Методическая разработка открытого урока по учебному предмету ОВПу.02 Физика ЯВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ

Областное бюджетное профессиональное образовательное учреждение

«Курский электромеханический техникум»

(ОБПОУ «КЭМТ»)

ЯВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ

И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ

Методическая разработка открытого урока

по учебному предмету ОВПу.02 Физика

для преподавателей физики ОБПОУ «КЭМТ»

Разработчик: Николаенко Наталья Валерьевна,

преподаватель высшей квалификационной категории

2016 г.

ЯВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ

И ЕЕ ПРИМЕНЕНИЕ

Методическая разработка открытого урока

по учебному предмету ОВПу.02 Физика

для преподавателей физики ОБПОУ «КЭМТ»

Разработчик: _________ Н.В. Николаенко, преподаватель высшей

квалификационной категории

Рецензенты:

1. Махова Л.А., преподаватель высшей квалификационной категории ОБПОУ «КМТ»

2. Чикунова Л.В., преподаватель высшей квалификационной категории ОБПОУ «КЭМТ»

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Учение не должно сводиться к беспрерывному накоплению знаний, к тренировке памяти, к отупляющей, никому не нужной, вредной для здоровья и для умственного развития зубрёжке… Хочется, чтобы дети были путешественниками, открывателями и творцами в этом мире. Наблюдать, думать, рассуждать, переживать радость труда и гордиться созданным, творить красоту и радость для людей и находить в этом творении счастье

В.А.Сухомлинский

Нужно, чтобы ученики, повозможности, училисьсамостоятельно, а учительруководил этим самостоятельнымпроцессом и давал для негоматериал

К.Д. Ушинский

Мысленные рассуждения произведены бывают из надежных и много раз повторенных опытов

М.В. Ломоносов

Гораздо надежней искать настоящего источника электрических явлений не в умствованиях, к которым доселе прибегали почти все физики, но в непосредственных следствиях самых опытов

В.В. Петров

На рубеже XX-XXI веков кардинально изменился жизненный мир личности и социума. Интенсивное развитие инновационных технологий, повсеместное использование достижений современной цивилизации, быстрая ассимиляция научного знания опытом повседневности детерминировали появление новой концепции образования, отвечающейвызовамвремени. Эта концепция базируется на формировании у современного специалиста не только необходимой суммы фундаментальных и специальных знаний, но и умений творческого решения практических задач, стремления осваивать новые сферы деятельности, быстро адаптироваться к изменяющимся условиям. Все эти качества необходимо формировать в профессиональной школе. Воспитываются они через активное участие студентов в освоении знаний и путей их практического применения.

Изучение учебного предмета «Физика» осуществляется в ОБПОУ «КЭМТ» в соответствии с новой философией образования, определившей позицию студента как активного субъекта обучения. На уроках физики будущие специалисты приобретают навыки поиска, анализа, научного осмысления актуальной учебной информации, творческого применения нового, самостоятельно добытого знания. Успешное решение стоящих перед преподавателем задач подготовки специалиста новой формации – активного созидателя, ориентированного на успешную профессиональную самореали-зацию, самообразование в течение всей жизни, во многом предопределяется модернизацией технологических подходов, обеспечивающих через освоение содержание образования новое качество профессионально-личностного развития обучающихся. На уроках физики активно применяются современные образовательные технологии: технология личностно ориентированного обучения, технология исследовательской деятельности, проектной деятельности. Новым смысловым контентом наполняется содержание технологий, активно применяемых в практике преподавания физики в течение последних десятилетий. В их числе – технология проблемного обучения, ставшая научно-методической основой представленного урока.

Базой для становления проблемного обучения изначально явились философские дискуссии Сократа и его оппонентов, в которых истина устанавливалась в ходе беседы или спора. Высочайшую оценку сократовские диалоги получили в трудах Я.А. Коменского, который настойчиво призывал к использованию сократовского «духовного повивального искусства». «…мудрейший из философов, Сократ, обыкновенно говорил о себе, что он не может больше ничегоделать, как оказывать уму услуги повивального искусства, т.е.раздувать божественные, сокровенно лежащие в душе каждого
человека искры и вызывать из них пламя», – читаем у Коменского, цитирующего в свою очередь Сократа.¹

Сократовский развивающе-вопросный метод обучения назван А. Дис-тервегом «венцом учительского искусства», имеющего колоссальное влияние на учеников (даже при применении этого искусства «несовершенным образом»), «потому что здесь душа соприкасается с душой».²

В нашей стране теория проблемного обучения формировалась с 60-х годов XX века. Существенный вклад в становлении теоретико-методоло-гической базы проблемного обучения внесли А.М. Матюшкин³, М.И. Махму-тов,⁴ И.Я. Лернер⁵ и др.

Что же исследователи сегодня относят к проблемному обучению?

