Поиск

Полнотекстовый поиск:
Где искать:
везде
только в названии
только в тексте
Выводить:
описание
слова в тексте
только заголовок

Рекомендуем ознакомиться

'Учебное пособие'
Цель данного пособия состоит в том, чтобы раскрыть особенности английских неличных форм - инфинитива, причастий и герундия и конструкций с ними, объя...полностью>>
'Документ'
Туман, слякоть. Из угрюмого, враждебного неба льет дождь, или мокрый снег падает. Ветер воет в темноте. Летом, бывает, светит и солнце, - тогда жаркая...полностью>>
'Программа'
В настоящее время швейные предприятия самостоятельно планируют объем и ассортимент продукции на основе заключенных договоров с покупателями. Производ...полностью>>
'Документ'
Сегодня в Белгороде многое напоминает о святителе Иоасафе. В Преображенском соборе хранятся его нетленные мощи. Его имя носят Николо-Иоасафовский соб...полностью>>

Концепция профильного обучения 57 Базисный учебный план профильного обучения 62

Главная > Реферат
Сохрани ссылку в одной из сетей:

Важное практическое применение в спектроскопии имеет явление дифракции Фраунгофера на системе из большого числа одинаковых параллельных щелей, находящихся на равных расстояниях друг от друга (дифракционная решетка) Учитывая, что современные дифракционные решетки обладают очень большим числом штрихов N~200 тыс., изучать образование и свойства дифракционного спектра, не прибегая к сложной для школьников математике, возможно только на компьютерной модели при малых N-10.

Полная напряженность поля световой волны в точке экрана от N периодических элементов решетки представляется суммой геометрической

прогрессии:

Умножая правую часть на комплексно-сопряженное выражение, получаем интенсивность в данной точке экрана: I(Ө) = I1(Ө)*. Здесь I1(Ө) – интенсивность света от одной щели. В результате многолучевой интерференции N когерентных вторичных волн происходит перераспределение светового потока по направлениям и наблюдается существенно отличающееся от I1(Ө) распределение интенсивности в фраунгоферовой дифракционной картине. Структура отдельного элемента (штриха) решетки сказывается лишь на виде функции I1(Ө), которая меняется при изменении угла дифракции значительно медленнее, чем второй (интерференционный) сомножитель. Поэтому при большом числе штрихов огибающая функция I1(Ө) модулирует многолучевую интерференционную картину и определяет относительную интенсивность главных максимумов разных порядков, но практически не влияет на положение и ширину главных максимумов, которая  1/N. Для простой решетки с щелями шириной а и постоянной решетки d интенсивность главного максимума определяется выражением .

Ученики Изучают (повторяют) условия наблюдения дифракции и вид дифракционных картин от разных препятствий Наглядно демонстрируются результаты изучения теоретического материала Отвечают на вопросы учителя о применении дифракции в науке и технике Проводят расчет разрешающей способности дифракционной решетки с возможной проверкой вычислений в натурном эксперименте. Создают проблемную ситуацию для исследования работы оптических приборов (телескопа, микроскопа, спектроскопа), их аппаратных функций.

Учитель Рассмотрим пример из техники спектроскопии. Реальные возможности спектрального прибора, позволяющие более или менее детально исследовать оптический спектр, в значительной степени определяются шириной и формой его инструментального контура. Для характеристики этих возможностей вводится понятие разрешающей способности прибора. Возможность разделить две близкие монохроматические линии зависит от точности, с которой измерен инструментальный контур и может быть измерен наблюдаемый контур. Поэтому количественный критерий разрешающей способности можно сформулировать только условно в предположении определенной точности энергетических измерений распределения интенсивности.

В ходе демонстрационных экспериментов учитель подчеркивает, что детальное изучение фундаментальных вопросов экспериментальной физики в школе невозможно без использования имитационно-моделирующих программ. Весьма убедительно в программе «Открытая физика» демонстрируется условный критерий Рэлея, удобный для сравнения разрешающей силы различных спектральных приборов, для случая, когда инструментальный контур имеет дифракционную форму, т.е. учитываются дифракционные эффекты в оптической системе.

3. Парадоксы как средство развития физического мышления

(см. учебные ресурсы на сайтах по адресам. /physics/index.php, ).

Последовательная реализация концепции «образование как учебная модель науки» требует адекватного представления в процессе обучения физике всех основных компонентов; методологического и научного исследования; отражения модельного характера научных представлений о реальном мире; развития физического мышления как способности анализировать любую непонятную ситуацию. Особое место занимает умение разбираться в физических парадоксах, которыми усеян весь исторический путь развития физики от гидростатического парадокса известного с давних времен, до парадоксов в современной квантовой физике (см. Приложение 2, рис. 5).

Учитель: Рассказывает о сути научных парадоксов, дает их классификацию. При всей условности классификации физических парадоксов можно выделить два основных класса парадоксов:

1) парадоксы, возникающие в результате логических или методологических ошибок в рассуждениях или интерпретации результатов,

2) парадоксы, не связанные с какими-либо ошибками в рассуждениях, а возникающие вследствие выхода за рамки применимости использования физической модели или ее внутренней противоречивости.

Парадокс является непременным атрибутом любой физической теории, и вопрос может стоять только о педагогической и математической целесообразности явного представления определенного парадокса, или его адекватных методов рассмотрения. При этом разбор парадокса и выявления причин его появления является одним из наиболее эффективных средств развития физического понимания.

(Примечание Оригинальность и наглядность необходимы для того, чтобы максимально заинтересовать учащихся предложенным парадоксом, вызвать у них глубокие эмоциональные переживания, удивление каким - либо несоответствием. Примером, подтверждающим данное требование, может служить парадокс Паскаля и гидростатический парадокс, изучаемый в теме: "Гидро- и аэростатика").

Ученики Выводят формулу гидростатического давления методом размерностей. Решают задачи на закон Архимеда

Учитель Модельный характер научных знаний убедительно подтверждает история развития квантовой физики.

