеграция знаний математики и физики
Законы постоянного тока	8	Анализ графиков зависимости силы тока от: напряжения и сопротивления - прямая и обратная пропорциональность; выражение величин из формул: закон Ома, закон Джоуля - Ленца, работа тока, мощность тока; перевод единиц в СИ.
Движение тел по вертикали под действием силы тяжести	9	Решение физических задач: 1/ с помощью уравнения движения, 2/математическим способом: решение квадратного уравнения, построение и анализ графика параболы. Сравнение результатов решения, анализ хода решения, выбор рационального способа.
Графическое представление движения	7	Построение графиков равномерного прямолинейного движения - прямых, чтение графиков; выражение величин из формулы скорости; перевод единиц в СИ - работа с кратными и дольными величинами.
Решение задач на уравнение теплового баланса	10	Используется стандартный вид числа, свойства степеней с одинаковым основанием, понятие модуля.
Гармонические колебания	11	Производные тригонометрических функций - решение уравнения гармонических колебаний; формулы приведения - сдвиг фаз колебаний тока и напряжения.
Принцип суперпозиции полей	10	Напряженность поля, созданного несколькими точечными зарядами, напряженность однородного поля-действия над векторами - сложение векторов по правилу треугольника и правилу параллелограмма.
Использование формул площадей фигур и объемов тел в физике ( занятие-подготовка к ЕГЭ) Листы с задачами - на столах гостей.	11	Цель - показать широкое применение математических формул площадей фигур и объемов тел в разных разделах физики. Примеры задач, рекомендуемых к решению. Приложение 1.
Решение физических задач математическим способом ( занятие-подготовка к ЕГЭ)	11	Задачи по кинематике на нахождение скорости и перемещения - геометрический смысл производной, площади фигур; гармонические колебания- производная тригонометрической функции, производная сложной функции.
Решение задач с физическим содержанием на ЕГЭ по математике ( занятие-подготовка к ЕГЭ)	11	Решение задач с физическим содержанием из демоверсий КИМов разных лет - повторение отдельных тем по физике.

Видеофрагмент интегрированного урока - 6мин.

А сейчас мы хотим Вам представить видеофрагмент с урока – лабораторной работы, который проводится традиционно.

Работа проводится с нестандартным оборудованием - воздушный шарик.

Демонстрируется видеофрагмент с урока.

Тема работы	Физика	Математика	Как используется знание
«Изучение закона Гей - Люссака»- 10 класс	Проверить утверждение «Для газа данной массы отношение объемов прямо пропорционально отношению абсолютных температур»: V1/V2=T1/T2	.1.Знание формулы: а/ объема шара б/длины окружности 2.Умение находить: а/ среднее арифметическое чисел, б/процент от числа, в/ выражать величины из формул.	1.Отношение объемов шара ( измерены в классе и на улице при разных температурах) равно отношению кубов радиусов окружностей; радиус окружности выражается из формулы длины окружности. Получается:V1/V2=(C1/C2)3 2.Воздушный шарик имеет форму эллипсоида. Для нахождения длины С находим среднее арифметическое продольных и поперечных размеров его: Cк=(C1+C2)/2 3/Относительная погрешность измерений выражается в процентах.

Презентация собственного опыта(2)

Интеграция реализуется и через подготовку учащимися проектов:

( для примера приводится тематика некоторых работ)

Тема проекта	Интеграция	Где представлен
Расчет ускорения свободного падения(с помощью математического маятника и прибора для вычисления ускорения свободного падения)- парный проект	Работа с физическими формулами - выражение величин из формул, вычисление процента от числа при расчете погрешностей измерений, понятие среднего арифметического нескольких чисел(измерений)	Урок «Движение тел по вертикали под действием силы тяжести»- муниципальный семинар «Компетентностный подход в обучении и воспитании школьников»
Познай себя - индивидуальный проект	Расчет: емкости лёгких –формула объема шара, длины окружности, среднего арифметического; объёма собственного тела –формула объёма прямоугольного параллелепипеда ; мускульной силы руки –основное свойство пропорции	Муниципальный конкурс работ учащихся «Шаг в науку»
Расчет скорости движения при ходьбе и беге - индивидуальный мини-проект	Работа с формулой скорости - среднее арифметическое при измерении длины шага, построение графика зависимости координаты от времени, составление математических задач на чтение графика.	Урок «Движение тел по вертикали под действием силы тяжести»- муниципальный семинар *
Санитарно - гигиенические условия в МБОУ СОШ №2- индивидуальный проект( физика-экология - математика)	Измерение влажности, освещенности, температуры, уровня шума, анализ расписания учебных занятий– построение и анализ диаграмм, графиков, вычисление площади прямоугольника, объема прямоугольного параллелепипеда процента от числа, расчет среднего арифметического	Всероссийский фестиваль творческих работ учащихся «Портфолио»
Ремонт электрического двигателя переменного тока - парный проект	Практическая работа с использованием формул раздела «Электродинамика»- тригонометрические функции, площадь окружности.
Поверхностное натяжение и капиллярные явления - индивидуальный проект	Экспериментальное изучение свойств различных жидкостей - расчет площади круга, длины окружности, объема цилиндра

