Исследовательский проект 'Сила Архимеда'

ГБОУ ДПО

«Нижегородский институт развития образования»

Номинация 2 - Учебный исследовательский проект по предмету как способ формирования умений и навыков исследовательской деятельности 5-7 классов.

Методическая разработка учебного проекта

«Сила Архимеда »

Выполнила: Волокушина Анна Сергеевна, учитель физики

МАОУ СОШ №53 р.п. Ильиногорск

г. Нижний Новгород, 2015 год

Обозначение предметного содержания проекта. Учащиеся должны уметь выводить формулу для определения выталкивающей силы, рассчитывать силу Архимеда, указывать причины, от которых зависит сила Архимеда, работать с текстом учебника, анализировать формулы, обобщать и делать выводы, анализировать опыты с ведерком Архимеда. Должны опытным путем обнаружить выталкивающие действие жидкости на погруженное в нее тело, рассчитывать выталкивающую силу по данным эксперимента, работать в группе. Должны уметь объяснить причины плавания тел, приводить примеры плавания различных тел и живых организмов, применять знания из курса биологии , географии, природоведения при объяснении плавания тел, уметь рассчитывать силу Архимеда, анализировать результаты, полученные при решении задач.

Используемый УМК. Методическая разработка составлена на основе Федерального государственного образовательного стандарта, программы основного общего образования по физике, Е.М.Гутник. « Тематическое и поурочное планирование по физике», Дрофа, М. 2008 В.И. Лукашик. Сборник вопросов и задач по физике. Москва. Просвещение

А.В. Постников. Проверка знаний учащихся по физике. Москва.Просвещение

В. Демкович. Л. Демкович. Сборник задач. Москва, Астрель АСТ, 2007 г.

Л.М. Брейгер. Предметная неделя в школе Физика, Волгоград, Учитель, 2008г. А.В. Чеботарева. Тесты по физике, Москва, Экзамен, 2011 г.

Согласно действующему Базисному учебному плану, рабочая программа для 7-го класса предусматривает обучение физики в объеме 2 часов в неделю.

Раздел. Давление твердых тел, жидкостей и газов. Тема. «Закон Архимеда» «Лабораторная работа №8», «Плавание тел».На данный раздел отводится 3 часа.

Обоснование актуальности предлагаемого проекта.

Данная работа дает возможность углубить сформированные на уроке знания об архимедовой силе; продолжить формирование умений устанавливать причинно- следственные связи между фактами, явлениями и причинами; показать роль физического эксперимента в физике. Не всегда удовлетворяет то, что ответ на поставленный вопрос есть в учебнике. Появляется потребность получить этот ответ из жизненного опыта, наблюдений за окружающей действительностью, из результатов собственных экспериментов, которые позволяют расширить знания по данной теме, готовить и самостоятельно демонстрировать опыты, объяснять их результаты. На основе вопросов, изученных в теме: «Давление в жидкости и газе», рассматриваются проблемы, касающиеся поведения тела внутри жидкости и газа, выясняются причины этого поведения и условия его изменения. Проект направлен на то, чтобы охватить как можно полнее вопросы школьной программы, используя ранее полученные знания и факты, с которыми мы сталкиваемся в повседневной жизни.

Название проекта «Сила Архимеда»

Определение проблемы, цели, задач проекта.

Проблема: «Почему в жидкости тела легче, от чего это зависит, с чем связано и где может пригодиться».

Для педагога:

Цель данного проекта:создание условий для формирования и развития проектных компетенций школьников средствами технологии организации проектной деятельности от поиска проблемы до получения продукта и его презентации.

Задачи:

• формирование у обучающихся основ культурыпроектной деятельности,

• формирование навыков разработкиучебного проекта,

• формирование навыков реализации и общественнойпрезентации,обучающимися результатов учебного проекта,

• решение личностно и социально значимой проблемы.

Для учащихся:

Цель проекта: создать итоговую таблицу «Сила Архимеда» с помощью которой можно будет решать задачи и отвечать на различные вопросы.