Парадокс, связанный с корпускулярно-волновым дуализмом квантовой механики, требует ответа на вопрос, что же всё-таки такое свет или электрон - частица или волна? Некоторые оптические явления свидетельствуют в пользу волновых представлений, другие могут быть объяснены только с корпускулярной точки зрения. Наконец, существует целый ряд оптических явлений, которые допускают объяснение как с точки зрения волновых, так и с точки зрения корпускулярных представлений о свете. Рассматривая несколько конкретных примеров - явление интерференции, когерентность света, эффект Доплера и т д., мы можем убедиться, что при анализе этих конкретных явлений двойственная природа света никак не мешает нашим рассуждениям и не приводит к логическим противоречиям. Нужно только выбрать, на волновом или корпускулярном языке вести рассмотрение, и последовательно придерживаться выбранного способа описания Противоречие возникает только тогда, когда делается попытка составт ь общее представление о свете. (Примечание Методика рассмотрения парадокса, связанного с корпускулярно-волновым дуализмом, должна подчеркивать принципиальный характер этого обстоятельства и демонстрировать неизбежность отказа от представлений классической физики).

Ученики Изучают компьютерные опыты и решают задачи по темам: «Тепловое излучение», «Фотоэффект», «Эффект Комптона», «Атом водорода и постулаты Бора».

(Примечание: Краткость и простота решения парадокса, как и требование наглядности, основаны на особенностях развития познавательных процессов детей подросткового возраста: высокая концентрация внимания, но низкая устойчивость; наиболее развита образная и эмоциональная память, словесно-логическая только начинает развиваться. В силу этого учащимся очень трудно следить за логико-математическими доказательствами какого-либо закона, явления, если его приводит учитель. А еще труднее сделать этот вывод им самостоятельно).

Развитие мышления учащихся в процессе решения физических парадоксов, так же как и во всякой умственной деятельности, требует применения всей совокупности форм и методов научного познания: наблюдений, эксперимента, сравнений, выдвижения гипотез, использования аналогий, индукции и дедукции, анализа и синтеза. При этом суть парадокса, как решения некоторой проблемы заключается в установлении причинно-следственных связей и зависимостей. Физические парадоксы должны занять особое место в компьютерной поддержке учебного процесса, т.к. они являются одной из наиболее эффективной формой углубленного изучения и закрепления теоретического материала, развития физического понимания.

4. Автоматизация учебного физического эксперимента. Опыты со звуком на основе компьютерного мультимедийного комплекса.

(см. Интернет-ресурс по адресу /soft/editor/sound forge.htm).

Учитель: Рассказывает основы автоматизации физического эксперимента. Современный мультимедийный компьютер при наличии соответствующего оборудования (hardware и software) может превратиться в измерительный комплекс весьма удобный для организации и проведения учебного физического практикума. Клавиатура ПК и экран монитора предоставляют большие возможности по сравнению с теми, которые могут дать физические приборы, например, гальванометр или осциллограф, а дисковод и принтер прекрасно подходят для регистрации изучаемых процессов. Кроме того, вычислительная мощность компьютера позволяет подвергать собранные с его помощью информационные данные достаточно сложной обработке, например, спектральному анализу колебаний струны.

Ученики: Наблюдают сигнал и амплитудный спектр колебаний струны, а также зависимость колебаний от способа возбуждения. По «осциллограмме» определяют частоту основного тона, рассчитывают обертона и сравнивают с экспериментальными данными Самостоятельно работают с демонстрационным комплексом по акустике, выполняя задания учителя.

(Примечание Демонстрационный комплекс по акустике включает программы Analysis center, Audio Tester, Sound Forge, WaveLab).

Демонстрационный комплекс включает в себя оснащенный звуковой картой компьютер, микрофон, колонки и компьютерную программу, выполняющую функции управления комплексом, обработки аудио сигналов и демонстрации результатов. Программа работает в операционной системе Windows и использует только ее стандартные функции, что позволяет легко переносить программу с одного компьютера на другой.

«Гаммы». Демонстрируются спектры и осциллограммы звуков, различной высоты, извлекаемых из различных музыкальных инструментов. Музыкальный инструмент для проигрывания гаммы выбирается из выпадающего списка, скорость проигрывания может регулироваться.

«Анализ звуков». Демонстрируются спектры и осциллограммы различных звуков, в частности, гласных и согласных звуков человеческой речи Для демонстрации необходимо подключить к входу звуковой карты компьютера микрофон.

«Фазовый состав». Демонстрируется нечувствительность человеческого уха к фазовому составу звука, т е. к соотношению между фазами отдельных гармоник, синтезируется звук, состоящий из двух гармоник одинаковой мощности, отличающиеся друг от друга по фазе. Сдвиг фаз между гармониками регулируется при помощи мыши или клавиатура. В то время как осциллограмма заметно меняется при изменении разности фаз между гармониками, спектр и слышимый звук остаются неизменными

«Бинуаральный эффект». Демонстрируется бинуаральный эффект, позволяющий человеку определять направление на источник звука на низких частотах основную роль играет сдвиг фаз между сигналами, воспринимаемыми ушами. Генерируются два гармонических сигнала одинаковой частоты и мощности с регулируемой разностью фаз, каждый из которых подается на свой стереоканал При изменении сдвига фаз у наблюдателя создается ощущение смещения источника звука.

«Эквидистантные частоты» Демонстрируется результат сложения гармоник одинаковой мощности с эквидистантными частотами. Задавая различные значения базовой частоты и шага и изменения число гармоник, можно получать биения, короткие импульсы и т.д. При этом наблюдатель видит спектр, осциллограмму и слышит соответствующий звуковой сигнал.

Физический практикум по акустике может быть дополнен рядом других опытов и демонстраций, например, для физико-математического профиля — «Фигуры Лиссажу», «Измерение скорости звука в воздухе», элективный курс для физико-биологического профиля «Психофизика слуха».