В работах М.И. Махмутова проблемное обучение рассматривается как вид развивающего обучения, сочетающий самостоятельную систематическую, самостоятельную поисковую деятельность обучающихся с усвоением ими готовых знаний, а структура методов выстроена на основе целеполагания и принципа проблемности.

В. Оконь утверждает, что проблемное обучение – это ряд таких действий, как создание проблемных ситуаций, формулирование задач, контролирование учеников при решении данных задач, проверка этих решений, руководство процессом систематизации и закрепления приобретенных знаний.

По мнению И.Я. Лернера, проблемное обучение характеризуется тем, что обучающиеся под руководством педагога принимают участие в поиске решения новых для них познавательных и практических задач.

Данные определения отражают следующие основные признаки проблемного обучения:

• особым образом организованная деятельность учащихся, предполагающая стимулирование их самостоятельности и творчества в познании;

• специфическая организация содержания обучения, при которой учебный материал не преподносится «в готовом виде», а требует от обучающегося самостоятельного поиска, «домысливания», «достраивания» содержания учебного материала до целостной системы знаний и умений;

• деятельность педагога, выстроенная на основе принципа проблемности.

Приобщение к научному методу познания, овладевание его основами и принципами означает фактически готовность обучающегося«переоткрыть» уже сделанное в науке открытие. Главным для обучающегося становятся не знания, а процесс выявления сущности закономерностей, данных ему в научных открытиях.

Предлагаемый урок – это проблемная лекция по одной из ключевых тем курса физики. Лекция построена в вопросно-ответной форме, позволяющей обучающимся не только следить за развитием мысли преподавателя (как обычно происходит в формате традиционной лекции), но и активно участвовать в «открытии» нового знания. Наряду с информационными вопросами, актуализирующими, «извлекающими» на поверхность из памяти обучающихся имеющиеся отрефлексированные знания, необходимые для продвижения вперед, студентам предлагаются проблемные вопросы, активизирующие их мыслительную деятельность, развивающие умения применять знания в нестандартной ситуации, логическое, критическое, творческое, продуктивное мышление. Студенты на уроке не только усваивают ключевые физические понятия и явления – результаты научного познания, но и зачастую получают возможность прикоснуться к самому процессу «открытия» нового знания в науке, стать свидетелями движения и развития научной мысли, расширить свое представление о способах продуцирования нового физического знания: от интуиции через гипотезы и эксперименты к открытиям и стройным теориям.

Физика принадлежит к числу учебных предметов, формирующих у обучающихся естественно-научную картину мира. Роль проблемного обучения на уроках физики в ОБПОУ «КЭМТ», реализующем программы подготовки специалистов технического профиля, невозможно переоценить: через осмысление проблемных вопросов и решение задач проблемного характера происходит становление мировоззрения обучающихся и развитие их личностной сферы, достигаются предметные, метапредметные и личностные результаты обучения, осуществляется развитие и совершенствование универсальных учебных действий, необходимых для формирования в дальнейшем профессиональных компетенций будущих специалистов.

Физика – наука экспериментальная, поэтому вербальные методы обучения обязательно должны подкрепляться опытно-экспериментальными. Концепция предлагаемого урока построена на интеграции теории и практики: все гипотезы и рассуждения проверяются опытом, умозаключения и выводы строятся на результатах физического эксперимента. Таким образом, обучающиеся «погружаются» в лабораторию физической мысли, базирующейся на научном эксперименте.

Ключевые (опорные) положения лекции фиксируются в опорном конспекте, что способствует выработке у обучающихся умений и навыков извлекать самое существенное из полученной информации, систематизировать, обобщать и делать выводы, формирует культуру мышления и ведения записей, необходимых для репродукции добытых знаний, их осмысления и применения.

Существует целая система методовпроблемного обучения. Автором представленного урока активно используются следующие методы: проблемное изложение, диалогический, рассуждающий⁶, эвристический (эвристическая беседа), опытно-экспериментальный.В качестве приёмов создания проблемных ситуаций используются нижеперечисленные: подведение обучающихся к противоречию с предложением найти способ его разрешения, побуждение обучающихся делать сравнения,обобщения, выводы из ситуации, сопоставлять факты, постановка конкретных вопросов (на обобщение, конкретизацию,логику рассуждения); определение проблемных теоретических и практических (опытно-экспериментальных) заданий⁷ и др.

Технология проблемного обучения реализуется в формате предлагаемого урока в сопряжении с технологией работы в малых группах. Обучающиеся делятся на четыре команды, студенты каждой команды, участвуя в «открытии» нового знания, коллегиальновыполняют опытно-экспериментальные исследования, делают умозаключения, формулируют и аргументируют выводы, таким образом, развивая умения и навыки активного взаимодействия, сотрудничества, обогащая свой опыт совместного решения проблемных задач.