Задачи проекта:

1. Сформировать проектные группы и распределить обязанности внутри групп по выполнению типовых заданий.

2. Проанализировать информацию по данной теме: установить взаимосвязь между экспериментом и теорией.

3. Преобразовать изученную информацию в виде схем, таблиц, рисунков и обобщить в виде итоговой таблицы.

4. Презентовать полученный продукт и оценить его в соответствии с критериями.

Описание формируемых проектных умений школьников в виде планируемых результатов.

Метапредметные результаты:

Регулятивные УУД:

- понимают и формулируют проблему,

-формулируют самостоятельно или под руководством учителя цель и задачи для решения поставленной проблемы;

- планируют собственную учебную деятельность как самостоятельно, так и под руководством учителя;

- самостоятельно оценивают правильность выполнения действий,

- вносят необходимые коррективы в исполнение, как в конце действия, так и по ходу его реализации;

- самостоятельно контролируют свое время и управляют им.

Коммуникативные УУД:

- работают в группах: распределяют спланированные действия в соответствии с поставленными задачами;

- выделяют главные и существенные признаки понятий, составляют описание изучаемого объекта;

- высказывают собственную точку зрения, ее доказывают или опровергают;

- слушают и слышат другое мнение, ведут дискуссию, оперируют фактами, как для доказательства, так и для опровержения существующего мнения;

Познавательные УУД:

-анализируют и оценивают информацию, преобразовывают информацию из одной формы в другую,

-строят логическое рассуждение, включающее установление причинно-следственных связей;

Личностные:

Понимают как ведут себя различные тела в жидкости и как это применимо для жизни.

Предметные результаты:

-знают формулу выталкивающей силы, причины, от которых зависит сила Архимеда;

- устанавливают взаимосвязь между экспериментом и теорией,

- анализируют опыты с ведерком Архимеда, анализируют результаты, полученные при решении задач;

-объясняют причины плавания тел,

- используют приобретенные знания для расчета силы Архимеда, для объяснения причины плавания различных тел и живых организмов.

Описание проектного продукта/результата с критериями оценки.

Проектный продукт: единая отчетная таблица «Сила Архимеда», каждая группа создает свой отчет для общей таблицы. Каждый продукт группы оценивается по следующим критериям.

1.Достоверность найденной информации.

2.Единство оформления

3.Структурность оформления материала.

4.Логичность оформления информации.

5.Наглядность представленной информации.

6.Умение работать в команде

7.Презентация проекта (четкость, понятность и доступность изложения материала).

8.Ответы на дополнительные вопросы

За каждый критерий от 0 до 3 баллов:

3 балла - критерий полностью представлен

2 балла - не достаточно представлен

1 балл - представлен частично

0 баллов - критерий отсутствует

24-21 баллов - «5»

20 -17 баллов - «4»

16-12 баллов - «3»

<12 баллов - «2».

Определение общего объема урочных часов, необходимых для реализации проекта, и его распределение по этапам проектной деятельности обучающихсяс указанием действий педагога;

Проектный модуль включает 3 урока.

1-й урок (подготовительный и проектировочный этапы): актуализация - проблематизация - целеполагания-планирование действий-концептуализация.

2-й урок (этап реализации): исследование, проведение эксперимента. Создание проектного продукта. Презентация полученного проектного продукта. Оценка качества продукта и рефлексия действий в проекте его создателей.

3-й урок. . Презентация полученного проектного продукта. Оценка качества продукта и рефлексия действий в проекте его создателей.

Работа с итоговой таблицей, закрепление и систематизация полученных знаний, применения их в решении поставленных физических и социально значимых задач.

Описание используемых заданий. Каждой группе дается проектное задание. Выполнение задания начинается с эксперимента, который учащиеся должны выполнить.

Описание реализованного учебного проекта: поэтапное описание реализации проекта, действий обучающихся, действий педагога, промежуточных и итоговых проектных продуктов/результатов.

Этапы проектной деятельности

Деятельность учителя

Деятельность учащихся

Средства

Результат

1-й урок (подготовительный и проектировочный этапы): актуализация - проблематизация - целеполагания-действий-концептуализация.