Инновационное обучение физике (Проекты и деловые игры для старшеклассников)

Приведем несколько адресов Интернет-ресурсов по данной тематике (, www , http7/pascal dax ru)

Компьютерные проектные и игровые технологии значительно расширяют возможности вариативной школы в плане формирования индивидуальных образовательных маршрутов учеников. Учащимся, увлекающимся компьютерной графикой и теоретической физикой, можно предложить задачи компьютерно-графического моделирования в классической или квантовой механике с использованием пакетов символьной математики.

«Квантовая модель атома» Рекомендуется для профильного уровня или для элективного курса (физико-математический, химико-физический профили).

Учитель Излагает теорию вопроса, демонстрируя конфигурации атомов при разных квантовых числах.

Многоэлектронные атомы представляют собой сложную систему взаимодействующих друг с другом электронов, движущихся в поле ядра. Последовательный квантово-механический подход требует рассматривать атомную систему как единое целое и использовать для ее описания многопараметрическую волновую функцию. Тем не менее, оказывается, что в атоме можно с хорошей точностью ввести понятие о состояниях каждого электрона в отдельности как о стационарных состояниях движения электрона в некотором эффективном центрально-симметричном поле, созданном ядром вместе со всеми остальными электронами. Для различных электронов в атоме эти поля, вообще говоря, различны, причем определяться они должны одновременно все, поскольку каждое из них зависит от состояний всех остальных электронов. Такое поле называется самосогласованным. Данная квантовая модель атома в приближении Хартри-Фока может рассматриваться, как обобщенная задача об атоме водорода.

Ученики Знакомятся с демонстрационными моделями квантовой механики и методами программирования в компьютерной среде Maple. Выполняют дифференцированные самостоятельные задания по компьютерному моделированию электронных оболочек атома с использованием прикладных математических и графических пакетов.

4 «Измерение кровяного давления (гемодинамика капилляров)».

Учитель: Осуществляет постановку задачи и контролирует ход ее решения.

Сердечно-сосудистая система предназначена для доставки обогащенной кислородом крови к тканям организма. Непосредственный обмен веществ между кровью и тканями осуществляется через стенки капилляров. Транскапиллярный обмен определяется, прежде всего, гемодинамическими параметрами кровотока и ультраструктурой капиллярной стенки. В общем случае гемодинамические функции давления, объемной скорости потока, завися друг от друга, являются нелинейными. Для того, чтобы найти функции Р(х), Q(x), q(x) воспользуемся методами математического моделирования в рамках ньютоновской гидродинамики. Рассмотрим два одновременно протекающих процесса в системе «капилляр-ткань»: движение жидкости вдоль капилляра и поперек через поры в его стенке. При этом капилляр рассматриваем как жесткую трубку с гидравлическими порами в ее стенке. Допустим, что по такой трубке течет ньютоновская жидкость с растворенными в ней солями. Будем считать, что пульсации кровотока в микрососудах отсутствуют.

Ученики. В ходе теоретического исследования получают аналитическое решение

(коэффициенты А и В находятся из граничных условий). В ходе вычислительного эксперимента убеждаются в том, что численный метод Эйлера оказывается неустойчивым в классе краевых задач. А это означает, что для получения достоверных результатов необходимо прибегнуть к более сложным алгоритмам или воспользоваться возможностями прикладных математических пакетов. Используя асимптотику L/  0 (квазисплошной сосуд) из общего решения приходят к линейному закону Пуазейля знакомому из гидродинамики.

5. «Изучение эпидемии гриппа в школьном классе».

Учитель: Осуществляет постановку трудно формализуемой задачи биофизики с использованием метода балансовых соотношений на примере одной из линейных моделей детских эпидемий.

Модель состоит из трех компонент: 1) детей, восприимчивых к заболеванию x(t) - «группа риска», 2) инфекционные, больные дети, являющиеся источником распространения болезни y(t), 3) выздоровевшие дети и обладают иммунитетом к данной болезни z(t). Причем, в замкнутой системе x(t)+y(t)+z(t)=N. Предполагается далее, что в случае, когда число инфекционных людей превосходит некоторое значение у(t)>у* (много инфекционных детей в школе), скорость изменения числа детей в «группе риска» пропорциональна числу детей, т.е. x(t) = -*x(t), в противном случае y(t)  у* , x(t) = 0.

Таким образом, принимается во внимание факт изоляции инфекционных детей (карантин). Теперь, поскольку заболевший человек, является инфекционным, то скорость изменения числа инфекционных детей представляет разность за единицу времени между заболевшими и теми, которые уже выздоравливают. Итак, y(t) = *x(t)-*y(t), если y(t)>y* и y(t) = -*y(t), если y(t) £ у*, где постоянные  и  – коэффициенты заболеваемости и выздоровления соответственно. Наконец, скорость изменения числа выздоравливающих детей задается уравнением z(t) = *y(t). Для простоты выберем начальные условия z(0) = 0 и у(0) = у0 и положим  = .

В случае «карантина» у0 £ у* (много инфекционных детей в изоляции) решение система дифференциальных уравнений имеет простые аналитические решения:

На начальном этапе эпидемии у0 > у* (много инфекционных детей в школе) анализ модели для учащихся связан с математическими трудностями, поэтому для решения задачи необходимо воспользоваться численными методами

Ученики Изучают предельные случаи задачи аналитическими и численными методами в распространенных средах компьютерного моделирования Обсуждают результаты вычислительного эксперимента

Дидактические игры

Рекомендуются для организации самостоятельной работы (поисковые системы Интернет Yandex, Yahoo, Rambler Апорт1 AltaVista).

«Компьютерное домино» (молекулярная физика, термодинамика) – для 10-11 класса, «Опыт Резерфорда» и математическое домино на тему «Типы функций».