На уроке активно используются информационно-коммуникационные технологии обучения (интерактивная доска). Интерактивная доска Interwrite™ Board совместно с мультимедийным проектором и компьютером предоставляет преподавателю широкие возможности для проведения занятия. По сути дела на экране доски отображается сжатый, концентрированный вариант содержания занятия (своеобразный электронный конспект), реализуемый через пакет иллюстративных материалов (текстов, рисунков, видеофрагментов и т.п.), которые используются в рамках данного учебного занятия и сохраняются в виде файла на компьютере. Интерактивная доска помогает и логически систематизировать информацию на уроке, и в тоже время визуализировать ее. Предлагаемая лекция приближена по своей сути к лекции-визуализации.

Проблемное изложение изучаемого материала, активное вовлечение обучающихся в познавательную деятельность, использование опытно-экспериментальных методов организации обучения, применение интерактивной доски, сопряжение в рамках одного учебного занятия нескольких образовательных технологий – все это в комплексе позволяет провести урок на уровне современных требований к подготовке квалифицированных специалистов, востребованных на рынке труда.

деятельностная карта учебного занятия

план урока

Специальность:09.02.01 Компьютерные системы и комплексы

Учебная группа: КСК-11

Учебный предмет:ОВПу.02 Физика

Тема учебного занятия: Явление электромагнитной индукции и его применение

Тип урока: урок «открытия» нового знания

Вид урока: проблемная лекцияс элементами исследовательской деятельности

Место проведения: учебный кабинет «Физика»

Средства обучения:

• технические:

• мультимедийный проектор и интерактивная доска, персональный компьютер;

• лабораторное оборудование: гальванометр − 5 шт., катушка – 8 шт., полосовой магнит – 8 шт., реостат – 2 шт., ключ, источник питания на 24 В, батарея, соединительные провода, дугообразный магнит, магнитная стрелка, штатив – 2 шт.

• информационно-коммуникационные:

• компьютерная мультимедийная презентация к уроку;

• видеофрагменты.

• дидактический материал:

• шаблоны опорного конспекта – 25 шт.

• шаблон кластера – 4 шт.

• жетоны («тесла»)

Цели урока:

деятельностная:создание условийдля овладения умениями проводить наблюдения, планировать и выполнять эксперименты, выдвигать гипотезы, применять полученные знаниядля объяснения явления электромагнитной индукции и ее свойств;

содержательная: формирование понятия «явление электромагнитной индукции» и представления о его применении в технике, исследование зависимости силы индукционного тока от различных параметров;

воспитательная:устойчивого интереса к изучению физики, активности, воспитание культуры общения;

методическая цель:применение технологии проблемного обучения и элементов технологии исследовательской деятельности при изучении физического явления и его применения для ознакомления обучающимися с методом научного познания.

Задачи урока:

учебно-практические:

• совершенствовать умения и навыки самостоятельной деятельности, работы в группах;

• совершенствовать умения ясно, логично и точно излагать свою точку зрения;

• развивать критическое мышление через проблемные ситуации, создание кластера;

• совершенствовать речевые умения —комментировать, анализировать результаты экспериментов.

учебно-познавательные:

• расширить знания студентов о явлении электромагнитной индукции и его применении в технике;

• создавать условия для развития положительной мотивации к учению, стимулировать развитие творческих возможностей обучающихся;

• развивать способность к самостоятельной информационно-познавательной деятельности;

• создавать условия для применения полученных знаний;

воспитательные:

• содействовать воспитанию положительного отношения к знаниям и процессу обучения, уверенности в своих силах, аккуратности при выполнении записей;

• способствовать осознанию практической ценности явления электромагнитной индукции в жизни человека.

Образовательные технологии:

• технология проблемного обучения;

• технология кооперативного обучения;

• элементы технологии исследовательской деятельности;

• информационно-коммуникационные технологии.

Организационные формы образовательной деятельности: фронтальная, групповая.

Методы обучения:

• словесные: проблемная лекция; проблемное изложение, диалогический, рассуждающий, проблемное изложение, диалогический, рассуждающий, эвристический (эвристическая беседа);

• наглядные: компьютерная мультимедийная презентация, опытно-экспериментальный;

• практические: исследовательский, частично-поисковый.

Планируемые результаты:

а) предметные:

• формирование понятия явления электромагнитной индукции;

• расширение представлений о применении явления электромагнитной индукции;

• формирование навыков применения полученных знаний при проведении экспериментов.

