Методическая разработка «Применение технологии шестиугольного обучения в процессе обучения физике и астрономии в школе».

Методическая разработка

«Применение технологии шестиугольного обучения

в процессе обучения физике и астрономии в школе».

Нугманова Алсу Саримовна

учитель физики

высшая квалификационная категория

муниципального бюджетного

общеобразовательного учреждения

«Гимназия №2» имени Баки Урманче

Нижнекамского муниципального района

Республики Татарстан

Нижнекамск

2021

В данной разработке представлены результаты и анализ применения технологии шестиугольного обучения в процессе обучения физике и астрономии в школе. Описаны особенности и возможности организации различных видов учебной деятельности на основе применения данной технологии.

В современных условиях основная цель образования направлена на развитие личности учащегося, формирование способности и готовности к осуществлению самостоятельной активной успешной жизни. В этой связи особое значение отводится организации образовательного процесса, использованию инновационных подходов и методов в процессе изучения учебных дисциплин. [3].

Приемы и методы, применяемые на уроках физики, направлены в первую очередь, на развитие и поддержку интереса учащихся, которые позволяют более детально изучить рассматриваемую тему, раскрыть ее значимость. Важно в процессе изучения физики помочь учащимся увидеть и осознать значимость и универсальность изучаемых законов, развить потребность в самостоятельной творческой и исследовательской деятельности в рамках физической науки, создать условия для самореализации личности каждого учащегося.

Анализ результатов ЕГЭ позволяет сделать вывод, что у учащихся есть проблемы при решении задач. Ведь решение физических задач – один из приемов политехнического обучения, т. е. один из способов подготовки учащихся к их будущей практической деятельности, так как требует анализа физической сущности явлений, поэтому правильное решение задачи учеником свидетельствует о понимании им изученного материала, а также способствует развитию у учащихся логического мышления и овладению аналитико-синтетическим методом.

Большинство физических задач решают с помощью дедукции – применяют общие физические законы к конкретному случаю. Чтобы связать данное явление с одним или несколькими физическими законами, надо расчленить сложное явление на ряд простых, т. е. применить анализ. Чтобы полученные из отдельных законов следствия соединить в общий вывод, при ответе на поставленный в комбинированной задаче вопрос используют синтез. Из сказанного выше следует, что для применения теоретических знаний по физике к решению экспериментальных задач ученик должен уметь анализировать и синтезировать. Эти процессы неразрывны, ведь решение всякой физической задачи надо начинать с анализа ее условия, а контроль правильности анализа в последующем синтезе. Анализируя физическое содержание задачи, ученик составляет план ее решения. Последующий синтез данных условия задачи с известными физическими законами позволяет ему построить само решение задачи и получить верный ответ на поставленный в задаче вопрос.

Одним из способов активизации познавательной деятельности на уроках физики при решении задач является использование технологии шестиугольного обучения. Впервые я узнала о ней на сайте «Дидактор. Педагогическая практика» [2], автором которой является Аствацатуров Георгий Осипович. Данная технология пришла из Великобритании. Применяется она сравнительно недавно и поэтому недостаточно апробирована в отечественном школьном образовании. В основе технологии шестиугольного обучения лежит использование шестиугольных карточек (гексов). Есть несколько вариантов использования данной технологии.

1.Вы можете вписать учебный материал в шестиугольники, разрезать их, и предложить ученикам собрать мозаику.

2. Вы можете оставить шестиугольники пустыми для заполнения, чтобы ученики могли выразить своё мнение по заданной проблеме.

Это тот случай, когда вы можете дать ученикам время для углубленного изучения текста, для погружения в учебную проблему. Возможно, вы удивитесь тем соединениям и выводам, которые ученики сделают самостоятельно. Это и есть цель «шестиугольного обучения.»

3. Работа в группах.

Каждая из групп заполняет свои шестиугольники. Затем группы обмениваются и стараются собрать мозаику своих товарищей.

4. Маркированные шестиугольники. 

В данном случае цвет определяет определённую квалификацию. То есть учебный материал распределяется по видовым признакам.

Задача учеников соединить шестиугольники, причём может возникнуть много способов, различных связей.