«Спираль слов» Правило игры следующее: нужно распутать спираль слов, где последняя буква каждого слова служит первой буквой следующего. Игру «Спираль слов» можно использовать на одном из этапов урока – закрепление изученного материала, для того, чтобы разнообразить урок и для лучшего усвоения материала, так как игра всегда создает положительный эмоциональный фон и желание учащихся самоутвердиться

«Игра Баше» Смысл игры заключается в следующем пусть имеется, например, 30 предметов (спичек, пуговиц и т.д.) Играют двое (ученик и компьютер) и берут поочередно любое количество предметов, например, от 1 до 6. Именно Баше, французский ученый-энциклопедист (1581–1638), открыл выигрышную стратегию для того, кто начинает игру первым. Имеется два варианта игры Баше: 1) проигрывает тот, кому приходится брать последний предмет, 2) выигрывает тот, кому приходится брать последний предмет. Проигравшим предлагается тест на компьютере по физике из Интернет-ресурсов. Игра необходима для того, чтобы между учащимися и компьютером установились доверительные отношения, чтобы ученик понимал, что ПК - интеллектуальная машина, которую сложно обмануть.

В Интернет-тестировании (см Интернет-ресурсы по адресам , , ) используются, как правило, традиционные формы диалога с компьютером закрытый (ответ «да» или «нет»), ограниченный (наличие нескольких альтернатив ответа, обычно k=2-5)/ В проектировании и использовании «быстрых» тестов необходимо учитывать математическую статистику диалога. Моделируя диалог с компьютером независимыми испытаниями Бернулли, можно оценить вероятность «случайного успеха» Pn(m) =Сnm рmqn-m (биномиальный «успех»). Здесь n - число задач, m - общее число случайных правильных ответов, р=1/k вероятность правильного ответа при решении одной задачи (в одном испытании), q=l-p При больших n пользоваться формулой Бернулли затруднительно, поэтому удобнее воспользоваться асимптотикой Лапласа

«Алгоритмическая игра «Ванька-встанька» Учебно-игровое моделирование расширяет дидактический арсенал учителя физики созданием проблемных ситуаций на уроке при изучении теоретического материала в старших классах, при углубленном изучении физики Алгоритмические игры могут быть реализованы с помощью распространенной математической системы Maple Эта система удобна использованием интерфейса типа «рабочего листа» команды пишутся красным цветом, результат выполнения команд -синим, присутствует качественная интерактивная графика, эффекты анимации, средства «помощи», комментарии

Учитель: Рассказывает кинематику математического маятника в качестве физической модели игрушки «Ванька-Встанька», приводящей к формуле для периода колебаний в виде

- эллиптический интеграл первого рода является стандартной спецфункцией популярной компьютерной системы Maple. Программирование итерационных алгоритмов позволяет оценить точность вычислений В частности, для n=10 (0=45 град.) погрешность численного метода составляет n~0.5%, а при n=45 n ~ 0.05 %.

Ученики: Исследуют временную зависимость угла отклонения «маятника» и его фазовую траекторию в зависимости от начальных условий и параметров задачи. Моделируют натурный эксперимент по измерению ускорения свободного падения с помощью математического маятника.

Дистанционная поддержка изучения вопросов биологии

Мультимедийная лекция (демонстрация)

Обширный мультимедийный материал представленный в Интернете может быть использован при проведении школьной лекции. В первую очередь, интересны уникальные видеокадры биологических микропроцессов (деление клетки /biology/modules.php?name=models&func=show_model&model_id=11, http://www.biologie.uni-hamburg.de/b-online/e09/centrom.htm, всасывание воды корневыми волосками /online/repldisp.asp?sid=2&page=0000002A.htm) и мультипликация (анимация: движение крови по сосудам /cardio/index.html) макропроцессов. Интерес представляет и богатый выбор фотографий, рисунков, схем

Интернет-ресурсы: /online/disp.asp?10;2, , /, http://www.biologie.uni-hamburg.de/b-online/e09/09.htm и др.

Виртуальная лаборатория

На практических занятиях по биологии есть возможность применять виртуальные Интернет-лаборатории, позволяющие упростить процесс практического изучения биологического материала. Отсутствие лабораторного оборудования позволяет меньше времени тратить на организационные вопросы. Хотя для проведения виртуальной лаборатории необходим достаточно высокий уровень навыков владения компьютером, как со стороны преподавателя, так и со стороны учащихся. Для примера можно предложить следующие темы: строение растительной клетки ( http://www.life.uiuc.edu/cgi-bin/plantbio/cell/cell.cgi )

Интернет-ресурсы: /, /, http://gslc.genetics.utah.edu/, http://www.life.uiuc.edu/plantbio/cell/,

Виртуальная экскурсия

По организации виртуальные экскурсии могут быть похожи на мультимедийную лекцию (если экскурсию проводит педагог) или на самостоятельную работу (если учащиеся сами знакомятся с объектами). Организация виртуальных экскурсий возможна в природу или в исследовательский институт, музей. При организации виртуальной экскурсии необходимо определить основные точки остановок (интернет-адреса) и информацию, которую учащиеся должны вынести из каждой остановки. Самостоятельная экскурсия должна сопровождаться голосом или текстом комментатора (например, экскурсия в природу Нижнего Поволжья /kino/popov/film01/index.html, или экскурсия в зимний лес приморского края /PRIMORYE/BIOLOGY/WIN_LES/exhibit.htm). Экскурсия в исследовательский институт может содержать элементы самостоятельной работы (или даже виртуальной лаборатории: (http://gslc.genetics.utah.edu/units/biotech/gel/).

Интернет-ресурсы: /culture/museum/zoom/, /index.php?l=0&act=links.