б) метапредметные:

• регулятивные:

• умение ставить перед собой цель, видеть ожидаемый результат работы;

• умение планировать свою деятельность;

• умение рационально распределять рабочее время;

• познавательные:

• формулирование познавательной цели;

• поиск и отбор необходимой информации;

• структурирование полученной информации;

• самостоятельное и групповое изучение материала, анализ, обобщение;

• коммуникативные:

• умение слышать, слушать и понимать собеседника;

• планировать и согласованно выполнять совместную деятельность;

• умение выражать свои мысли с достаточной полнотой и точностью;

• взаимно контролировать действия друг друга, оказывать поддержку друг другу.

в) личностные:

• осознание социальной, практической и личностной значимости учебного материала.

Нормативный документ

Федеральный государственный образовательного стандарт среднего общего образования (утв. приказом Министерства образования и науки Российской Федерации (Минобрнауки России) от 17 мая 2012 г. №413.). – М.: Министерство образования и науки РФ. – 2012.

Образовательные ресурсы:

Основная литература

1. Генденштейн Л.Э. Физика 11 кл. Учебник для общеобразовательных учреждений / Л.Э. Генденштейн, Ю.И. Дик – М.: Мнемозина, 2012. – 272с.

2. Генденштейн Л.Э. Физика. Задачник 11 кл. (базовый уровень) – М.: Мнемозина, 2012.

3. Дмитриева В.Ф. Физика: учебник для студ. образоват. учреждений сред. проф. образования – М.: Академия, 2010. -464 с.

4. Касьянов В.А. Физика 11 кл. Учебник для общеобразоват. учеб. заведений - М.: Дрофа, 2012.

Дополнительная литература

1. Кирик Л.А., Генденштейн Л.Э., Гельфгат И.М. Задачи по физике для профильной школы с примерами решений. 10 – 11 классы. Под ред. В.А. Орлова. – М.: ИЛЕКСА, 2012. – 416.

2. Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б. Физика: учеб. для 11 кл. средняя школа – М.: Просвещение, 2013.

3. Энциклопедия для детей. Том 16. Физика Ч.2. Электричество и магнетизм. Термодинамика и квантовая механика. Физика ядра и элементарных частиц / Глав. ред. В.А. Володин. – М.: Аванта+, 2002. – 432 с.

Интернет-источники, электронные образовательные ресурсы

1. Сборник демонстрационных опытов для средней общеобразовательной школы «Школьный физический эксперимент. Магнитное поле» Современный гуманитарный университет, 2005

2. Сборник демонстрационных опытов для средней общеобразовательной школы «Школьный физический эксперимент. Электромагнитная индукция» Современный гуманитарный университет, 2005

3. Электротехника. Принцип действия генератора и ДПТ – [Электронный ресурс]http://www.youtube.com/watch?v=ycD10zfsZiI

4. Индукционная плита – принцип работы и преимущества. Фрагмент передачи «Элементарно» – [Электронный ресурс]www.youtube.com

5. Практическое применение явления электромагнитной индукции – [Электронный ресурс] https://sites.google.com/site

Видеоресурсы

1. Взаимодействие параллельных токов. Сборник демонстрационных опытов для средней общеобразовательной школы // Школьный физический эксперимент. Магнитное поле. – Современный гуманитарный университет, 2005

2. Применение явления электромагнитной индукции. Сборник демонстрационных опытов для средней общеобразовательной школы // Школьный физический эксперимент. Электромагнитная индукция. – Современный гуманитарный университет, 2005

3. Электротехника. Принцип действия генератора и ДПТ – [Электронный ресурс] URL:http://www.youtube.com/watch?v=ycD10zfsZiI

4. Индукционная плита – принцип работы и преимущества. Фрагмент передачи «Элементарно» – [Электронный ресурс] URL:www.youtube.com

Научно-методические ресурсы

1. Бабин С.П. Методико-методологический аспект преподавания школьного курса физики. – Курск, 2014. – 60 с.

2. Инновационные педагогические технологии: Учеб. пособ. / В.Н. Михилькевич, В.М. Нестеренко, П.Г. Кравцов; Самар. гос. ун-т. Самара, 2001. – 89 с. – С. 58-62

3. Коменский Я.А. Избранные педагогические сочинения: В 2-х т. Т. 2. – М.: Педагогика, 1982. – 576 с.

4. Кукушин B.C. Теория и методика обучения / B.C. Кукушин. – Ростов н/Д.: Феникс, 2005. – 474 с. – (Высшее образование)

5. Кульневич С.В., Лакоценина Т.П. Современный урок. Часть III: Проблемные уроки. Научно-практич. пособие для учителей, методистов, руководителей учебных заведений, студентов и аспирантов пед. учеб. заведений, слушателей ИПК. – Ростов н/Д: Учитель, 2006. – 288 с.

6. Лернер И.Я. Дидактические основы методов обучения. – М.: Педагогика, 1981. – 186 с.

7. Лернер И.Я. Проблемное обучение. – М.: Знание, 1975

8. Махмутов М.И. Проблемное обучение: Основныевопросы теории. – М.: Педагогика, 1975. – 368 с.