Актуализация имеющейся системы: предметных знаний и способов деятельности, метапредметных способов деятельности, ценностей и смыслов, связанных с содержанием модуля и самим процессом познания.

Организует обсуждение по пройденной раннее теме, задает вопросы.

Доказывают, основываясь на законе Паскаля, существование выталкивающей силы, действующей на тело. Приводят примеры, подтверждающие существование выталкивающей силы, применяют знания о причинах возникновения выталкивающей силы на практике.

Продолжить предложения

Выявлена граница «знания-незнания»

Проблематизация - определение проблемы проекта и причин, приводящий к появлению проблемы.

Организует действия учащихся по выявлению и формулировке проблемы. Предлагает объяснить проведенный эксперимент с ведерком Архимеда .

Обсуждают и анализируют эксперимент, с помощью учителя выводят теоретически закон Архимеда, выводят формулу закона на основе имеющихся знаний .

Формулируют с помощью учителя проблему: «мы получили готовую формулу для нахождения силы Архимеда, как вы думаете, от чего она будет зависеть?...давайте проверим ваши предположения »

Экспериментальная установка

Мультимедийная установка

компьютер

Сформулирована проблема

Целеполагание - определение цели и задач проекта.

На основе сформулированной проблемы создает условия для формулировки цели и определения будущего проектного продукта

Формулируют цель проекта с помощью учителя: провести эксперимент и создать итоговую таблицу «Сила Архимеда».

Сформулирована цель общего проектного продукта.

Планирование действий

Создает условия для формирования проектных групп.

Класс делится на 6 групп по 4-5 человека. Каждая группа выбирает руководителя.

Прием «Возьми билет»

Сформировано 6 групп.

Организует действия учащихся для работы в группах. Предоставляет проектные задания. В каждой группе в проектном задании дается таблица для отчета по своему эксперименту, общая таблица для обмена информацией между группами и таблица в три колонки: «Было не понятно…, «Было сложно…», «Что нужно сделать, что бы было понятно и не сложно…»

-Необходимо внимательно прочитать текст задания.

-выполнить эксперимент

-отметить в таблице все полученные результаты

в чем возникли затруднения (проблемы),

сформулировать вопрос, чтобы выйти из данных затруднений.

Каждая группа знакомится с проектным заданием:

Задание первой группе.

Оборудование: сосуд с водой, динамометр, алюминиевый и медный цилиндры одинакового объема, нить.

• Определить архимедову силу, действующие на первое и вторе тела.

• Сравнить плотность тел и архимедовы силы, действующие на тела.

• Сделайте вывод зависимости (независимости) архимедовой силы от плотности тела.

Задание второй группе.

Оборудование: сосуд с водой, тела разного объема из пластилина, динамометр, нить.

• Определить архимедову силу, действующую на каждое из тел.

• Сравните эти силы.

• Сделайте вывод о зависимости (независимости) архимедовой силы от объема тела.

Задание третьей группе.

Оборудование: динамометр, нить, сосуды с водой, с соленой водой и маслом, алюминиевый цилиндр.

• Определить архимедову силу, действующую на тело в воде, соленой воде и масле.

• Чем отличаются эти жидкости?

• Что можно сказать об архимедовых силах, действующих на тело в различных жидкостях?

• Установите зависимости архимедовой силы от плотности жидкости.

Задание четвертой группе.

Оборудование: тела разной формы, сосуд с водой, нить, динамометр,

• Поочередно опуская каждое тело в воду (кусок пластилина в форме шара, куба и цилиндра), с помощью динамометра определить архимедову силу.

• Сравним эти силы и сделаем вывод о зависимости и независимости архимедовой силы от формы тела.

Задание пятой группе.

Оборудование: мензурка с водой, алюминиевый цилиндр, нить динамометра.

• Определю архимедову силу, действующую на тело, погруженное на 1/4 объема, 1/2 объема, 3/4 объема.

• Сделаем вывод зависимости архимедовой силы от объёма погруженной части тела.

Задание шестой группе.

