Учебно-методическая разработка по физике по внедрению модульно-компетентностного подхода в образовательном процессе по теме «Магнитное поле»

Министерство образования и науки Самарской области
ГБОУ СПО «ННХТ»

Учебно-методическая разработка по физике по внедрению модульно-компетентностного подхода в образовательном процессе
по теме «Магнитное поле»

Разработала:
Преподаватель физики
Комиссарова Н.П.

2014
Пояснительная записка

Учебно-методическая разработка по теме «Магнитное поле» разработана в соответствии с Федеральным компонентом Государственного образовательного стандарта среднего общего образования по физике.
Система профессионального образования все более ориентируется на принцип компетентности. Выпускники должны не только успешно выполнять свои профессиональные задачи, но и грамотно строить взаимоотношения с членами группы, уметь самостоятельно принимать решения, обладать гибкостью мышления. Поэтому данная учебно-методическая разработка позволяет делать обучение физике составной частью процесса формирования у учащихся основ естественнонаучной культуры. Одним из перспективных направлений в плане решения этой задачи является осуществление компетентностного подхода средствами модульных технологий.
Технологическая сторона данной методической разработки основана на принципах сотрудничества и сотворчества; на уроке преподаватель «стоит не над учеником», а «рядом с ним». Основной результат такой деятельности: интерес обучающихся к учебе, обеспечение развития у обучающихся креативных качеств с учетом индивидуальных особенностей личности, требования работодателя и ФГОС.

Представленная методическая разработка содержит методические рекомендации для преподавателей и позволяет обучающимся с помощью руководства по обучению освоить материал по теме в соответствии с требованиями к уровню подготовки выпускников среднего общего образования.

Изучение темы с использованием модульной технологии рассмотрено на примере 4 уроков.
1 урок – вводный. Учитель с помощью таблиц и демонстраций обращает внимание на главное при изучении материала, помогает установить причинно-следственные и логические связи.
Последующие уроки состоят из теоретического материала и руководства по обучению (ряда последовательных учебных элементов, направляющих деятельность учащихся).
Такое планирование помогает пройти усвоение учащимися учебного материала следующим образом:
1-й уровень – «знания-знакомства», - ученик работает на уровне «опознать знакомое»;
2-й уровень – «знания-копии», - ученик должен уметь воспроизвести формулы или формулировки тех или иных понятий; 3-й уровень – «знания-умения», - учащийся способен использовать те или иные представления или понятия при решении расчетных или качественных задач.
Оценка качества знаний и все виды контроля в рамках соответствующего модуля проводятся в форме разноуровневого тестового задания (Приложение 1), решения качественных и расчетных задач, ответов на контрольные вопросы ( Приложение 2 ).
По результатам заполнения таблицы из Приложения можно проследить динамику активности отдельного учащегося, провести корректировку учебно-воспитательной деятельности учащихся (проведение консультаций, факультативов, индивидуальных занятий, пересмотр заданий).

Цели :
1.Учебные:
- познакомить учащихся с понятием «магнитное поле» (физический объект, действие магнитного поля, источники);
- изучить свойства магнитного поля и средства его описания;
- применять полученные знания при решении задач;
- изучить устройство и принцип действия приборов магнитоэлектрической системы;
- научить составлять опорные конспекты.
2. Воспитательные:
- приобретение навыков активного участия в обсуждении;
- умение слушать;
- видеть перспективу изучаемого материала для других предметов.
3. Развивающие:
- развивать активность и познавательный интерес;
- развивать умение сравнивать, выделять главное, делать выводы.

В процессе изучения темы учащийся должен
усвоить:
факт существования магнитного поля и начальные представления о материальности магнитного поля;
знать:
понятия «индукция магнитного поля», «магнитный поток», «линии магнитной индукции», закон Ампера, правило левой руки для определения силы Ампера;
уметь:
решать задачи на простейшие расчеты магнитной индукции, силы Ампера .