Организация самостоятельной работы учащихся

Для формирования навыков самостоятельной обработки учебной и научной информации, ее анализа и обобщения, можно организовать поиск и сбор информации учащимися в Интернете. Для такой работы необходимо предложить тему работы (отчета), которая может быть сформулирована в рамках одного или нескольких уроков. Не стоит давать расплывчатые темы, охватывающие целый раздел биологии или большую школьную тему. Например, можно предложить следующие темы для самостоятельного поиска в Интренет:

– Систематические категории растительного царства

– Основные представители насекомых

– Птицы красной книги

– Особо охраняемые природные зоны Ленинградской области

– Цитологические основы митотического деления

– Эволюционная теория в свете современных достижений науки

– Природоохранные организации России

– Методы и достижения генной инженерии

– Методы современных биотехнологий

– Методы селекции сельскохозяйственных животных

Интернет-ресурсы: /r/about.shtml, /index.php, , http://www.rdb.or.id/, , /index.htm и др.

Кроме того, есть возможность в качестве закрепления материала давать учащимся несложные задания в виде тестов (самооценки, /repetitor.asp?subj=99), головоломок и игровых ситуаций (например, по данной ссылке необходимо выстроить последовательность систематических категорий /organize-it/index.php?quiz=taxa).

Организация проектной и творческой деятельности учащихся

Творческие проекты учащихся могут выполняться в виде презентации (портфолио). Для этого учащиеся во время практических и самостоятельных работ, в течение года, должны собирать информацию по теме проекта и сохранять материалы в презентации (например, Power Point).

Учитель в данном случае корректирует и направляет творческую деятельность учащихся. В отличие от самостоятельной работы по какой-либо теме, такая форма организации деятельности учащихся дает свободу творчеству и, соответственно, темы проектов должны звучать широко. Примерами могут быть следующие темы проектов:

– Флора России

– Фауна Австралии

– Инфекционные болезни человека

– Мои достижения в биологии (по результатам творческих работ)

– Особенности внешнего и внутреннего строения склерофитов

– Эволюционные учения в истории биологии

– Горизонты биотехнологий

– Достижения и провалы современной генетики

– Биоэтика вчера и сегодня

Достижения учащихся в ходе изучения биологии по выбранной теме оцениваются родственниками, одноклассниками и учителями в ходе выступлений с презентациями на уроках и школьных конференциях.

Дистанционная поддержка изучения географических вопросов

Сравнение типов климата. Сравните климатограммы Санкт- Петербурга и Пятигорска (http//www.khmadiagramme.de/) и объясните различия.

Определение отраслей специализации для какой-либо страны. Используя данные базы данных ФАО (http //apps fao org/) определите глубину специализации (соотношение доли страны в производстве и доли страны в населения мира) Китая, России и США в производстве а) пшеницы, б) риса в) картофеля в 2003 году

Анализ тематических карт. Сравните территориальные различия в распределении доли сельского населения и дохода на душу населения по странам мира (выявите причину) http //center fio ru/som/RESOURCES/KRYLOVAI/1.02/ARTUH/DATAGRAF.HTM

Работа с демографическими пирамидами. С помощью анализа демографических пирамид (http//www.census.gov/ipc/www/idbpyr.html) выявите страны с наиболее характерными демографическими волнами.

Построение графиков на основе статистических данных. На основе данных переписи населения России 2002 г. (/) постройте круговые диаграммы (возможно средствами EXCEL), иллюстрирующие этнический состав России и вашего субъекта федерации.

Выполнение заданий на определение соответствия. Примером такого задание может быть поиск соответствия между формами рельефа, типом растительности и т п и соответствующими фотоизображениями (/index-r.html). Этот же сайт можно использовать для проведения урока-путешествия.

Организация самостоятельной работы учащихся с дистанционной поддержкой

Создание тематических карт

На основе статистической информации fhttp //www who ore, http //unstats un org/unsd/, /) создание тематических карт средствами простейших картографических редакторов, например Micro soft Map

Подготовка сообщения по заданной теме

Использование справочного сайта (/peoples/) при изучении этнолингвистической классификации народов мира. Подготовка сообщений по теме «Религии мира».

Использование космических снимков при изучении природных объектов и природных явлений (/atlas/allas.htm, http://photoioumal.ipl.nasa.gov/targetFafnily/Earth).

Организация проектной и творческой деятельности учащихся с дистанционной поддержкой

Создание электронной презентации по заданной теме

Создание электронной web-странички по заданной теме

Оценка деятельности учащихся Формы представления отчетных материалов учащимися: авторские карты; презентации; графики и диаграммы.

Оценка достижений: Публикация удачных проектов (карт, презентаций, web-страничек) на школьном сайте, Допуск удачно выполненных проектов до публичной защиты и др.

Тема «Глобальная демографическая проблема». С помощью анализа демографических пирамид выявите страны с наиболее характерными демографическими волнами http.V/www.census.gov/ipc/www/idbpyr.html.

Используя данные http://www.odci.gov/cia/publications/factbook/ заполните (вписав названия государств в соответствующие ячейки) матрицу, группирующую уровни демографического развития (см Таблица 4). По результатам выполните картограмму. Обратите внимание на региональные различия.

Таблица 4. Матрица уровней демографического развития

Общий коэффициент рождаемости

Общий коэффициент смертности

Ниже 15

15-25

Выше 25

Ниже 25

25-35

Алжир

Выше 35

Тема «Север-Юг пробпема отсталости» Анализ тематических карт Сравните территориальные различия в распределении доли сельского населения и дохода на душу населения по странам мира

</som/RESOURCES/KRYLOVAI/1.02/ARTUH/DATAGRAF.HTM). Выявите причины.

Тема Глобальная продовольственная проблема Изобразите площад- яые диаграммы, демонстрирующие размер и интенсивность производства основных сельскохозяйственных культур для крупнейших стран мира. Диаграммы представьте в виде прямоугольников, основание которых пропорционально посевным площадям а высота урожайности. Используйте данные (/V Создайте картосхему «Калорийность питания и потребление белка в странах Мира (региона)» (http://apps.fao оге/У Методом качественного фона (тоновой заливки для Microsoft Map) продемонстрируйте различные уровни потребления калорий, штриховкой - различные уровни потребления белка.