9. Михилькевич В.Н., Полушкина Л.И., Мегедь В.М. Справочник по педагогическим инновациям. – Самара, 1998. – 172 с. – С. 166-188

10. Оконь В. Основы проблемного обучения. – М, 1988. – 184 с.

11. Пилипец Л.В., Клименко Е.В., Буслова Н.С. Проблемное обучение: от Сократа до формирования компетенций // Фундаментальные исследования. – 2014. – № 5-4. – С. 860-864 (Электронный ресурс)URL: http: //www.fun-da-mental-research.ru/ru/article/view?id=34012

12. Пилипец Л.В. Проблемное обучение физике в базовой школе на основе софизмов и парадоксов // Мир науки, культуры, образования. – 2009. – № 7(19). – С. 278–281 (Электронный ресурс) URL: http://e-lib.gasu.ru/MNKO/archive/2009/7_2/nko200972.pdf

13. Селевко Г.К. Современные образовательные технологии: учебное пособие. – М.: Народное образование, 1998.

Пилипец Л.В. Проблемное обучение физике в базовой школе наоснове

Основные термины и понятия: явление электромагнитной индукции, индукционный ток, магнитное поле, гальванометр, трансформатор, генератор, индукционная плита, магнитотерапия, микрофон, радио-мышь с индукционным питанием, металлоискатель.

Организационная структура учебного занятия

сценарный план учебного занятия

Студенты разделены на четыре группы по 6 человек. Каждая группа сидит за отдельным столом. На столах по 6 бланков опорных конспектов, два маркера, шаблон кластера (размер – половина ватмана), гальванометр, катушка, два постоянных полосовых магнита.

1. Этап мотивации к учебной деятельности

Преподаватель.Сегодня урок я хотела бы начать с двух экспериментов. Постарайтесь вспомнить: кто впервые провел их и какой вывод можно сделать по результатам экспериментов?

Первая демонстрация: к источнику тока подключен проводник, поднесем к проводнику магнитную стрелку. Что мы наблюдаем?

Предполагаемый ответ студентов. Стрелка поворачивается перпендикулярно к проводнику.

Преподаватель.Переключим полюса источника тока, т.е. ток пойдет в другом направлении. Что происходит с магнитной стрелкой?

Предполагаемый ответ студентов. Стрелка разворачивается другим полюсом перпендикулярно к проводнику.

Преподаватель.Вторая демонстрация будет представлена на видео.

Демонстрация опыта Ампера: притяжение параллельных проводников, по которым ток проходит в одном направлении, отталкивание проводников, если ток противоположно направлен.⁸

Преподаватель.Итак, кто провел первый опыт, и какой результат был получен?

Предполагаемый ответ студентов. Этот опыт провел датский ученый Эрстед. Он установил, что электрический ток в проводнике действует определяющим образом на магнитную стрелку.

Преподаватель. Что мы увидели в демонстрации на видео?

Предполагаемый ответ студентов. Это опыт Ампера. Он выяснил, что параллельные проводники притягиваются, если в них токи проходят в одном направлении, и отталкиваются, если токи направлены в противоположных направлениях.

Преподаватель. Какой же вывод можно сделать из этих наблюдений?

Предполагаемый ответ студентов. Вокруг проводника с током существует магнитное поле.

Преподаватель. Вспомните, какими свойствами обладает магнитное поле?

Предполагаемый ответ студентов.Магнитное поле порождается электрическим током (движущимися зарядами); оно обнаруживается по действию на электрический ток; оно существует реально независимо от нас, от наших знаний о нем.

Преподаватель. Какой силовой характеристикой описывается магнитное поле?

Предполагаемый ответ студентов. Вектор магнитной индукции.

Преподаватель.В каких единицах измеряется физическая величина – магнитная индукция?

Предполагаемый ответ студентов. Тесла.

Преподаватель. Сегодня на уроке вы будете оформлять свой опорный конспект, отвечать на вопросы, выполнять практическую работу. Наиболее активные студенты будут получать «теслы» - единицы измерения вашего успеха. (Жетоны на которых написано «Тл») Обратите внимание, что если к концу урока вы наберете от 4 до 6 «тесл» вы получите «хорошо» (4), если более – «отлично» (5).

1. Этап актуализации опорных знаний. Формулирование учебной задачи

Преподаватель.Итак, из электричества был получен магнетизм. В начале XIX века многие ученые поставили перед собой следующую проблему: можно ли создать электрический ток с помощью магнитного поля?

Например, в 1821 году английский физик Майкл Фарадей записал в своем дневнике: «Превратить магнетизм в электричество?»

У вас на столах находится следующее оборудование: гальванометр, катушка, два соединительных провода, постоянный магнит. Подумайте, как бы вы получили электричество из магнетизма с помощью этих приборов?

