Познавательные универсальные учебные действия

Познавательные универсальные учебные действия

В области  познавательных УУД предмет «Физика» обладает, как ни какой другой предмет, огромным потенциалом. Он формирует умения познавать и понимать сущность  окружающего мира, отыскивать причины физических явлений, анализировать и сравнивать физические явления между собой, структурировать и классифицировать объекты физического мира, моделировать  физические объекты и системы, видеть  противоречия и проблемы в различных природных и технических системах, и т. д.

Познавательные универсальные учебные действия (ПУУД) включают: общеучебные, включая знаково-символические действия; логические

и действия постановки и решения проблем.

Общеучебные познавательные УУД:

Самостоятельно выделять и формулировать познавательную цель;

Формируются при решении задач.

Пример:

При решении задачи в 7 классе, определить какую мощность развивает человек, поднимая груз. Дети самостоятельно формируют цель: «Рассчитать мощность человека».

Использовать общие приёмы решения задач;

Пример:

Поезд первую половину пути шел со скоростью 30 км/ч, а вторую половину пути – со скоростью 50 км/ч. Какова средняя скорость движения поезда на всем пути?

Выбирать наиболее эффективные способы решения задач;

Пример:

Самостоятельно создавать алгоритмы деятельности при решении проблем различного характера;

Пример:

Составьте план и последовательность действий для определения ускорения свободного падения при помощи нитяного маятника.

Смысловое чтение;

Пример:

Прочитайте текст. Выполните задания по прочитанному тексту.

При перемещении одного тела по поверхности другого всегда возникает сила, препятствующая движению. Она-то и называется силой трения. Трение - следствие многих причин. Главные из них - две. Во-первых, поверхности тел всегда неровны, и зазубрины одной поверхности цепляются за шероховатости другой. Это так называемое геометрическое трение. Во-вторых, трущиеся тела очень близко соприкасаются друг с другом, и на их движении сказывается взаимодействие молекул (молекулярное трение). Наука, изучающая трение, называется трибологией (от греческого слова "трибос", что означает трение). Трение – явление, сопровождающее нас с детства, буквально на каждом шагу, а потому ставшее таким привычным и незаметным. Трение даёт нам возможность ходить, сидеть, работать без опасения, что книги и тетради упадут со стола, что стол будет скользить, пока не упрётся в угол, а ручка выскользнет из пальцев. При трении выделяется теплота – факт, известный ещё человеку каменного века, ведь именно таким способом люди впервые научились добывать огонь. Трение – тормоз для движения. Из-за трения изнашиваются одежда и обувь. Кроме того, это ещё и главная причина изнашивания технических устройств, проблема, с которой человек столкнулся также на самой заре цивилизации. При раскопках одного из древнейших городов Урука обнаружены остатки деревянных колес, которым 4,5 тыс. лет. Колеса обиты медными гвоздями с целью - защитить их от быстрого изнашивания.

Выделение основной идеи, смыслового ядра текста. Озаглавливание текста.

Задание. Озаглавьте текст.

Деление текста на смысловые части.

Задание. Разделите текст на смысловые части.

Осознанно и произвольно строить сообщения в устной и письменной форме, в том числе творческого и исследовательского характера;

Пример: 

Подготовка докладов, ответы учащихся на вопросы. Подготовить доклад «Использование энергии солнца на Земле».

Структурирование информации - узнавать, называть и определять объекты и явления окружающей действительности в соответствии с содержанием учебных предметов.

( составление таблиц, кластеров, ментальных карт)

Пример:

Составить кластер по теме «Физика – наука о природе».

       Например, при решении задачи в 7 классе, определить какую мощность развивает человек, поднимая груз, прослеживаются почти все общеучебные УУД. Дети самостоятельно формируют цель: «Рассчитать мощность человека». Ищут необходимую информацию с помощью таблиц и учебника. Выбирают наиболее эффективный способ решения. Подводят итог каждому этапу поиска. Строят правильно сформулированные выводы в устной и письменной форме. Предоставляют результаты измерений и вычислений.

Знаково-символические познавательные УУД:

Использовать знаково-символические средства, в том числе модели и схемы для решения задач;

Пример: 

Рассмотрим пример задачи, в ходе решения которой учащемуся требуется составить таблицу данных, используя знаки и символы.

Велосипедист и пешеход вышли из пунктов А и В, расстояние между которыми 12 км, и встретились через 20 мин. Пешеход прибыл в пункт А на 1 ч 36 мин

позже, чем велосипедист в пункт В. Найти скорость пешехода.

(Задачи на СЗИ и ЗСЭ, где учащиеся делают рисунки «До взаимодействия» и «После взаимодействия»)

Моделировать, т. е. выделять и обобщенно фиксировать группы существенных признаков объектов с целью решения конкретных задач.

Пример:

Моделирование прибора, явления.

Логические познавательные УУД:

Анализ объектов с целью выделения признаков (существенных, несущественных);

       

Пример:

На тело действует силы 5Н, 6Н и 8Н, направленные по одной прямой. Чему может быть равна равнодействующая этих сил? Рассмотрите все возможные случаи.