Оборудование: мензурка с водой, алюминиевый цилиндр, нить динамометра.

1. Определю силу Архимеда на различной глубине h₁ = , h₂ =
2. Сделаем вывод о зависимости Архимедовой силы от глубины погружения данного тела.

Приложение 1

Работают по проектным заданиям в контексте тем, заполняют таблицу, выполняя эксперимент. Выявляют, что знают по данной теме, выявляют затруднения, возникшие при выполнении эксперимента, что должны узнать. Формулируют цель и планируют действия по решению данной проблемы.

Проектные задания

Прием «знаю-не знаю-хочу узнать»

«Мозговой штурм»

Выявлены затруднения по данной теме

Сформулирована цель разрешения проблемы (затруднения)

Разработан план действий по реализации мини-проекта группы

Оказывает помощь в распределении обязанностей внутри группы

Распределяют обязанности внутри групп.

Пример.I группа.

1 ученик: проводит эксперимент на определение архимедовой силы действующей на первое и второе тела.

2 ученик: записывает данные эксперимента.

3 ученик: сравнивает плотность и архимедовы силы действующие на тела.

4 ученик: делает вывод зависимости(независимости) архимедовой силы от плотности тела.

5 ученик: записывает вывод в таблицу.

Приложение 2

Распределены обязанности между членами групп.

Концептуализация и моделирование - создание образа объекта

проектирования.

Организует действия учащихся по созданию образа проектного продукта.

Консультирует учащихся по созданию проектного продукта.

Создают образ будущего: это итоговая таблица (логическая карта мысли, схема с включением рисунков, иллюстраций).

Оборудование для эксперимента, бумага, фломастеры.

Создан образ (модель) проектного продукта

Организует работу по заполнению табеля учета работы над проектом

Оценивают свою собственную работу и работу одноклассников

Табель учета работы над проектом

Оценена работа за урок

Д/з: с.146-154 изучить. В соответствии с распределением обязанностей подготовить информацию по теме и структурировать ее виде кластера (схемы или таблицы), подобрать иллюстрации.

2-й урок (этап реализации):Проведение эксперимента. Создание проектного продукта. Презентация полученного проектного продукта. Оценка качества продукта и рефлексия действий в проекте его создателей.

Разработка критериальной базы

Организует работу по созданию критериев проекта

Предлагают варианты критериев оценки. Приложение 3.

1.Достоверность найденной информации.

2.Единство оформления

3.Структурность оформления материала.

4.Логичность оформления информации.

5.Наглядность представленной информации.

6.Умение работать в команде

7.Презентация проекта (четкость, понятность и доступность изложения материала).

8.Ответы на дополнительные вопросы

За каждый критерий от 0 до 3 баллов:

3 балла - критерий полностью представлен

2 балла - не достаточно представлен

1 балл - представлен частично

0 баллов - критерий отсутствует

24-21 баллов - «5»

20 -17 баллов - «4»

16-12 баллов - «3»

<12 баллов - «2». Приложение 3.

Прием «Дерево мнений»

Разработаны критерии оценки проекта

Проведение эксперимента и создание образовательных продуктов (создание проектного продукта)

Создает условия для реализации проектного продукта. Осуществляет консультационную помощь в создании проектного продукта.

Организует работу по объединению итоговой таблицы.

Учащиеся в соответствии с распределенными обязанностями проводят эксперимент.

оформляют мини-таблицу, куда будут записываться данные группы.

Приложение 2.

Оборудование, бумага, фломастеры.

Компьютер

Создан проектный продукт в виде итоговой Лист оценки проектов.

Лист оценки проектов.

Лист оценки проектов.

таблицы.

Д/з:с. 151-154 изучить, доработать отчет о проделанной работе.

3-й урок Работа с итоговой таблицей, закрепление и систематизация полученных знаний, применения их в решении поставленных физических и социально значимых задач.

Презентация полученного проектного продукта.

Создает условия для презентации проектного продукта

Презентуют созданные проектные продукты в форм. Приложение 2

Обмениваются данными, заполняют общую сводную таблицу и таблицу «сложностей». Приложение 4,5

Мультимедийный проектор,

Демонстрация единой итоговой таблицы «Сила Архимеда»

Оценка качества проектного продукта и рефлексия действий в проекте его создателей.