Демонстрации:
взаимодействие параллельных токов,
магнитное поле катушки с токов,
действие магнитного поля на ток,
устройство и действие амперметра, вольтметра, громкоговорителя.

Учебная литература:
Мякишев Г.Я. и Буховцев Б.Б. «Физика. Учебник для 11 класса общеобразовательных учреждений», Москва, Просвещение, 2012;
Сборник задач под редакцией А. П. Рымкевича «Физика. 10 – 11 классы. Пособие для общеобразовательных учреждений», Москва, Дрофа, 2012;
М.А. Ушаков, К.М. Ушаков «Раздаточный материал по физике», Москва, Просвещение.

Тематическое планирование

Урок №
Тема урока
Учебные цели урока
КИМы
Дом. задание

1.
Магнитное поле
Ввести понятие о магнитном поле (физический объект, действие магнитного поля, источники), продолжить формирование умений выделять электромагнитные явления и описывать их физическими величинами и законами.
-
-

2.
Взаимодействие токов. Магнитное поле. Вектор магнитной индукции – основная характеристика магнитного поля.
Сформировать умения выделять магнитное поле по его действию; изучить свойства магнитного поля и средства его описания – магнитные силовые линии, правило буравчика; ввести понятие вектора магнитной индукции.
Тестовое задание
Проработать §§1,2,3.
Решить
задачу Р.835, Составить опорный конспект.

3.
Закон Ампера.
Изучить закон Ампера, сформировать умение характеризовать магнитное поле.
Задачи Р.839,
№ 2,3,5,6,7,8
§3

4.
Электроизмери тельные приборы.
Изучить устройство и принцип действия приборов магнитоэлектрической системы, громкоговорителя,
продолжить отработку знаний о магнитном поле и его характеристиках
Контрольные вопросы
§§4,5

УРОК 1. Тема урока: «Магнитное поле»

В теме изучают частное проявление электромагнитного поля- магнитное поле постоянного тока.
При изучении материала преподаватель с помощью таблиц 1-3 и демонстраций обращает внимание на качественный анализ сущности следующих явлений:
взаимодействие электрических токов;
действие магнитного поля на проводник или систему проводников.
Среди средств описания действия магнитного поля (физические величины, законы)
уделяется правилам левой руки и правого винта.
Анализируя таблицы преподаватель помогает установить причинно-следственные и логические связи.
Демонстрации:
взаимодействие параллельных токов,
магнитное поле катушки с токов,
действие магнитного поля на ток,
устройство и действие амперметра, вольтметра, громкоговорителя.

Таблица 1. Постоянное магнитное поле.

П О Л Е С В О Й С Т В А
постоянного тока, Порождается электрическим током,
постоянных магнитов – действует на электрический ток.
вид материи Постоянно во времени. Убывает от
источника. Вихревое. Поля бывают
разные: однородные, неоднородные
Поля не действуют друг на друга; могут
существовать в одной области
пространства.

С Р Е Д С Т В А О П И С А Н И Я
Магнитная индукция
Определение: величина, B = 13 EMBED Equation.3 1415 (Тл); В1В2
направление. Линии В,
поле прямого тока

Магнитный поток
Ф=В S cos
· (Вб)
Скалярная величина

Принцип В = В1 + В2
суперпозиции
полей

Взаимодействие F = B I l
токов F
·B
·I2

Таблица 2. Сравнение свойств электрического и магнитного полей

Свойства поля
Электростатическое
Магнитостатическое

Источник поля
Электрические заряды
Движущиеся заряды, ток

Виды полей
Однородное и неоднородное, постоянное во времени
Однородное и неоднородное, постоянное во времени

Характер поля
Потенциальное
Вихревое

Силовые линии поля
Незамкнутые
Замкнутые

Поле в веществе
Нет в проводниках, есть в диэлектриках
Есть в веществе

Энергия
Обладает
Обладает

Таблица 3. Магнитное поле

Действие на ток
Действие на заряд
Действие на вещество

Взаимодействие токов.
Электродвигатель.
Приборы магнитоэлектрической системы.
Громкоговоритель.
Кинескоп.
Масс-спектрограф.
Северное сияние.
Намагничивание вещества – постоянные магниты.
Магнитная запись информации.
Движение вещества в магнитном поле.