Синтез -  составление целого из частей, в том числе самостоятельное достраивание с восполнением недостающих компонентов.

Пример:

Решение кроссвордов, анаграмм.

Решите анаграмму, исключите лишнее слово. Ласи (сила),

Нотьюн (Ньютон), сасам (масса), рсокстьо (скорость).

Сравнение;

Пример:

С помощью графика, не вычисляя сравните жесткости пружин. Рассчитайте жесткость каждой пружины, используя данные графика.

Классификация по заданным критериям;

Пример:

Перечислите физические явления (физические тела, приборы и т. д.)

Карандаш, горит лампа, термометр, летит ворона, магнит, электрический ток, стол, мензурка, звон колокола.

Установление аналогий;

Пример:

Установите аналогию: между строением глаза и фотоаппарата.

Установление причинно-следственных связей;

Пример:

Зачем к корпусу автомашины, перевозящей горючие смеси, прикрепляют цепь, которая волочится по земле?

Построение рассуждения;

(Ответы на вопросы.)

Постановка и решение проблемы:

Формулирование проблемы;

Пример:

Урок по теме «Строение вещества».
Изучение темы можно начать с опыта с демонстрационным термометром, при опускании в горячую воду столбик жидкости поднимается, объем жидкости увеличивается.
На основе опыта учащиеся формулируем проблему:
Почему объем жидкости увеличивается?

Только ли жидкости увеличивают свой объем?

Самостоятельное создание способов решения проблем творческого и поискового характера. (Учащиеся самостоятельно решают проблемы поставленные учителем).

  Пример:

Задание: добейтесь, чтобы кусок пластилина плавал в воде.

Задания для мастер - класса

Рассортируйте задания по видам познавательных УУД.

Ученый  с  мировым именем Иннокентий открыл кастрюлю, обнаружил там 400 граммов гречневой каши, выразил массу каши в тоннах, переложив ее на тарелку,  и быстро  съел. Сколько  тонн каши съел ученый с мировым именем?

(Логические, Анализ)

Перед вами названия тел или веществ: серебряная ложка, капля воды, железный гвоздь, оливковое масло, сахар, нефть.

Запишите эти названия в соответствующие ячейки таблицы.

При комнатной температуре находится в жидком состоянии	При комнатной температуре находится в твёрдом состоянии
Тела
Вещества

(Логические, Классификация по заданным критериям)

Выберите из перечисленных причину явления и установите соответствие.

А. трение	1. Притяжение к земле
2. Неровность поверхностей
Б. деформация	3. Отталкивание молекул
4. Взаимодействие тел

(Логические, Установление причинно-следственных связей)

       

Подготовить рассказ об устройстве двигателя внутреннего сгорания.

(Общеучебные, Осознанно и произвольно строить сообщения в устной и письменной форме)

При прокладке в Киеве одной из линий метро, в месте проходки туннеля подавали воздух под повышенным давлением. Вскоре строители обнаружили странное явление: фантастически быстро ржавело всё, что могло ржаветь; железные болты, например, «худели» за месяц вдвое. Ваши пути поиска причины этого? Ваше предложение, позволяющее избежать вредного эффекта?

(Логические, Построение рассуждений, Установление причинно - следственных связей)

Задача: Данное вещество перешло из жидкого состояния в твердое тело при 0˚С. Какое это вещество?

(Логические, Анализ)

Определите объем вашего учебника.

(Общеучебные, Использовать общие приёмы решения задач; Постановка и решение проблем, Создание способов решения проблем)

С помощью подручных средств и приборов изобретите простой механизм.

Оборудование: линейка, брусок.

Задание: поднять или приподнять с места тяжелый груз.

(Постановка и решение проблем, Создание способов решения проблем)

Сопротивление какого продукта наибольшее – лимон, картофель, огурец.

(Логические, Сравнение)

Представить в координатах V(T), P(T)

(Общеучебные, Использовать общие приёмы решения задач; Знаково-символические, Использовать знаково-символические средства.)

Прочитайте текст. Выполните задания.

Ледяная магия.

  Между внешним давлением и точкой замерзания (плавления) воды наблюдается интересная зависимость. С повышением давления до 2200 атмосфер она падает: с увеличением давления на каждую атмосферу температура плавления понижается на 0,0075°С.  При дальнейшем увеличении давления точка замерзания воды начинает расти: при давлении 3530 атмосфер вода замерзает при 17°С, при 6380 атмосферах — при 0°С, а при 20 670 атмосферах — при 76°С.  В последнем случае будет наблюдаться горячий лёд. При давлении в 1 атмосферу объём воды при замерзании резко возрастает (примерно на 11  %). В замкнутом пространстве такой процесс приводит к возникновению громадного избыточного давления. Вода, замерзая, разрывает горные породы, дробит многотонные глыбы. В 1872 году англичанин Боттомли впервые экспериментально обнаружил явление режеляции льда. Проволоку с подвешенным на ней грузом помещают на кусок льда. Проволока постепенно разрезает лёд, имеющий температуру 0°С, однако после прохождения проволоки разрез затягивается льдом, и в результате кусок льда остаётся целым. Долгое время думали, что лёд под лезвиями коньков тает потому, что испытывает сильное давление, температура плавления льда понижается — и лёд плавится. Однако расчёты показывают, что человек массой 60 килограммов, стоя на коньках, оказывает на лёд давление примерно 15 атмосфер. Это означает, что под коньками температура плавления льда уменьшается только на 0,11  °  С. Такого повышения температуры явно недостаточно для того, чтобы лёд стал плавиться под давлением коньков при катании, например при -10 °С.