Например, при решении задач учащиеся должны проанализировать содержимым шестиугольников, установить определенные связи между ними и соединить их в определенной последовательности (мозаика). Причем возможны различные варианты. В шестиугольники могут быть вписаны текст, слова, изображения, формулы и т.д. Поскольку в ходе работы по нахождению решения поставленной задачи, ее представлению и обсуждению предполагается тесное взаимодействие как между учениками, так и между учителем и ученикам, то данный метод является важным элементов интерактивных занятий. Причем формы работы могут быть парными, фронтальными, индивидуальными. Данный вариант работы уместен как при изучении нового материала, так и при обобщении знаний. Технология шестиугольного обучения была апробирована на уроках физики и астрономии.

Применение на уроке физики в 8 классе по теме «Закон Ома»

На первом уроке решения задач в 8 классе по теме «Закон Ома» ребятам была предложена задача высокого уровня «Никелиновая проволока длиной 80 м и площадью поперечного сечения 0,8мм² включена в сеть напряжением 8 В. Найти силу тока»[1]. И был предложен набор шестиугольников, где были записаны обозначения силы тока, напряжения и сопротивления, удельного электрического сопротивления, длины проводника и площади поперечного сечения, закон Ома. Основная задача состояла в рассмотрении условия задачи, нахождения связи между физическими величинами, изображенными на каточках, определении пути решения (рис 1.) , решить задачу и «защитить» перед одноклассниками свою логику решения.

Рис.1. Один из вариантов выполнения задания по теме «Закон Ома»

Ученикам было предложено домашнее задание: из данной задачи составить новые задачи на нахождение напряжения, длины проволоки, площади поперечного сечения проволоки и удельного сопротивления проволоки и решить. В качестве проверки выполнения домашнего задания на следующем уроке был проведен срез на 8 вариантов из сборника [1], где номер задачи соответствовал номеру варианта (см. Приложение 1). Результаты среза представлены в таблице

класс	Выполняли	На «5»	На «4»	На «3»	На «2»	Успеваемость, %	Качество,%
8а	17	12	3	2		94	88
8б	16	9	7	-		100	100
8в	15	4	5	6		93	60
8г	21	13	4	4		95	81
	69	38	19	10		95,7	83

Применение на уроке физики в 9 классе Обобщение по теме «Электромагнитное поле»»

На уроке физики в 9 классе по теме «Обобщение по теме «Электромагнитное поле»» ученики обобщили и систематизировали знания по теме, сопоставляли фамилии ученых с определенными датами, формулами, законами при выполнении заданий в рамках темы.

Были разработаны следующие гексы (Приложение 2)

Н а уроке физики ученики устанавливают связь между годами 1821 г.,1831 г.,1888 г.,1865 г., учеными: Эрстедом, Фарадеем, Максвеллом и Герцем; между определениями, формулами Томсона и расчета длины волны. Вот что у них получилось.

Рис.2 Один из вариантов выполнения задания по теме «Электромагнитное поле»

Применение на интегрированных уроках.

Данный метод можно использовать и на интегрированных уроках. Рассмотрим на примере урока «Изучение электрических явлений через предметное содержание физики и химии». Ученики делятся на три команды: «Электрический ток в металлах», «Электрический ток в электролитах», «Источник тока». На столе у каждой команды набор шестиугольных карточек. При защите 1 команда собрала простейшую цепь из источника тока, амперметра, вольтметра и лампочки, рассчитала сопротивление лампы и мощность. При защите 2 команда использовала прибор для демонстрации электролитической диссоциации. В раствор поваренной соли опускают электроды – лампа горит ярко. В стакане с водопроводной водой – лампа горит тускло. При защите третья команда показала эксперимент: в клубень картофеля, в лимон, в мандарин воткнуты две пластины- медная и цинковая , которые соединены проводами с гальванометром. Стрелка прибора отклоняется – это говорит о наличие электрического тока. Сок картофеля – электролит, а сам клубень картофеля и пластины работают как гальванический элемент. Сок лимона и мандарина – электролит и пластины работают тоже как гальванический элемент. В итоге получилась следующие схемы (Приложение 3,4,5)

Применение на уроке астрономии «Обобщение по теме «Солнечная система»

На уроках астрономии данный метод был использован в процессе обобщения по теме «Солнечная система». (Приложение 6)

Рис 3 Один из вариантов выполнения задания по теме «Солнечная система»

Анализ полученных результатов по применению технологии шестиугольного обучения отзывов учащихся, позволяют сделать вывод о том, что шестиугольное обучение способствует развитию логики и творческих способностей обучающихся. Эта технология за достаточно короткое время помогает получить новые знания, сформулировать выводы, обобщить, структурировать и систематизировать учебный материал. Учащиеся учатся работать в команде, получают возможность собственной классификации, установления связей, обоснования и представления результата в рамках конкретной задачи.