УРОК 2. Тема урока: Взаимодействие токов. Магнитное поле. Вектор магнитной индукции – основная характеристика магнитного поля.

Изучение нового материала начинается с постановки учебной проблемы:
Взаимодействуют ли между собой движущиеся электрические заряды?
Если взаимодействуют, то как и почему?
Чем такое взаимодействие отличается от взаимодействия покоящихся точечных электрических зарядов?
Как и какие характеристики поля необходимо ввести?
Общим ответом, имеющим важное мировоззренческое значение является такой: характеристики поля вводятся на основе его свойств.
Далее учащимся предлагается работать с модулем урока, поэтапно выполняя действия УЭ.

Модуль урока 2.

Учебный текст
Руководство по обучению
Примеча-
ние

Эрстед Ампер

13 EMBED PBrush 1415
УЭ1. Зарисуйте рисунки и подпишите их (§1)

УЭ2. Дайте определение магнитного поля. Перечислите основные свойства магнитного поля (§1)

Используй-те данный
УЭ для
составле-
ния
опорного
конспекта

13 EMBED PBrush 141513 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415
Линиями магнитной индукции (ЛМИ) называют линии
Важная особенность ЛМИ состоит в том, что .
Поле с замкнутыми силовыми линиями называют..
Направление вектора магнитной индукции устанавливают с помощью правила буравчика, которое состоит в следующем: если направление поступательного движения.
13 EMBED PBrush 1415

Модулем вектора магнитной индукции

УЭ3. Зарисуйте рисунки и продолжите определения (§2, §3)

Задание 1.
13 EMBED PBrush 1415

УЭ4. Используя правило буравчика, выполните задания по определению
направления линии магнитной индукции В.
Результаты покажите учителю; убедитесь в правильности вашего решения.

13 EMBED PBrush 141513 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415
B=13 EMBED Equation.3 1415 - магнитная индукция.
[M]=[H м] – максимальный вращающий момент, действующий на рамку;
[I]=[A] – сила тока в рамке;
[S]=[м13 EMBED Equation.3 1415] – площадь рамки;
[B]=[Тл] (тесла) – магнитная индукция.

УЭ5. Зарисуйте рисунок и запишите формулу в тетрадь.13 EMBED Equation.3 1415

Задача №1.
Максимальный вращающий момент, действующий на рамку площадью 1 см13 EMBED Equation.3 1415, находящуюся в магнитном поле, равен 2 мкН·м. Сила тока, текущего в рамке, 0,5 А. Найти индукцию магнитного поля. 13 EMBED Equation.3 1415
Решение задачи №1
Дано: Си
S=1см13 EMBED Equation.3 1415 1·1013 EMBED Equation.3 1415м13 EMBED Equation.3 1415
M=2мкH м 2·1013 EMBED Equation.3 1415H·м
I=0,5А

В - ?
Решение:
B=13 EMBED Equation.3 141513 EMBED Equation.3 1415
Вычисление:
В=13 EMBED Equation.3 1415;
В=4·1013 EMBED Equation.3 1415Тл=0,04 Тл.
Ответ: В=0,04 Тл.13 EMBED Equation.3 1415

УЭ6. Разобрать и выписать в тетрадь образец решения задачи №1.
13 EMBED Equation.3 141513 EMBED Equation.3 1415

Задача №2.
Рамка площадью 400 см2 помещена в однородное магнитное поле с индукцией 0,1 Тл так, что нормаль к рамке перпендикулярна линиям индукции. При какой силе тока на рамку будет действовать вращающий момент 20 мН
·м?
УЭ7. Решите задачу №2 самостоятельно. Результат покажите преподавателю.