Предполагаемый ответ студентов.Соединить катушку с гальванометром, опускать и вынимать магнит.

Преподаватель. Попробуйте выполнить данный опыт.

Студенты по группам выполняют опыт.

Преподаватель. Когда мы опускаем магнит, что мы наблюдаем?

Предполагаемый ответ студентов. Стрелка гальванометра отклоняется.

Преподаватель. О чем это говорит?

Предполагаемый ответ студентов. По катушке проходит ток.

Преподаватель.Что происходит, когда магнит покоится?

Предполагаемый ответ студентов.Стрелка гальванометра находится на нуле.

Преподаватель.Теперь вынимаем магнит из катушки, что происходит со стрелкой гальванометра?

Предполагаемый ответ студентов.Она отклоняется в противоположную сторону, т.е. ток меняет направление.

Преподаватель.В каком случае мы наблюдаем наличие тока в катушке?

Предполагаемый ответ студентов.В катушке возникает ток, когда изменяется магнитное поле.

Преподаватель.Явление, которое мы увидели, называется электромагнитной индукцией, а ток в катушке – индукционным.

Преподаватель.Как вы думаете, что мы будем изучать сегодня на уроке?

Предполагаемый ответ студентов.Явление электромагнитной индукции.

Преподаватель. Итак, тема сегодняшнего урока «Явление электромагнитной индукции и ее применение». Запишите ее в опорном конспекте.

1. Подготовка к открытию нового знания. Целеполагание

Преподаватель.На какие вопросы мы должны получить ответы в течение урока?

Предполагаемый ответ студентов.

1. Что такое явление электромагнитной индукции?

2. От чего зависит сила индукционного тока?

3. Где применяется явление электромагнитной индукции?

Преподаватель. Тему и три вопроса, которые вы сформулировали, мы видим на экране. Таким образом, цель нашего урока – изучить явление электромагнитной индукции и рассмотреть ее применение в технике.

1. Работа над новой темой («открытие» нового знания)

Преподаватель.В начале урока мы получили индукционный ток в катушке, когда изменялось магнитное поле в течение времени. Можно ли получить ток в катушке в постоянном магнитном поле и как это сделать?

Предполагаемый ответ студентов.Перемещать катушку в поле постоянного магнита.

Преподаватель.Итак, на штативе закреплен постоянный дугообразный магнит, а катушка подсоединена к гальванометру. Будем перемещать катушку, чтобы постоянный магнит был внутри катушки. Что мы наблюдаем?

Предполагаемый ответ студентов.Когда катушка перемещается, то стрелка гальванометра отклоняется, т.е. существует индукционный ток.

Преподаватель.Какое явление мы наблюдаем?

Предполагаемый ответ студентов.Явление электромагнитной индукции.

Преподаватель.Предлагаю посмотреть следующий опыт: к источнику тока подключен реостат, катушка с сердечником, ключ; вторая катушка подсоединена к гальванометру. Поместим вторую катушку на сердечник. Замкнем цепь и разомкнем. Что происходит?

Предполагаемый ответ студентов.Стрелка гальванометра отклоняется в одну сторону, а затем в другую, т.е. по катушке шел ток в одном направлении, а затем при размыкании цепи в другом направлении.

Преподаватель.А теперь я замкну цепь и буду перемещать ползунок реостата. Что происходит?

Предполагаемый ответ студентов.Во второй катушке возникает индукционный ток.

Преподаватель.А почему так происходит, ведь мы не перемещаем постоянный магнит?

Предполагаемый ответ студентов.При изменении силы тока в первой катушке, вокруг нее изменяется магнитное поле и в нем находится вторая катушка, следовательно, по ней идет индукционный ток.

Преподаватель.В чем суть явления электромагнитной индукции?

Предполагаемый ответ студентов.Возникает индукционный ток.

Преподаватель.А где он возникает?

Предполагаемый ответ студентов.В замкнутом контуре.

Преподаватель.При каком условии?

Предполагаемый ответ студентов.Контур должен перемещаться в постоянном магнитном поле или он находится в переменном магнитном поле.

Преподаватель.Попробуйте дать определение явления электромагнитной индукции.

Предполагаемый ответ студентов.Явление электромагнитной индукции заключается в возникновении электрического тока в проводящем контуре, который либо покоится в переменном во времени магнитном поле, либо движется в постоянном магнитном поле, таким образом, что число линий магнитной индукции, пронизывающих контур, меняется.

На интерактивной доске записано определение явления электромагнитной индукции.

Преподаватель.Запишите в опорный конспект определение явления электромагнитной индукции и отметьте, что оно было открыто в 1831 году Майклом Фарадеем.

Обратите внимание, что это открытие он сделал спустя 10 лет после поставленной проблемы.