Ежегодно в школе проходит неделя математики и физики

Мероприятия готовятся нами совместно, включают материал и математический, и физический, проводиться могут одним учителем или двумя учителями. В последние 2 года проведены

Мероприятие	класс
Командные игры «Шерлок Холмс и черный ящик», «Спрут», «Последний герой»	5,8,10
Мини-спектакли о приборах, величинах и явлениях	7,8
Мероприятие для начальных классов «В мире природных явлений» ( старшие - младшим)- традиционное	7,4
Радиопередачи, стенные газеты	7-11
Конкурсы «Самый умный семиклассник», «Эрудит»	7-10
КВН	8-9

Интегрированные домашние задания

Задаются на уроках математики и физики по предварительному согласованию учителей, оценка может быть выставлена по 2-м предметам или по одному - в зависимости от объема используемого предметного материала.

Примеры заданий	Положительный эффект
1.Рассчитать стоимость электроэнергии нескольких домашних бытовых приборов.	-Развитие практических навыков; -формирование аналитического мышления; -развитие умения синтезировать предметные знания.
2.Взвесить( без весов) рыбу или какой - то другой продукт питания.
3.Определить массу воздуха в вашей комнате.
4.Вычислить диаметр молекулы подсолнечного масла.
5.Составить( подобрать из разных источников) и решить 3-5 задач по одной математической теме с физическим содержанием. Например, тема в математике «Подобие треугольников» - в физике «Прямолинейное распространение света, изображение в зеркале, изображение в линзах»	-Формирование навыков работы с разными источниками; - понимание учащимися тесной связи наук, единства в интерпретации общих понятий, законов и теорий; - умение применять знания одного предмета при изучении другого; - развитие познавательной активности; - повышение мотивации изучения предметов; - развитие готовности к самообразованию.
5.Составить ( подобрать из разных источников) 3-5 задач по какому - разделу ( теме) физики и предложить решение их математическим способом. Например, раздел «Термодинамика»- площади фигур.

Трудности, с которыми мы встречаемся при подготовке к урокам.

1.Большая предварительная работа по подготовке ( См. ранее)

2.Тщательная подготовка к уроку: переход от одного этапа к другому, от одного предмета к другому не должен быть явно заметен - логическая связь всех этапов урока и видов деятельности учащихся.

3.Необходимо полное взаимопонимание между учителями при подготовке к уроку, психологическая совместимость, понимание друг друга с полуслова, с жеста - на уроке.

4. Ограничение рамками учебного расписания: учителя автономно заняты на уроках в разных классах.

5. Формирование у обучающихся интегрированного взгляда на изучаемый материал: умения переносить известные знания из одного учебного предмета на другой.

Положительный эффект интеграции.

-познание мира в многообразии и единстве;

-активизация мыслительной деятельности путем увеличения доли проблемных ситуаций;

-увеличение информативной емкости урока;

-увеличение доли обобщенных знаний, осмысление действий от цели до результата;

-возможность применения знаний в непривычной, нестандартной ситуации - реализация компетентностного подхода при обучении;

-побуждение учащихся к нахождению причинно - следственных связей, логике мышления.

Хотим заметить, что интеграция не должна быть надуманной темой в работе учителя: необходимо ( как минимум) самому четко понимать связь изучаемого, невозможность автономно - предметного изучения конкретного материала, видеть задачи, которые требуют интегрированных знаний, в школьных учебниках и дидактических материалах.

Практическая часть - 2мин( решение) +4мин (обсуждение)

Поскольку тема нашего семинара «Роль интеграции в социализации личности», мы предлагаем вам выполнить несложную работу. Цель работы: интегрировать знания математические, физические и социальный опыт - научиться прогнозировать, рассчитывать и экономить бюджет на оплату электрической энергии.

У вас на столах лампочка, калькулятор, авторучка, чистый лист и листок с заданием.

Задание.

1.Рассчитать стоимость электроэнергии, потребляемой данной лампой за месяц( 30 дней), если известно, что ее включают на 4 часа 30минут ежедневно.