Тема Глобальная энергетическая проблема. Проанализируйте региональные различия ТЭБ стран, используя статистические данные (см. адрес Интернет-ресурса ).

Тема Глобальная сырьевая проблема Рассчитайте темпы роста добычи минерального сырья какой - либо страны (региона). Используйте данные по адресу - gs.gov.

Тема Проблемы Мирового океана Предлагается рассмотреть список ведущих государств мира по добыче морской животной биомассы (A. и определить крупнейших производителей морской продукции по тем или иным породам рыб или морским животным. Возможен расчет коэффициента специализации.

Тема Глобальный этнический кризис Используя справочный сайт fhttp://www.cbook ru/peoplesA. подготовьте сообщение по теме «Религии мира».

Тема Проблема здоровья и долголетия человека Используя данные , предлагается выделить страны, где число носителей СПИДа выше среднемирового, а также страны, где число носителей СПИДа выше среднерегионального. Определите очаги распространения холеры, желтой лихорадки, сонной болезни в мире. Используйте http://www who org.

Тема Глобальная экологическая проблема Используйте данные для сравнения структуры выбросов парниковых газов по регионам мира.

Дистанционная поддержка химических знаний

Среди многих образовательных Интернет-ресурсов можно выделить несколько удачных в методическом и в содержательном аспектах сайтов.

По адресу http://www.anriinterncom/chemistry/intro.shtml находится электронный учебник по общей и неорганической химии: даны теоретические основы курса, большое количество задач с решениями, справочные материалы, домашние задания, рекомендации к экзаменам. Автор сайта - Михаил Зибинский. Сайт расположен на сервере бесплатного дистанционного образования. Курс состоит из трех разделов, «основы химии» для новичков, «общая и неорганическая химия» и «органическая химия» (последний раздел еще только проектируется).

Весьма интересным и полезным сайтом является сайт «Алхимик» ('), как для учащихся, так и для учителя. Этот сайт - победитель конкурса образовательных ресурсов в Рунете, проведенного Фондом Сороса. Автор сайта - Л Аликберова На сайте можно найти полезные сведения и советы, домашние задания и программы экзаменов, коллоквиумов и контрольных работ по неорганической химии, практикум и задачник по неорганической химии, весьма полный и тщательно выверенный справочник, главы из учебника по неорганике («Критерий протекания окислительно-восстановительных реакций», «Демонстрационные опыты по химии элементов», «Комплексные соединения» и «Протолитические равновесия»). На сайте работает Виртуальный консультант. На сайте также представлены программы школьного курса химии, методические находки, вести из мира дистанционного образования и Начальный курс химии для педагогического эксперимента в Интернет-классе

Кафедра органической химии Самарского госуниверситета и Центр новых информационных технологий при СГАУ разработали учебник по органической химии (http //www chemistry ssu samara ru/index html>. Это один из лучших образцов учебников в Рунете Кроме текстового материала учебник содержит рисунки, демонстрации, обучающие игры, примеры решения задач. Авторы сайта - Г И Дерябина, Г В Кантзрия, А В Соловьев. Конечно, нельзя сказать, что изучать органическую химию можно исключительно по тако-иу учебнику, но материал здесь изложен систематически, прослеживаются внутрипредметные связи.

Еще одним образцом электронных учебников по химии является «Открытая химия» (http://www college ni/chemistry/course/design/index.htm). Это учебное пособие по химии, содержащее базовый и дополнительный материал, иллюстрации, справочные таблицы, разбор решений типовых задач, задания для самостоятельной работы. Но информация дается «обо всем понемногу». Нельзя использовать как систематический курс, но можно применять как справочный материал и материал для закрепления знаний, полученных на уроках.

Интерактивным курсом химии, включающим учебник, большое количество моделей и демонстраций, справочные материалы, тестирование, обратную связь с учениками является «Химия: открытый колледж» (http://www. ).

В Рунете также имеется электронный учебник для начинающих химиков (/) Автор учебника - Александр Мануйлов. Па сайте размещено много интересных авторских материалов.

Экспериментальный учебник по химии для 8-9 классов Учебное пособие по общей химии, отличающееся научной строгостью изложения и четкой системой определений (/rus/school/zhukovl/welcome.html).

Ресурсы, которые целесообразно использовать для профильного обучения химии

Для профильного обучения можно использовать материалы по неорганической химии для учащихся специализированных химико-биологических классов: основные понятия химии, строение атома, химическая связь, основные классы неорганических соединений, их свойства и способы получения:

org.chem.msu ru/tutorials/korenev/1 doc.

/tutorials/korenev/2.doc.

Материалы оформлены не на web-страницах, а загружаются как документы (формат Word).

Аналогично, в Сети имеется курс лекций для специализированных химических классов по органической химии:

http://www.chem asu ru/abitur/scholl/lekzi-l.pdf,

http //www.chem asu ru/abitur/scholl/lekzi-2 pdf

Загружаются документы в формате pdf

Тем не менее, хочется подчеркнуть, что такие материалы требуют тщательного анализа и рецензирования, поэтому не могут быть использованы как единственный учебник Кроме того, здесь не используются все возможности компьютера, такой учебник лучше осваивать в «бумажном варианте», а не в электронной форме

Несомненно интересным учебным пособием по общей химии для профильного уровня является материал на сайте, расположенном по адресу http //www chem msu su/rus/school/zhukov/welcome html

Здесь много интересного найдут для себя не только учащиеся, но и учителя Сайт отличается высоким уровнем научности и грамотным изложением

Ресурсы которые помогут учитечям при проектировании элективных курсов При составлении элективных курсов можно использовать материалы центра водных технологии (http //www water ru/bz/) Ресурс посвящен качеству воды даны сравнительные чанные о критериях характеристики пара метров ее качества, принятых ВОЗ, США., ЕС и Россией