Преподаватель.Давайте перечислим способы получения индукционного тока.

Предполагаемый ответ студентов.

1. Перемещение магнита и катушки относительно друг друга.

2. Замыкание и размыкание цепи.

3. Изменение силы тока в одной из катушек.

Преподаватель.Прошу обратить внимание на экран.

Демонстрируется видео – поворот контура (катушки) в магнитном поле.⁹

Преподаватель.Какой еще способ можно предложить для получения индукционного тока?

Предполагаемый ответ студентов.Вращение контура в магнитном поле.

Преподаватель.На доске представлены четыре способа получения индукционного тока. Запишите их в опорный конспект.

(Студенты оформляют записи в конспекте).

Преподаватель.Вы обратили внимание, что в замкнутом контуре возникает индукционный ток, причем его числовое значение изменяется в различных опытах. Как вы думаете, от чего зависит сила индукционного тока?

Предполагаемый ответ студентов.

1. От числа витков в катушке.

2. От скорости изменения магнитного поля.

3. От изменения числа магнитов.

4. От скорости изменения силы тока.

Преподаватель.Вы высказали свои гипотезы. Каждая группа с помощью опыта должна проверить одну гипотезу. Через две минуты представители каждого стола по очереди демонстрируют свой опыт.

Студенты каждой группы по очереди выходят к демонстрационному столу,демонстрируют свой опыт, дают комментарии и делают выводы.

Предполагаемый ответ студентов первой группы.Подключим гальванометр к катушке с числом витков 120 и опустим в нее магнит, стрелка отклонилась и показывает … А, поменяем число витков на 220, сила тока увеличилась до … А.

Преподаватель.Какой можно сделать вывод?

Предполагаемый ответ студентов.Чем больше число витков, тем больше сила индукционного тока.

Предполагаемый ответ студентов второй группы.Опустим в катушку один магнит, стрелка гальванометра показывает … А, теперь опустим два магнита, сила тока увеличилась до … А. С увеличением числа линий магнитной индукции, сила индукционного тока увеличивается.

Предполагаемый ответ студентов третьей группы.Опустим в катушку магнит медленно, гальванометр показывает … А, увеличим скорость перемещения магнита, сила тока увеличилась до … А. Чем больше скорость изменения магнитного поля, тем больше сила индукционного тока.

Предполагаемый ответ студентов четвертой группы.К батарее подключим реостат и катушку, вторую катушку подсоединим к гальванометру. Чем быстрее будем двигать ползунок реостата, тем больше сила тока. Следовательно, чем быстрее изменяется сила тока в первой катушке, тем больше индукционный ток во второй катушке.

Преподаватель.Давайте подведем итог: от чего зависит сила индукционного тока в контуре?

Предполагаемый ответ студентов.

1. От числа витков в катушке.

2. От скорости изменения магнитного поля.

3. От изменения числа магнитов.

4. От скорости изменения силы тока.

Преподаватель.Запишите в конспект эти параметры. Они перечислены на интерактивной доске.

Студенты оформляют конспект.

Преподаватель.Если мы изучаем физическое явление, то обязательно нужно рассмотреть его применение.

Когда Фарадей показал на лекции свои опыты, одна из слушательниц спросила ученого: «А какая может быть польза от этого слабого тока, который возникает в катушке?» Фарадей ответил ей вопросом на вопрос: «А какая может быть польза от новорожденного?»

На самом деле его «новорожденный» стал гигантом. Рассмотрим лишь небольшую часть приборов, в которых применяется явление электромагнитной индукции.

Например, генератор тока.

Демонстрация фрагмента анимационного видео об устройстве генератора переменного тока.¹⁰

Преподаватель.Для передачи электроэнергии на большие расстояния с меньшими потерями вначале напряжение повышается, а когда ток доходит до места потребления опять напряжение понижается, при этом используется трансформатор.

Демонстрируется учебный видеофрагмент об устройстве и работе трансформатора¹¹.

Преподаватель.А как применяется в нем явление электромагнитной индукции?

Предполагаемый ответ студентов.По первичной обмотке проходит переменный ток, который создает переменное магнитное поле. Оно пронизывает вторичную обмотку и в ней создается индукционный ток.

Преподаватель.Сегодня во многих домах, а так же в местах общественного питания используются индукционные плиты. Давайте узнаем их принцип действия.

Демонстрируется фрагмент видео о работе индукционных плит¹².

Преподаватель.Как видите, в них опять используется явление электромагнитной индукции. Запишите в конспект примеры применения явления электромагнитной индукции.

Студенты оформляют конспект.

1. Включение нового знания в систему имеющихся знаний

Преподаватель.Сейчас я прошу вас выполнить следующее задание. На столе каждой группы есть шаблон кластера, вы должны его заполнить. Ключевое понятие для нашего кластера – электромагнитная индукция.