Таким образом, использование технологии шестиугольного обучения в процессе обучения физике в школе является одним из вариантов повышения эффективности образовательного процесса. Ученики, выполняя операции сравнения, анализа, синтеза оперируют имеющимися знаниями, применяют их в новых условиях и приобретают новые знания. Структурирование учебного материала, установление связей и последовательности, повышение интереса к изучаемому расширяет потенциальные возможности урока, способствует разрешению определенного круга задач.

Литература

1. Кирик JI.A. Физика. 8 класс. Разноуровневые самостоятельные и контрольные работы.— М.: ИЛЕКСА, 2014.— 80 с.

1. http://didaktor.ru/shestiugolnoe-obuchenie-kak-obrazovatelnaya-texnologiya/

1. Шурыгин В.Ю., Краснова Л.А. Особенности проведения лабораторных занятий по физике на основе технологии «Перевернутый класс« // Вопросы педагогики. 2019. № 11-1. С. 288-290

Приложение 1

1. По медному проводнику с поперечным сечением 3,5 мм² и длиной 14,2 м идет ток силой 2,25 А. Определите на­пряжение на концах этого проводника.

2. Определите силу тока, проходящего по стальному проводу длиной 100 м и поперечным сечением 0,5 мм², при напря­жении 68 В.

3. По никелиновому проводнику длиной 10 м идет ток силой

1. 5 А. Определите площадь поперечного сечения провод­ника, если к его концам приложено напряжение 20 В.

1. Сила тока в спирали электрокипятильника 4 А. Кипятильник включен в сеть с напряжением 220 В. Какова длина нихромовой проволоки, из которой изготовлена спираль кипятиль­ника, если площадь ее поперечного сечения равна 0,1 мм²?

2. В цепь источника тока, дающего напряжение 6 В, включили кусок никелиновой проволоки длиной 25 см и площадью поперечного сечения 0,1 мм². Какая сила тока установи­лась в цепи?

3. Определите напряжение на концах стального проводника длиной 140 см и площадью поперечного сечения 0,2 мм², в котором сила тока равна 250 мА.

4. Сила тока в нагревательном элементе электрического чай­ника равна 4 А при напряжении 120 В. Найдите удельное сопротивление материала, из которого сделана обмотка, если на изготовление нагревателя пошло 18 м провода сечением 0,24 мм².

5. Определите удельное сопротивление сплава, если напряже­ние на концах сделанной из него проволоки с поперечным сечением 0,5 мм² и длиной 4 м равно 9,6 В, а сила тока в ней — 2 А.

Приложение 2

Мастер – класс «Изучение электрических явлений через предметное содержание физики и химии».

Авторы:

Нугманова Алсу Саримовна, учитель физики высшей квалификационной категории;

Клюге Лидия Ивановна, учитель химии высшей квалификационной категории

Стремление привести основное и среднее образование в соответствие с изменившимися информационными, технологическими и социальными условиями нашего общества реализовались в документах ФГОС основного и среднего образования второго поколения.

Федеральный Государственный Образовательный Стандарт (ФГОС) во главу угла ставит развитие личности ребенка. Данная задача требует от учителя нового подхода к организации процесса обучения. Урок, как и было раньше, остается основной единицей обучающего процесса. Но теперь изменились требования к проведению урока, предложена другая классификация уроков. Специфика системно-деятельностного подхода предполагает и другую структуру урока, которая отличается от привычной, классической схемы. В данном материале мы предлагаем использование новой технологии для проведения интегрированного урока систематизации знаний по физике и химии по теме «Изучение электрических явлений на уроках химии и физики»

К современному уроку по ФГОС предъявляются следующие требования

• Урок обязан иметь личностно-ориентированный, индивидуальный характер.

• В приоритете самостоятельная работа учеников, а не учителя.

• Осуществляется практический, деятельностный подход.

• Каждый урок направлен на развитие универсальных учебных действий (УУД): личностных, коммуникативных, регулятивных и познавательных.