УЭ8. Для закрепления пройденного материала возьмите у учителя тестовое задание, выполните его, сдайте на проверку преподавателю и получите допуск к следующему УЭ.

УРОК 3. Тема урока: Закон Ампера.

Урок начинается с проверки домашнего задания. Результат решения задачи представлен на доске.
Фронтально повторяются вопросы:
Каков механизм взаимодействия электрических токов?
Каковы важнейшие свойства магнитного поля?
Какова основная характеристика магнитного поля по аналогии с электрическим?
Преподаватель повторяет, что важнейшим свойством магнитного поля является его действие на ток.
Изучение нового материала, отработка навыков и умений осуществляется с помощью модуля урока 3.

Модуль урока 3.

Учебный текст
Руководство по обучению
Примечание

УЭ1. Из §3 запишите формулу и определение закона Ампера.

Направление силы Ампера определяется правилом левой руки: если левую руку расположить так, чтобы линии магнитной индукции входили в ладонь, а четыре вытянутых пальца были направлены по направлению тока, то отогнутый на 90° большой палец покажет направление силы, действующей на проводник.
13 EMBED PBrush 141513 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415
УЭ2. Запишите в тетрадь и выучите правило левой руки для определения силы Ампера

Задача №888 (1)
Дано:
13 EMBED PBrush 141513 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415
13 EMBED PBrush 141513 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415
13 EMBED PBrush 141513 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415
Найти: FА

Решение:
13 EMBED PBrush 141513 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415
УЭ3. Используя правило левой руки рассмотрите примеры решения задач №839 (1, 4). Задачи №839
(2, 3, 5, 6, 7, 8) выполните самостоятельно. Результат покажите учителю, получите обязательную оценку.
Рымкевич А.П. Сборник задач по физике.

Если у вас возникли вопросы по ходу выполнения задания:
- повторите правило левой руки;
- обратитесь к преподавателю или обучающемуся, который выполнил это задание.

УРОК 4. Тема урока: Электроизмерительные приборы.

Содержание данного урока в целом представлено предыдущими уроками, а также соответствующей темы в рабочей программы по дисциплине ФИЗИКА. Эффективность урока усиливается включением в ход урока практических заданий.
Устройство и принцип действия приборов магнитоэлектрической системы учащиеся изучают с помощью модуля урока 4.

Модуль урока 4.

Учебный текст
Руководство по обучению
Примечание

УЭ1. Зарисуйте рис. 20
(§4), подпишите составные части прибора магнитоэлектрической системы.

УЭ2. Найдите составные части прибора магнитоэлектрической системы и продемонстрируйте их соседу по парте.
Раздать по одному прибору (амперметр или вольтметр) на парту.

Контрольные вопросы:
1. В каких областях прибора существует магнитное поле?
2. Какой вид имеют полюса постоянного магнита?
Зачем они нужны?
3. Поворачивается ли катушка на 90°?
4. Как направлен ток в катушке при обозначенных символах (см. рис. 21 учебника)?
5. Какой прибор – амперметр или вольтметр изображен на рис. 20 учебника?

УЭ3. Подготовьте письменно или устно ответы на вопросы и получите допуск к следующему учебному элементу.

УЭ4. Для закрепления пройденного материала возьмите у преподавателя раздаточный материал (задание 72-А) и выполните его самостоятельно.
Если вы затрудняетесь в выполнении задания, обратитесь к преподавателю или обучающемуся, который выполнил это задание.

УЭ5. Прочитайте §5 и подготовьте сообщение о работе громкоговорителя для урока обобщающего повторения.

Приложение 1

Тестовое задание.

Вариант 1.
Вариант 2.