Рекомендации по организации исследований малых водных объектов ситами школьников и студентов, а также изучение качества воды гидрохимическими и гидробиологическими методами можно найти по адресу http //www ecoline гц/wateroflife/books/monitor/index html

Перечисленные эти два ресурса содержат отличные материалы о том, как изучать воду

Порталы и ресурсы которые можно использовать для получения справочной информации по химии эчектронные библиотеки Важнейшим Интернет-ресурсом для поиска химической информации, статей, программного обеспечения для химика является химический портал (www chemport ru) Электронные каталоги библиотек МГУ, РАН, Государственной публичной научно технической библиотеки, мультимедиа-публикации представлены по адресу http //www chem msu su/rus/

В сети имеется сборник российских научных и образовательных публикации по химии, справочная информация и базы данных по химии, задания вступитечьных экзаменов по химии в МГУ задачи химических олимпиад (http //www chem msu su/rus/elibгагу)

Справочник по химии дня шкотьныков и студентов полезная информа ция по химии учебно-справочный материал толковый словарь, решение задач тесты повседневная химия анимации химические фокусы анекдоты и многое чр>1 ое можно увилеть по a ipec> httЈ>_/vvw\v bchoolchemistrv by ru;

Ресурсы которые содержат методическую информацию для учителя Для учителя имеется несколько сайтов-указателей со ссылками на методиче ские журналы Это, во-первых, банк данных по химическому демонстраци онному эксперименту Тематическая коллекция ссылок на журнальные ста тьи и книги (http //www urc ас ru 8002/Universities/CSPI/chem/Honie html)

Во-вторых, аннотируется журнал «Химия методика преподавания в школе», приводятся содержание номеров и аннотации статей журнала (http //www chem msu su/rus/school/chemistrv meth/welcome html)

Пример организации дистанционной поддержки при изучении темы «Алкадиены. Дивинил. Каучуки.»

Цель урока:

Усвоение учащимися классификации, номенклатуры и изомерии ал- кадиенов

Формирование понятия об эффекте сопряжения на примере дивинила

Ход урока

1 этап - Актуализация знаний учащихся в форме фронтальной беседы Возможные варианты вопросов.

Что называют непредельными органическими соединениями?

В молекулах каких углеводородов имеются двойные связи?

Какие углеводороды могут иметь состав СnН2n-2?

Что можно сказать об особенностях строения молекулы этилена?

Какие реакции характерны для этилена и его гомологов?

2 этап - Знакомство с электронным учебником по адресу http //chemi ore ru/html/index!98 php

(Находим страницу, соответствующую алкадиенам) Задание ознакомьтесь с соответствующим Интернет-ресурсом и ответьте на вопросы:

Что такое алкадиены?

На какие группы подразделяются алкадиены?

Приведите примеры.

3 этап – изложение материала

Алкадиены - непредельные углеводороды, содержащие две двойные связи Общая формула алкадиенов С„Н2„ ■>

Рели двойные связи разделены в углеродной цепи двумя или более одинарными связями (например, пентадиен 1 4), то такие двойные связи hi

зываются изолированными. Химические свойства алкадиенов с изолированными двойными связями не отличаются от свойств алкенов с той лишь разницей, что в реакции могут вступать не одна, а две двойные связи независимо друг от друга.

Если двойные связи разделены в цепи только одной я-связью, то их называют сопряженными. Важнейшие представители сопряженных диенов:

Существуют также диены с системой С = С = С, называемые стенами: такие двойные связи называют кумулированными. Первый член гомологического ряда — аллен СН2=С=СН2: бесцветный газ с tплавл = -136,2°С и tкип = -34,5 °С.

Далее рассмотрим только сопряженные диены, имеющие большое практическое значение

В сопряженных диенах -электронные облака двойных связей перекрываются между собой и образуют единое -электронное облако. В сопряженной системе -электроны уже не принадлежат определенным связям, они делокализованы по всем атомам.

Пунктирные линии показывают область делокализации электронов и обозначают промежуточный порядок связи между С-С и С = С. Цепь сопряжения может включать большое число двойных связей. Чем она длиннее, тем больше делокализация л-электронов и тем устойчивее молекула.

Для алкадиенов характерны те же виды изомерии, что и для алкенов: изомерия углеродного скелета, изомерия положения двойных связей, цис-транс-изомерия.

Номенклатура. Главную цепь в диенах выбирают так, чтобы она содержала обе двойные связи, и нумеруют с того конца, при котором сумма номеров положений двойных связей минимальна В названии соответствующего алкана окончание -ан заменяется на –диен.

4 этап – Обсуждение полученной информации, ответы на заданные вопросы.

5 этап – Знакомство с электронным учебником Самарского университета. Задание - сравните полученную информацию с той, которая содержится в учебнике Самарского университета по адресу:

/chem2/index2.htm.

Алкадиены (диены) - непредельные алифатические углеводороды, молекулы которых содержат две двойные связи. Общая формула алкадие-

нов CnH3n-2.

Свойства алкадиенов в значительной степени зависят от взаимного расположения двойных связей в их молекулах. По этому признаку различают три типа двойных связей в диенах.

\ .Изолированные двойные связи разделены в цепи двумя или более тс-связями: СН2=СН-СН2-СН=СН2

Разделенные sp3-атомами углерода, такие двойные связи не оказывают друг на друга взаимного влияния и вступают в те же реакции, что и двойная связь в алкенах. Таким образом, алкадиены этого типа проявляют химические свойства, характерные для алкенов.

2. Кумулированные двойные связи расположены у одного атома углерода: СН2=С=СН2 (стен). Подобные диены (аллены) относятся к довольно редкому типу соединений.

3.Сопряженные двойные связи разделены одной а-связью:

СН2=СН-СН=СН2

Сопряженные диены представляют наибольший интерес. Они отличаются характерными свойствами, обусловленными электронным строением молекул, а именно, непрерывной последовательностью 4-х sp2-aTOMOB углерода. Отдельные представители этих диенов широко используются в производстве синтетических каучуков и различных органических веществ.