• Авторитарный стиль общения между учеником и учителем уходит в прошлое. Теперь задача учителя — помогать в освоении новых знаний и направлять учебный процесс.

Тип урока, представленный на мастер-классе: Урок систематизации и обобщения полученных знаний.

(Цели и задачи урока:

Деятельностная: научить детей, используя полученные знания, структурировать, находить связи между понятиями, полученными на уроках физики и химии. развивать умение перехода от частного к общему и наоборот, научить видеть каждое новое знание, изученный способ действий в рамках всей изучаемой темы.

Содержательная: научить обобщению, развивать умение строить теоретические предположения о дальнейшем развитии темы, научить видению нового знания в структуре общего курса, его связь с уже приобретенным опытом и его значение для последующего обучения.

• Образовательные:

• Повторить и обобщить знания по темам: проводимость в средах, природа носителей зарядов;

• Повторить сущность I и II законов Фарадея;

• Химическая основа гальванического элемента;

• Электролитическая диссоциация

• Воспитательные :

• Показать значение электролиза для народного хозяйства;

• На примере биографии ученых воспитывать трудолюбие, усердие в учебе, настойчивость;

• Формировать понятие о роли эксперимента в открытии закона Фарадеем;

• Показать взаимосвязь теории и практики при объяснении физических явлений;

• Воспитывать аккуратность, самостоятельность, старательность в совместной, групповой работе;

• Воспитывать взаимопомощь и взаимоконтроль при стремлении к достижению единой цели.

• Развивающие:

• Развивать системное и творческое мышление учащихся;

• Развивать умения наблюдать, анализировать и обобщать знания о физических и химических аспектах процессов;

• Формировать умения излагать мысли, планировать свою деятельность, анализировать результаты

Структура урока систематизации знаний

Схема мастер-класса:

№	Вид деятельности	Учитель	Время	Методы и приемы
1	Самоопределение. Орг. момент.	физики	1 мин	беседа
2	Актуализация знаний и фиксирование затруднений; раскрытие темы урока ПЛИКЕРС	Физики химии	5мин	Практическая деятельность
3	Постановка учебной задачи, целей урока. Шестиугольное обучение.	Физики		1 группа работает над проектом «Электрическая проводимость металлов (Электропроводность металлов- ребята собирают цепь)» 2 группа –«Электролитическая диссоциация; Демонстрация Электропроводимость растворов» 3 группа –«Электрохимический ряд напряжений; -гальванический элемент (ребята показывают опыт поющий огурец, природные источники тока)»
4	Составление плана, стратегии по разрешению затруднения			Работа в группах
5	Реализация выбранного проекта.			Работа в группах
6	Этап самостоятельной работы с проверкой по эталону.			Работа в группах
7	Защита проектов
8	Этап рефлексии деятельности. Завершение			Эксперимент «поющий огурец»

Анализируя программы по физике и химии, мы пришли к выводу, что многие вопросы изучаются в этих курсах параллельно. При этом на уроках физики обращается внимание в основном на физическую сущность явлений и процессов, а на уроках химии - на особенности и условия протекания реакций. Например, часть вопросов «электрический ток», «электролиз» рассматриваются на уроках химии в 9 и 11 классах, другая часть – на уроках физики в 10 и 11 классах. Поэтому целесообразно провести интегрированный урок по данной теме в 10 классе. При таком подходе учащиеся получат научно – обоснованную информацию, которая поможет им глубже изучить данный вопрос, детально разобраться в сущности процессов и явлений.

Учитель физики.

В основу Федерального государственного образовательного стандарта положен системно-деятельностный подход, при котором главное место отводится активной и разносторонней, самостоятельной познавательной деятельности школьника. Сегодня мы хотим познакомить вас с одним из приемов развития критического мышления - шестиугольное обучение. Метод шестигранного (шестиугольного) обучения сегодня активно используется в ряде школ Великобритании и практически не распространен в России. А ведь этот метод позволяет уйти от пассивного слушания к активной форме работы учащихся, что приводит к повышению эффективности занятий. Автором данной методики является англичанин, учитель истории Рассел Тарр. Данный метод позволяет - за определенное время обобщить и систематизировать материал;- устанавливать связи между понятиями и событиями, искать доказательства и выстраивать алгоритмы; - активизировать деятельность учащихся на уроке; - управлять групповым процессом.