Задания к тексту

1. Как зависит температура плавления льда от внешнего давления?
2. Приведите два примера, которые иллюстрируют возникновение избыточного давления при замерзании воды.
3. Попробуйте объяснить своими словами, что может означать термин «режеляция».
4. При протекании какого процесса может выделяться теплота, которая идёт на плавление льда при катании на коньках?

(Общеучебные, Смысловое чтение)

12. Лабораторная работа  «МОДЕЛИРОВАНИЕ РАДИОАКТИВНОГО РАСПАДА»

  Цель работы: экспериментально проверить закон радиоактив­ного распада.

Оборудование: 128 монет (для упрощения вычислений число монет берется равным степени числа 2), банка, лоток.

Описание работы

За промежуток времени, равный периоду полураспада Т, каж­дое из радиоактивных ядер распадается с вероятностью 1/2. Про­цесс радиоактивного распада можно моделировать подбрасывани­ем монеты, при котором с одинаковой вероятностью 1/2 выпадают «орел» или «решка». Примем, что если выпадает «орел», то ядро не распалось, если же «решка», то распалось. Каждое бросание мо­нет соответствует протеканию промежутка времени, равного пе­риоду полураспада.

Ход работы

Отсчитайте начальное количество монет N0 = 128, перемешайте их в банке и высыпьте в лоток. Подсчитайте число «нераспавшихся ядер» (то есть монет, которые легли «орлом» вверх), соберите их в банку, снова пере­мешайте и высыпьте в лоток. Опыт повторите 10 раз.
Заполните таблицу, помещенную в тетради для лаборатор­ных работ. Ниже приведены первые две строки этой таблицы.

Количество бросаний,	Количество нераспавшихся ядер, N	Количество распавшихся ядер, N’ = N-N0

(Знаково-символические, Моделирование)

13. Заполнение пропусков в тексте, таблице.

Заполните пропуски в тексте.

Прибор, изображенный на рисунке  называется  _____________. С его помощью можно измерить физическую величину ___________. Цена деления данного прибора составляет _____________. Предел измерения __________. 

(Логические, Синтез)

14.  Расположите шары в порядке убывания силы тяжести, действующей на них.

(Логические, Сравнение)

15. Железнодорожный вагон массой 35 т подъезжает к стоящему на том же пути неподвижному вагону массой 28 т и автоматически сцепляется с ним. После сцепки вагоны движутся прямолинейно со скоростью 0,5 м/с. Какова была скорость вагона массой 35 т перед сцепкой?

Задание: Сделать рисунок, на котором обозначить направление оси координат, векторов скорости тел до и после взаимодействия.

(Знаково-символические, Использование знаково-символических средств, в том числе модели и схемы для решения задач)

16. Небольшое тело движется вдоль оси  ОХ. Его координата х  изменяется с течением времени  t  по  закону  ,  где  выражено  t в  секундах,  а  x—  в метрах.

Чему равна проекция ускорения этого тела на ось  в момент времени?

(Общеучебные,  Выбор эффективного способа решения, Использовать общие приемы решения задач)

17. Составить кластер «Атомная энергия: за и против».

(Общеучебные, Структурирование информации)

18. Составьте план и последовательность действий для определения КПД наклонной плоскости.

(Общеучебные, Создание алгоритма деятельности)

19.  Установите по аналогии:

Сопротивление	0, 02 МОм	200000	Ом
Работа	0, 2 ГВт	2000	А
Сила тока	200 мА	0, 0002	В
Мощность	200 мкКл	200	Кл
Заряд	0, 2кВт	20000	Дж
напряжение	2кДж	0, 2	Вт

(Логические, Установление аналогии)

20.  Написать сказку «В мире без трения».

(Общеучебные, Осознано и произвольно строить сообщения в устной и письменной форме)

Список литературы:

«Внеклассная работа по физике».- М., «Просвещение», 1992 г. «Формирование познавательных интересов учащихся на уроках физики» - М., «Просвещение», 1997 г. , «Факультативный курс физики» - М., «Просвещение», 2000 г. , , «Методика обучения физике.7 класс» - М.: Дрофа, 2006 г. , Программа общеучебных умений: совершенствование эффективности формирования познавательной компетентности школьников. //Образование в современной школе. - №6.-2002. с. 44-57. «Роль универсальных учебных действий в системе современного общего образования» - М., «Просвещение», 2001 г. “Проектная деятельность на уроках физики” http://www. profistart. ru/ps/blog/20252.html.