2.Предложите способ прогнозирования расходов бюджета на оплату электроэнергии, потребляемой всеми электрическими приборами, которые есть у вас дома.

3.Предложите способ экономии электроэнергии, а значит, и бюджета на оплату электроэнергии.

Работайте, пожалуйста, в парах.

Физика	Математика	Социализация
Формулы: а/работа тока б/стоимости электроэнергии. Перевод Вт в кВт; минут в часы.	Перевод Вт в кВт; минут в часы; копеек в рубли и наоборот; умение перемножать десятичные дроби	Знание тарифа, умение найти на приборе мощность; предложение по нахождению всего расхода электроэнергии; предложения по экономии затрат на оплату. Работа в парах - развитие коммуникаций, ответственности за общее дело, умение слушать и слышать друг друга, способность брать на себя ответственность за совместно полученный результат.

Рефлексия-2мин.

Напишите свое впечатление от сегодняшней встречи: синквейн

( правила написания на листке у гостей).

Один из результатов:

1. Мастер - класс.

2.Интересный, полезный.

3.Познавали, думали, рассуждали.

4.Учителя- большие труженики.

5.Век живи - век учись!

Итог-1мин.

Мы рады, что наша с вами работа сегодня небезрезультатна, и вы поняли эффективность интеграции при изучении математики и физики, надеемся, что вы будете с успехом использовать наш опыт в своей работе. Спасибо. До свидания.

Приложение1.

1. Используя геометрический смысл искомых величин( площадь фигуры под графиком), определить:

№1 перемещение тела по графику зависимости скорости от времени( площадь треугольника, прямоугольника).

№2 работу силы упругости по графику зависимости силы упругости от удлинения.

№3 работу газа по графику зависимости давления от объема.

№4Сравнить время движения тела по гладкой выпуклой и вогнутой поверхности одинакового радиуса.

№5 Найти электрический заряд, проходящий через раствор медного купороса за время t= 10с, если ток за это время возрастает от 0 до 4А.

2.Вычислительные задачи из разных классов и разных тем.

№1Человек нажимает на лопату с силой 600Н. Какое давление оказывает лопата на почву, если ширина ее лезвия 20см, а толщина режущего края 0,5 мм?(7 кл., «Механика»- площадь прямоугольника).

№2Однородная тонкая пластинка имеет форму круга радиуса R, в котором вырезано круглое отверстие радиуса R/2/Где находится центр пластины?( 10кл. «Статика»-площадь круга)

№3 Катушку радиуса r=3см с числом витков 1000 поместили в однородное магнитное поле так, что ось катушки расположилась вдоль магнитных линий. Индукция поля меняется с постоянной скоростью 10мТл/с. Какой заряд будет в конденсаторе, подключенном к концам катушки? (11кл., «Электродинамика»-площадь круга)

№4. Шарик, несущий заряд 50нКл, коснулся внутренней поверхности проводящей незаряженной сферы радиусом 20см. Найти плотность заряда на внешней поверхности сферы.( 10 кл., «Электродинамика»- площадь поверхности сферы)

№5 Пузырек воздуха поднимается со дна водоема, имеющего глубину H. Найти зависимость радиуса пузырька от глубины его местонахождения в данный момент времени, если его объем на дне равен V. Силы поверхностного натяжения не учитывать.

(10 кл., «Молекулярная физика», - объем шара).

№6 С какой угловой скоростью надо вращать прямой проводник длины 20см вокруг одного из его концов в плоскости, перпендикулярной линиям магнитной индукции однородного магнитного поля, чтобы в проводнике индуцировалась ЭДС 0,3 В? Модуль вектора магнитной индукции равен 0,2 Тесла. ( 11 кл., «Электродинамика»- площадь сегмента)

№7. Параллельно амперметру с сопротивлением 0,03 Ом включен медный провод длиной 10 см и диаметром 1,5мм. Найти силу тока в цепи, если амперметр показывает I1=0,4А.( 10 кл., «Электродинамика»- площадь круга).

№8.Металлический шар радиусом 5см заряжен до потенциала 150В. Найти потенциал и напряженность поля в точке, удаленной от поверхности шара на 10см.( 10кл., «Электростатика»- площадь поверхности шара)

№9.Тонкая деревянная палочка длиной 20см закреплена шарнирно на одном конце и опущена свободным концом в воду. Какая часть длины палочки будет в воде при равновесии? (10 кл., «Гидростатика»- Объем цилиндра)

№10. На экваторе некоторой планеты тело весит вдвое меньше, чем на полюсе. Плотность вещества этой планеты 3г/см3. Определите период обращения планеты вокруг своей оси.

(10кл., «Механика»- объём шара).