Учитель химии. Для начала давайте определимся с темой занятия. Анализируя программы по физике и химии, мы пришли к выводу, что многие вопросы изучаются в этих курсах параллельно. Для того, чтобы разгадать тему урока ,вам надо ответить на вопросы. Мы включаем приложение Plikers. Это приложение позволяет моментально проверить ответ. Для этого у вас есть карты-коды. Вы поднимаете фигуру с ответом направленным вверх. Мы телефоном сканируем ответ и он выходит на экран.

Приложение №1

1. Кто изображен на экране (Майкл Фарадей)

2. Какое физическое явление представлено на рисунке (Электрическое)

3. Электрический ток это… (направленное движение электронов)

4. Атом состоит из …(ядра и электронной оболочки)

5. Наименьший заряд имеет… (электрон)

Учитель физики: Тема занятия- (ученики формулируют тему)

«Электрические явления в физике и химии»

Учитель физики. Электрический ток это?

Условия для электрического тока?

Учитель химии. Перед вами представлена схема. Как вы думаете, что общего между этими тремя объектами? Верно их связывает электрический ток. Задания командам.

1 команда должна объяснить : Объяснить, почему металлы проводят ток?

Вторая команда ; Почему растворы проводят ток?

Третья команда объясните - на чем основано действие источников тока.

1 группа Собирают логическую цепочку с помощью шестиугольников. В конце собирают простейшую цепь и показывают электропроводимость металлов. Вычисляют сопротивление, используя Закон Ома. Защищают свой проект.

1 группа составляет все по электрическому току→вывод металлы проводят ток за счет свободных электронов.

2 группа. Проект защищают. Подтверждается демонстрацией электропроводимости раствора соли и воды (показывает учитель химии) 2 группа разбирает тему ЭД. Вывод растворы проводят ток за счет →свободных ионов

Карты-шестиугольники

1 группа получает комплект на парту (вольтметр; источник постоянного напряжения на 4В; реостат; ключ; соединительные провода;) и карты-шестиугольники в конверте.

2 группа -

• Демонстрационный опыт 1(показывает учитель химии) Прибор для демонстрации электролитической диссоциации. В раствор поваренной соли опускают электроды – лампа горит ярко. В стакане с водопроводной водой – лампа горит тускло. Ребята оъясняют.

Завершает защиту проектов 3 группа . Демонстрационный гальванометр; картофелина; 2 железных гвоздя; 2 провода.

Объясняют принцип работы гальванического элемента и источников тока. Проводят опыт – «Продукты, как источники тока» (Собирает электрическую цепь , используя огурец, лимон, апельсин).

Лабораторный опыт 2(выполняют учащиеся)опыт с нитратом серебра и монетой

На столах учащихся – склянки с растворами сульфата меди (II) и сульфата железа (II), железный гвоздь и медная проволока. Учащиеся опускают гвоздь в раствор сульфата меди (II), а медную проволоку – в раствор сульфата железа (II). Записывают химические уравнения процессов и объясняют наблюдаемое явление.

Ответ учащегося: Железо как более активный металл, чем медь выталкивает медь из раствора ее соли, медь оседает красным налетом на гвоздь, раствор меняет окраску с голубого на зеленый. В пробирке с сульфатом железа (II) и медью изменений не происходит, так как реакция не идет.CuSO₄ + Fe → FeSO₄ + Cu, FeSO₄ + Cu →∕ .

Ученики: На разной активности металлов основано устройство гальванического элемента.

Вопросы: *Что такое гальванический элемент? ГАЛЬВАНИ́ЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕ́НТ, химический источник тока, в котором электрическая энергия вырабатывается в результате прямого преобразования химической энергии окислительно-восстановительной реакцией.

*Перечислите основные компоненты гальванического элемента.

*Где применяется гальванический элемент?

Демонстрационный опыт 3

В клубень картофеля, в лимон, в мандарин воткнуты две пластины- медная и цинковая , которые соединены проводами с гальванометром. Стрелка прибора отклоняется – это говорит о наличие электрического тока. Сок картофеля – электролит, а сам клубень картофеля и пластины работают как гальванический элемент. Сок лимона и мандарина – электролит и пластины работают тоже как гальванический элемент.

Учитель химии: На этом наше занятие закончено. Мы смогли применить наши знания по физике и химии для объяснения электрических явлений.

Приложение 3

Приложение 4