Изомерия сопряженных диенов. Структурная изомерия

1. Изомерия положения сопряженных двойных связей.

2. Изомерия углеродного скелета.

3. Межклассовая изомерия с алкинами и циклоалкенами. Например, формуле С4Н6 соответствуют следующие соединения

Пространственная изомерия Диены, имеющие различные заместители при углеродных атомах у двойных связей, подобно алкенам, проявляют цис-/транс-изомерию. Кроме того, возможен поворот по я-связи, разделяющей двойные связи, приводящий к поворотным изомерам Некоторые химические реакции сопряженных диенов идут избирательно только с определенным поворотным изомером

6 этап - Введение новой информации об эффекте сопряжения

Рассмотрим особенности строения молекулы бутадина-1,3

Вернемся к ресурсу http //www chemistry ssu samara ru/chem2/mde\2.htm

Изучите строение молекулы дивинила и изопрена Каковы особенности строения молекул этих веществ?

Свойства сопряженных алкадиенов Наибольшее практическое значение имеют дивинил или бутадцен-1 3 (легко сжижающийся газ, т.кип. равной -4,5°С ) и изопрен или 2-мегтибутадиен-1,3 (жидкость с т.кип. = 34°С).

По химическим свойствам диеновые углеводороды подобны алкенам Они легко окисляются и вступают в реакции присоединения. Однако сопряженные диены отличаются некоторыми особенностями, которые обусловлены делокализацией (рассредоточением) -электронов.

Молекула бутадиена - 1,3 СН2=СН-СН=СН2 содержит четыре атома углерода в sp2-гибридизованном состоянии и имеет плоское строение (см Приложение 3, рис 1) я-электроны двойных связей образуют единое -электронное облако (сопряженную систему) и делокализованы между всеми атомами углерода Порядок связей (число общих электронных пар) между атомами углерода имеет промежуточное значение между 1 и 2, т е нет чисто одинарной и чисто двойных связей Строение бутадиена более точно отражает формула с делокализованными связями.

Аналогично построены молекулы изопрена. Образование единого -электронного облака, охватывающего 4 атома углерода приводит к возможности присоединения реагента по концам этой системы, тек атомам C1 и С4 Поэтому дивинил и изопрен наряду с присоединением 1 моля реагента по одной из двойных связей (1,2- или 3,4-) вступают в реакции 1,4-присоединения соотношением продуктов 1 2- и 1,4- присоединения зависит от условий реакции (с повышением температуры обычно уве личивается вероятность 1,4-присоединения)

7 этап – Обсуждение прочитанного Задание предположите, как особенности строения отражаются на свойствах сопряженных диеновых углево дородов? Какие реакции характерны для алкадиенов? Вновь вернемся к электронному учебнику /chem2/index2.htm. И рассмотрим уже реакции присоединения к сопряженным диенам:

1. Гидрирование. При гидрировании бутадиена-1,3 получается бутен-2, те происходит 1,4-присоединение При этом двойные связи разрываются, к крайним атомам углерода С1 и С4 присоединяются атомы водорода, а сво бодные валентности образуют двойную связь между атомами С2 и С3

2. Галогенирование. 1,4-присоединение (а) и 1,2-присоединение (б)

В присутствии катализатора Ni получается продукт полного гидрирования

При избытке брома присоединяется еще одна его молекула по месту оставшейся двойной связи с образованием 1,2,3,4-тетрабромбутана Присоединение галогенов, галогеноводородов, воды и других полярных реагентов происходит по электрофильному механизму (как в алкенах) К реакциям присоединения относятся реакции попимеризации, характерные для диенов Этот процесс имеет важное значение в производстве синтетических каучуков

3. Диеновый синтез (реакция Дильса Альдера). В органическом синтезе широко применяется реакция присоединения к сопряженным диенам соединений, содержащих кратные связи (так называемых диенофилов) Реакция идет как 1,4-присоединение и приводит к образованию циклических продуктов:

8 этап - Изучение информации по этой тематике на других учебных ресурсах. Для сравнения посмотрите ту же информацию по адресу: /text/database/chemy/Rus/chemy.html.

9 этап - Заключительный этап урока - знакомство с биографией Аль- дера. Используем энциклопедию «Кругосвет» - ресурс находится по адресу: /articles/l 11/1011103/1011103al.htm.

2



Скачать документ

Похожие документы:

  1. Рекомендации по организации профильного обучения на основе индивидуальных учебных планов обучающихся 169

    Документ
    4.2. Рекомендации по организации сетевого взаимодействия образовательных учреждений (организаций) в целях реализации профильного обучения на старшей ступени общего образования.
  2. Рекомендации по организации профильного обучения на основе индивидуальных учебных планов обучающихся 98

    Документ
    "Рекомендации по развитию сети общеобразовательных учреждений, создающих возможности выбора профиля обучения для учащихся старших классов, обеспеченного необходимым оборудованием и высококвалифицированными кадрами для качественной
  3. Учебные программы курсов повышения квалификации Нальчик-2008

    Программа
    Данная программа разработана для повышения квалификации учителей русского языка и литературы со стажем работы в общеобразовательных учреждениях более 10 лет, целью которой, прежде всего, является повышение профессионального мастерства
  4. Методические рекомендации по преподаванию учебных предметов с учетом примерного учебного плана

    Методические рекомендации
    Государственное образовательное учреждение дополнительного образования профессионального образования (повышения квалификации) специалистовСанкт-Петербургская академия постдипломного
  5. Переход на новый базисный учебный план параллели 5 -Х классов. Отработка на базе школы модели муниципальной инновационной площадки через создание творческой образовательной среды

    Документ
    Осуществляя требования Концепции модернизации образования, коллектив МОУ в качестве приоритетной выдвинул следующую проблему: Осуществление перехода на новое содержание образования, основанного на позиции профильного обучения в условиях

Другие похожие документы..