ИЗУЧЕНИЕ «МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ И ГАЗОВЫХ ЗАКОНОВ» УЧАЩИМИСЯ 10 КЛАССОВ НА ОСНОВЕ КАРТ БАРИЧЕСКОЙ ТОПОГРАФИИ

В образовательной системе Республики Казахстан происходит ряд изменений в обучении физики в общеобразовательных учреждениях. На основании обновленной программы обучения подготовка учащихся старших классов в рамках целостно- ориентированного образования реализуется как компетентностный подход, направленность которого заключается не на получении готовых знаний, а самостоятельный поиск новых знаний путем решения задач практической применимостью.

Компетенции – совокупность взаимосвязанных качеств личности (знаний, умений, навыков, способов деятельности), задаваемых по отношению к определенному кругу предметов и процессов, и необходимых для качественной продуктивной деятельности по отношению к ним [1]. Основные элементы компетентности в данном случае рассматриваются как активизация внутренних и внешних ресурсов для достижения целей индивидуальных и социальных потребностей, в рамках системы образования. Конечным результатом образования в компетентной среде на государственном уровне предполагает формирование культурно- исследовательской, интеллектуальной и духовно развитой личности, адаптированной для участия в социальных и политических сферах Республики Казахстан.

Одним из приоритетов современного образования для успешного овладения рядом компетенций является организация исследовательской деятельности. Для организации исследовательской работы с учениками многие используют различные приемы обучения, семинары, учебные проекты, круглый стол, способствующие формированию их активной познавательной деятельности.

Вопросами исследовательской деятельности занимались психологи и педагоги различных школ и направлений М.В. Лебедев, А.С. Обухов, И.Я. Гальперин, А.В. Леонтьевич, А.А. Аршавский, А.И. Савенков и. т.д.

Исследовательская деятельность учащихся рассматривается в педагогике как деятельность, направленная на формирования и создание тех сторон характера, которые важны для формирования личности, как общественного субъекта на основе самостоятельного приобретения субъективно новых знаний, умений и навыков [2].

Психолого- педагогический анализ исследований показывает, для того чтобы добиться полноценного усвоения знаний физики как науки, и целенаправленном формировании научно- исследовательского мышления, необходимы методы и процессы научного познания. Частные методы научного познания предмета физики входят в программу средней школы. По данным методам, учащиеся проводят наблюдения, выполняют лабораторные практикумы, рассматривают процессы работы экспериментальных установок, что в свою очередь развивает первоочередные представления об исследовательской деятельности.

Методико- практическая работа

В педагогическом эксперименте был использован проектно-поисковый метод реализации межпредметной связи физики, который формирует не просто умения, а компетенции. Это навыки, которые имеют сонаправленность с практической деятельностью. Востребованность данного метода заключается в рациональном сочетании теоретических знаний, и практической значимости в конкретных проблемных ситуациях.

Проектная работа разработана в соответствие типовой программы обучения физики в 10-ых классах естественно- математического направления, при изучении молекулярно- кинетической теории газов. Молекулярно- кинетическая теория одна из фундаментальных физических теорий, содержащая огромное количество законов, процессов, понятий, явлений, которые составляют целостные знания данной теории.

Принцип межпредметности, использованный в формировании исследовательских умений, поможет раскрыть когнитивные и аффективные мыслительные процессы учащихся и их творческий потенциал.

Целостное изучение посредством барической карты местности облегчает изучение и общее представление о структуре молекулярно- кинетической теории. Учащиеся смогут наглядно увидеть область применения изопроцессов, изучить их основные свойства и характеристики. Возможность установления взаимосвязи между микро, и макро - параметрами, изучить природу явлений окружающей среды, что в свою очередь раскроет исследовательскую культуру личности на пути самообучения.

Задание №1. Соединить линии одинакового давления как представлено на рисунке 1.

Рисунок 1. Карта барической топографии

По первому заданию учащиеся будут иметь представления:

- изолиния (линии соединяющие участки одинакового давления)

- изобарическая система (изобарный процесс в отдельных участках местности)

- изогипсы (зависимость изобарической системы от высоты)

Задание№2. Определить зоны высокого и низкого давления. Характеристики высокого и низкого давления изобарической системы (циклоны, антициклоны).