Организует обобщение знаний и выполненных действий. Предлагает соотнести задачи и результаты создания проекта, оценить правильность выбора метода проекта.

Обобщает полученные знания, выполненные действия.

Использует критерии для оценки результатов.

Оценивает полученные знания и освоенные действия в соответствии с критериями.

Осуществляет контроль знаний по теме «Сила Архимеда».

Оценивают свою работу, работу одноклассников.

Оспаривают или соглашаются с оценкой своих работ. Анализируют допущенные недочеты.

Вносят предложения в алгоритм выполнения однотипных заданий.

Выполняют тестовое задание. Приложение 6

Решают задачи Приложение 7

Лист оценки проектов.

Тестовое задание.

Задачи.

Выставлены оценки. Указаны ошибки.

Проведена рефлексия.

Контроль знаний.

Д/з творческое задание. Ответить на вопрос : Почему небольшой металлический гвоздь при погружении в воду тонет, а огромное судно, выполненное из металла, держится на плаву?

Приложение 1

Задание первой группе.

Оборудование: сосуд с водой, динамометр, алюминиевый и медный цилиндры одинакового объема, нить.

• Определить архимедову силу, действующие на первое и вторе тела.

• Сравнить плотность тел и архимедовы силы, действующие на тела.

• Сделайте вывод зависимости (независимости) архимедовой силы от плотности тела.

Цилиндры одинакового объема

Вес тела в воздухе Р,Н

Вес тела в жидкости Р1,Н

Плотность тела

Вывод

медный

алюминиевый

Вывод: архимедова сила не зависит от плотности вещества, из которого изготовлено тело.

Задание второй группе.

Оборудование: сосуд с водой, тела разного объема из пластилина, динамометр, нить.

• Определить архимедову силу, действующую на каждое из тел.

• Сравните эти силы.

• Сделайте вывод о зависимости (независимости) архимедовой силы от объема тела.

Тела разного объема из пластилина

Вес тела в воздухе Р,Н

Вес тела в жидкости Р1,Н

Вывод

Тело №1

Тело №2

Вывод: архимедова сила зависит от объема тела, чем больше объем тела, погруженного в жидкость, тем больше архимедова сила.

Задание третьей группе.

Оборудование: динамометр, нить, сосуды с водой, с соленой водой и маслом, алюминиевый цилиндр.

• Определить архимедову силу, действующую на тело в воде, соленой воде и масле.

• Чем отличаются эти жидкости?

• Что можно сказать об архимедовых силах, действующих на тело в различных жидкостях?

• Установите зависимости архимедовой силы от плотности жидкости.

Пресная вода

Соленая вода

Масло

Вывод

Вес тела в воздухе Р,Н

Вес тела в жидкости Р1,Н

Плотность жидкости

Вывод: архимедова сила зависит от плотности жидкости, чем больше плотность жидкости, тем больше архимедова сила.

Задание четвертой группе.

Оборудование: тела разной формы, сосуд с водой, нить, динамометр,

• Поочередно опуская каждое тело в воду (кусок пластилина в форме шара, куба и цилиндра), с помощью динамометра определить архимедову силу.

• Сравним эти силы и сделаем вывод о зависимости и независимости архимедовой силы от формы тела.

Тела из пластилина разной формы

Вес тела в воздухе Р,Н

Вес тела в жидкости Р1,Н

Вывод

шар

куб

цилиндр

Вывод: архимедова сила не зависит от формы тела, погруженного в жидкость или газ.

Задание пятой группе.

Оборудование: мензурка с водой, алюминиевый цилиндр, нить динамометра.

• Определю архимедову силу, действующую на тело, погруженное на 1/4 объема, 1/2 объема, 3/4 объема.

• Сделаем вывод зависимости архимедовой силы от объёма погруженной части тела.