Уровень А (оценка 3)

1. Что наблюдалось в опыте в опыте Эрстеда?
а) взаимодействие двух параллельных проводников с током;
б) взаимодействие двух магнитных стрелок;
в) поворот магнитной стрелки вблизи проводника при пропускании через него тока;
г) возникновение электрического тока в катушке при вдвигании в нее магнита.
1. Что наблюдалось в опыте Ампера?

а) взаимодействие двух параллельных проводников с током;
б) взаимодействие двух магнитных стрелок;
в) поворот магнитной стрелки вблизи проводника при пропускании через него тока;
г) возникновение электрического тока в катушке при вдвигании в нее магнита.

2. Как называется единица магнитной индукции?

а) Ватт; б) Тесла; в) Н·м; г) Ампер
2. Как называется единица магнитной индукции?
а) Ватт; б) Н·м; в) 13 EMBED Equation.3 1415; г) Ампер.

3. Как взаимодействуют между собой два параллельных проводника, если по ним протекают токи в одном направлении?

а) притягиваются; б) отталкиваются;
в) сила взаимодействия равна нулю.
3. Как взаимодействуют между собой два параллельных проводника, если по ним протекают токи в противоположных направлениях?
а) притягиваются; б) отталкиваются;
в) сила взаимодействия равна нулю.

4. Рамку, площадь которой равна 0,5 м2 поместили в магнитное поле перпендикулярно линиям индукции. Когда по рамке пропустили ток 4 А, на нее стал действовать момент сил 12 Н·м. Чему равен модуль индукции магнитного поля?
а) 0,16 Тл; б) 1,5 Тл; в) 6 Тл; г) 24 Тл.
4. Рамку площадь которой 2 м2, поместили в магнитное поле перпендикулярно его силовым линиям. Когда по рамке пропустили ток 3А, на нее стал действовать момент сил 3 Н·м. Чему равен модуль индукции магнитного поля?
а) 0,5 Тл; б) 1 Тл; в) 2 Тл; г) 18 Тл

Уровень В (оценка 4)
5. На рисунке изображен проводник, по которому течет электрический ток. Какое направление имеет вектор магнитной индукции магнитного поля в точке М?
а) 1; б) 2; в) 3; г) 4; д) 5; е) 6.
13 EMBED PBrush 1415
5. На рисунке изображен проводник, по которому течет электрический ток. Какое направление имеет вектор магнитной индукции магнитного поля в точке М?
а) 1; б) 2; в) 3; г) 4; д) 5; е) 6.
13 EMBED PBrush 1415

Уровень С (оценка 5)
6. Какой из вариантов соответствует схеме расположения линии индукции магнитного поля вокруг прямолинейного проводника с током перпендикулярно плоскости рисунка?
а) 1; б) 2; в) 3; г) 4
6. Какой из вариантов соответствует схеме расположения линии индукции однородного магнитного поля ?

а) 1; б) 2; в) 3; г) 4

13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415

1) 2) 3) 4)

Справочный лист ответов для преподавателя

Тестовое задание

Номер вопроса
Вариант 1
Вариант 2

1
В
А

2
Б
В

3
А
Б

4
В
А

5
В
Е

6
В
Б

Приложение 2
Контроль учебного процесса
Группа №_____

№
п/
п

Фамилия
Имя
обучающегося
Тестовое задание
Задачи, Р.№839
Контрольные вопросы

Номер задания
Оценка
Номер задачи
Оценка

Номер вопроса
Оценка

1

2

3

4

5

6

2

3

5

6

7

8

1

2

3

4

5

Принцип выставления оценок за правильно выполненные задания
за тестовое задание:
уровень А - «3», уровень В – «4», уровень С – «5»,
за решение задач:
4 задачи – «3», 5 задач –«4», 6 задач –«5»,
за ответы на контрольные вопросы:
3 вопроса –«3», 4 вопроса –«4», 5 вопросов –«5».

Root EntryEquation Native