По второму заданию учащиеся будут уметь исследовать:

- зоны высокого и низкого давления (изобарическая система в зависимости от высоты местности, представленные на рис.2 № I, II)

- иметь представления о циклоне и антициклоне:

Циклон- атмосферные вихри с низким давлением в центре. Характеристики циклона в изобарической системе (ложбина- узкая вытянутая полоса пониженного давления от центра циклона)

Антициклон- область устойчивого высокого давления изобарической системы, располагающаяся между циклонами. Основные изобарические характеристики антициклона (гребень- вытянутая область повышенного давления, седловина- изобарическая система, заключенная между двумя областями высокого и низкого давления).

Задание №3. Исследовать физические явления и процессы газовых законов, происходящие в зонах изобарической системы найденные во 2-ом задании.

В условиях данного задания учащиеся изучат метеорологические процессы, которые носят физическую природу явлений. Научаться предсказывать те или иные процессы по данным микро и макропараметрам. Сформируют навыки быстрого определения движения и направления изобарических систем, их последующее развитие. Будут иметь представления основных погодных явлений в циклоне и антициклоне, и условия их возникновения.

Облака представляют собой видимое скопление капель воды и кристаллов льда, находящихся в воздухе во взвешенном состоянии на некоторой высоте над земной поверхностью. Облака образуются в результате конденсации (переход водяного пара в жидкое состояние) и сублимации (переход водяного пара непосредственно в твердое состояние) водяного пара. Главной причиной образования облаков является адиабатическое (без обмена теплом с окружающей средой) понижение температуры в поднимающемся влажном воздухе, приводящее к конденсации водяного пара; турбулентный обмен и излучение, а также наличие ядер конденсации.

Водяные капли или ледяные кристаллы, выпадающие из облаков на поверхность Земли, называются атмосферными осадками. Осадки выпадают обычно из тех облаков, которые по своей структуре являются смешанными. Для выпадения осадков необходимо укрупнение капель или кристаллов до 2-3 мм. Укрупнение капель происходит за счет слияния их при столкновении. Второй процесс укрупнения связан с переносом водяного пара с капель воды на кристалл, и он растет, что связано с различной упругостью насыщения над водой и надо льдом. Выпадение осадков бывает из облаков, которые достигают тех уровней, где происходит активное образование кристаллов, т.е. там, где температуры находятся в пределах -10°С÷-16°С и ниже [3].

По третьему заданию учащиеся приобретут следующие исследовательские навыки:

- изучать явления и процессы, протекающие в изобарической системе

- выявление условий фазового перехода агрегатных состояний воздуха

- исследовать принципы термодинамических явлений в адиабатическом процессе

- устанавливать взаимосвязь макропараметров (P, V, T)

- определять виды и количество осадков по типу образования облаков.

Задание №4. Изучить карты барической топографии регионов Казахстана в домашних условиях и проверить результаты исследования.

1. Изучить барическую карту выбранной местности.
2. Определить зоны высокого и низкого давления (циклон, антициклон)
3. Обосновать движение и направление барической системы
4. Термодинамические процессы и явления, происходящие в зонах барической системы
5. Причины, условия, и виды образовавшихся облаков
6. Количество и виды осадков по типу образования облаков
7. Дать описание физических процессов и явлений (молекулярно- кинетической теории и газовых законов) в данном наблюдение
8. Сравнить полученные результаты исследования с фактическими данными метеоусловий изучаемой местности
9. Составить отчет о проведение данного исследования.

При проведение данного экспериментального наблюдения, учащиеся погрузятся в исследовательскую среду, в которой они смогут применять теоретические знания в практике, выработать научно- исследовательские навыки, которые смогут применять в других отраслях науки. Будут иметь представления о законах, процессов, явлений не на уровне понятия и теории, а как познания действительности природы. Изучение курса физики по данной методике, в рассмотрение в конкретной области исследования, у учащихся выработается исследовательская культура личности, раскроются внутренние творческие потенциалы, развитие будет происходить под самообучением.

Список литературы:

1. Хуторской А. В., Современная дидактика: учебное пособие. 2-е издание, перераб. М: Высшая школа, 2007 год. 108 с.- учебное пособие
2. Бабанский Ю.К. Педагогика [Текст]: учебное пособие для студентов педагогических институтов/ Ю.К. Бабанский.- изд. 2-е, доп. и перераб. - М.: Просвещение, 1988 г. – 479 с.
3. Позднякова В. А., Практическая авиационная метеорология. учебное пособие для летного и диспетчерского состава ГА. Уральский УТЦ ГА, г. Екатеринбург, 2010 г. 12-14 с.