Первая группа заполняет его с позиции понятия электричества в этом явлении, 2 группа – магнетизма, 3 группа – истории открытия, 4 группа – применение этого явления.

Время выполнения 4 минут. Затем вы крепите с помощью скотча свои кластеры рядом со стрелками, которые отходят от электромагнитной индукции и представители групп озвучивают свою работу. Возможно,вызахотите дополнить кластеры друг друга.

Студенты заполняют маркерами кластеры и вывешивают на доске, затем озвучивают результаты своей работы.

1. Рефлексия. Подведение итогов учебного занятия

Преподаватель.Итак, наш урок подходит к концу, давайте вернемся к вопросам, которые вы сформулировали в начале урока.

Предполагаемый ответ студентов.

1. Что такое явление электромагнитной индукции?

2. От чего зависит сила индукционного тока?

3. Где применяется явление электромагнитной индукции?

Преподаватель.Я хотела бы услышать ответы на эти вопросы.

Студенты кратко отвечают на вопросы.

Преподаватель.О своем открытии Фарадей говорил так: «Я уверен, правительство лет через сто придумает, как брать за это деньги». Сегодня, в XXI веке невозможно представить нашу жизнь без генераторов электрического тока, которые работают на всех электростанциях земного шара, без трансформаторов, без зарядки для мобильного телефона и т.д. Во многих устройствах и приборах используется явление электромагнитной индукции.

Преподаватель.Теперь подведем итоги нашей работы на уроке. Поднимите руку кто набрал от 4 до 6«тесла». Вы получаете четверки. Кто набрал более 6«тесла», вы получаете пятерки.

Сейчас каждая группа попробует назвать три наиболее успешных момента своей работы на уроке и один, который бы вы улучшили.

Каждая группа дает свои ответы.

1. Инструктирование о выполнении домашнего задания

Преподаватель.А теперь посмотрите на оборотную сторону вашего опорного конспекта. Вы видите домашнее задание:

1. Вам нужно ответить устно на следующие вопросы:

А) В чем причина возникновения индукционного тока?

Б) Почему телефонные провода не следует подвешивать слишком близко к проводам сети переменного тока?

В) Клеммы электроизмерительных приборов магнитоэлектрической системы при транспортировке замыкают проводящей перемычкой. С какой целью это делают?

1. Каждая группа готовит сообщение и электронную презентацию по применению явления электромагнитной индукции:

1 группа – «Применение явления электромагнитной индукции в работе микрофона»;

2 группа – «Применение явления электромагнитной индукции в работе металлоискателя»;

3 группа – «Применение явления электромагнитной индукции в работе радио-мыши с индукционным питанием»;

4 группа –«Применение явления электромагнитной индукции в магнитотерапии»

Ваше выступление должно быть до 5 минут.

1^Коменский Я.А. Избранные педагогические сочинения: В 2-х т. Т. 2. – М.: Педагогика, 1982. – 576 с. – С. 93

2^Цит. по: Михилькевич В.Н., Полушкина Л.И., Мегедь В.М. Справочник по педагогическим инновациям. – Самара, 1998. – 172 с. – С. 166-167

3^Матюшкин А.М. Проблемные ситуации в мышлении и обучении. – М.: Педагогика, 1972. – 168 с.

4^Махмутов М.И. Проблемное обучение: Основныевопросы теории. – М.: Педагогика, 1975. – 368 с

5^Лернер И. Я. Проблемное обучение. – М.: Знание, 1975

6^Этот метод выделен И.Я. Лернером в числе пяти основных методов проблемного обучения (монологический, рассуждающий, диалогический, эвристический, исследовательский). См.: Лернер И.Я.Дидактические основы методов обучения. – М.: Педагогика, 1981. – 186 с. С. 94-104

7^Селевко Г.К. Современные образовательные технологии: учебное пособие. – М.: Народное образование, 1998.

8^ Взаимодействие параллельных токов. Сборник демонстрационных опытов для средней общеобразовательной школы // Школьный физический эксперимент. Магнитное поле. – Современный гуманитарный университет, 2005

9^Применение явления электромагнитной индукции. Сборник демонстрационных опытов для средней общеобразовательной школы // Школьный физический эксперимент. Электромагнитная индукция. – Современный гуманитарный университет, 2005.

10^Электротехника. Принцип действия генератора и ДПТ – [Электронный ресурс] http://www.youtube.com/watch?v=ycD10zfsZiI

11^ Устройство и принцип действия трансформатора. Сборник демонстрационных опытов для средней общеобразовательной школы //Школьный физический эксперимент. Электромагнитная индукция. – Современный гуманитарный университет, 2005.

12^ Индукционная плита – принцип работы и преимущества. Фрагмент передачи «Элементарно» – [Электронный ресурс] www.youtube.com