Объем погруженной части

Вес тела в воздухе Р,Н

Вес тела в жидкости Р1,Н

Вывод

¼ объема

½ объема

¾ объема

Вывод: архимедова сила зависит от объема погруженной части, чем больше объем погруженной части тела, тем больше архимедова сила.

Задание шестой группе.

Оборудование: мензурка с водой, алюминиевый цилиндр, нить динамометра.

1. Определю силу Архимеда на различной глубине h₁ = , h₂ =
2. Сделаем вывод о зависимости Архимедовой силы от глубины погружения данного тела.

глубина

Вес тела в воздухе Р,Н

Вес тела в жидкости Р1,Н

Вывод

h1

h2

Вывод: Архимедова сила не зависит от глубины погружения тела.

Приложение 2

Задание первой группе.

Оборудование: сосуд с водой, динамометр, алюминиевый и медный цилиндры одинакового объема, нить.

• Определить архимедову силу, действующие на первое и вторе тела.

• Сравнить плотность тел и архимедовы силы, действующие на тела.

• Сделайте вывод зависимости (независимости) архимедовой силы от плотности тела.

Цилиндры одинакового объема

Вес тела в воздухе Р,Н

Вес тела в жидкости Р1,Н

Плотность тела

Вывод

медный

4

3

8900

архимедова сила не зависит от плотности вещества, из которого изготовлено тело.

алюминиевый

3,5

2,5

2700

Вывод: архимедова сила не зависит от плотности вещества, из которого изготовлено тело.

Приложение 3

Варианты критериев оценки.

1.Достоверность информации.

2.Единство оформления

3.Структурность оформления материала.

4.Логичность оформления информации.

5.Наглядность представленной информации.

6.Умение работать в команде

7.Презентация проекта (четкость, понятность и доступность изложения материала).

8.Ответы на дополнительные вопросы

За каждый критерий от 0 до 3 баллов:

3 балла - критерий полностью представлен

2 балла - не достаточно представлен

1 балл - представлен частично

0 баллов - критерий отсутствует

24-21 баллов - «5»

20 -17 баллов - «4»

16-12 баллов - «3»

<12 баллов - «2».

Приложение 4

Оформление результатов исследовательской работы в сводной таблице на рабочих листах(таблица выводится на интерактивную доску)

Факторы

Тела для исследования

Вес тела в воздухе Р,Н

Вес тела в жидкости Р1,Н

Выталкивающая сила Fa, Н

Зависит

Не зависит

Плотность тела

Алюминиевый

Медный

Род жидкости

Вода

Масло

Вода соленая

Форма тела

Куб

Шар

Цилиндр

Глубина погружения

h1

h2

Объем тела

Тело 1

Тело 2

Объем погруженной части

¼ объема

½ объема

¾ объема

Приложение 5

Что было не понятно?

Что было сложно?

Что нужно сделать, чтобы было понятно и не сложно?

Приложение 6

Переход к другой программе для выполнения тестов. (Электронное приложение)

Тест. Один из учащихся вызывается к доске, остальные на месте решают

Приложение 7

Решение расчетных задач

Список использованной литературы.

1. А.В.Перышкин Физика - 7, М.: Дрофа, 2013 г

2. УМК: Е.М.Гутник. « Тематическое и поурочное планирование по физике», Дрофа, М. 2008

3. В.И. Лукашик. Сборник вопросов и задач по физике. Москва. Просвещение

4. А.В. Постников. Проверка знаний учащихся по физике. Москва. Просвещение

5. В. Демкович. Л. Демкович. Сборник задач. Москва, Астрель АСТ, 2007 г. 6.Л.М. Брейгер. Предметная неделя в школе Физика, Волгоград, Учитель, 2008 г.

7. А.В. Чеботарева. Тесты по физике, Москва, Экзамен, 2011 г.

8. Т.И. Долгая, В.А.Попова. Технологическая карта и сценарии уроков развивающего обучения, интегрированные уроки, Волгоград, 2015 г.

9. Федеральный государственный образовательный стандарт, программы основного общего образования по физике.

10. http://class-fizika.narod.ru/

11. http://school-collection.edu.ru/catalog/pupil/