A kompetenciafejlesztés lehetőségei a fizikában

1. A kompetenciafejlesztés lehetőségei a fizikában Radnóti Katalin ELTE TTK Fizikai Intézet rad8012@helka.iif.hu Honlap: http://members.iif.hu/rad8012/

2. Az előadásban érintett témák • A kulcskompetenciák rendszere. • A kompetenciafejlesztés néhány lehetősége a fizika tantárgy esetében • feladatmegoldás, • komplex problémamegoldás témakörében.

3. Kulcskompetenciák az élethosszig tartó tanuláshoz

4. Mekkora sebességgel érkezett az elektron a 20 cm hosszú síkkondenzátor lemezei közé, azokkal párhuzamosan, ha az E=10000V/m térerősség hatására a kondenzátoron való áthaladás után eltérése az eredeti irányától 5 cm? (Az elektron tömege 9,1x10-31 kg, töltése -1,6x10-19 C.) Az ábra forrása: http://www.ibela.sulinet.hu/atomfizika/katodsug/katodsugarzas.htm Megoldás Az elektron a kondenzátorlemezekkel párhuzamosanegyenes vonalú egyenletes mozgást végez a beérkezési sebességével, míg arra merőlegesenegyenletesen gyorsuló mozgást. Az elektron addig az időtartamig, amíg 20 cm-t megtesz egyenes vonalú egyenletes mozgással, pontosan ugyanannyi ideig 5 cm-t egyenletesen gyorsulva tesz meg. A keresett sebesség v = 26 000 000 m/s. A mozgás teljes mértékben hasonló a függőleges hajításhoz (analógiás transzfer). Mechanikai mozgás elektromos környezetben.

5. Mely kompetenciák fejlesztése valósítható meg? • Matematikai, természettudományos és technológiai kompetenciák A fizika tanítása során ezt fejlesztjük legjobban. Feladatok szerepe a fizika tanításában: a fizikában megszerzett ismeretek alkalmazása, azok matematikai megfogalmazása, mint képletekkel történő leírás, majd matematikai műveletek elvégzése, mennyiségi viszonyok érzékeltetése, nagyságrendek szerepe (elemi töltés), jelentősége. Minden esetben fontos azonban, hogy a feladatok valamilyen életszerű kontextusba legyenek elhelyezve (katódsugárcső, TV)! • Anyanyelvi kommunikáció A fizikai jellegű feladatok megoldásához is elengedhetetlen az értő olvasás, hogy a megadott szövegből képes legyen a diák kiolvasni a megoldáshoz szükséges információkat. A feladat megoldását követően a diáknak azt megfelelően kommunikálni kell, le kell azt írni, úgy, hogy az egy kívülálló, általában a javító tanár, számára egyértelmű legyen.

6. Mely kompetenciák fejlesztése valósítható meg? • Tanulásmódszertan A probléma megértése, a jelenség elképzelése, a megoldáshoz szükséges fizikai ismeretek megkeresése, a lényeges információk kigyűjtése, rendszerezése, esetleg ábra készítése. A tanulási folyamatokkal kapcsolatos metakognitív tudásrendszer kialakítása, mely fontos eleme az élethosszig tartó tanulásnak. • Személyközi és állampolgári kompetenciák Feladatmegoldások esetében, különösen, amikor igényesebb, érdekesebb feladatról van szó és véleményünk szerint az említett feladat ilyen érdemes csoportmunkában dolgozni a diákoknak. • Digitális írástudás és vállalkozói kompetencia Amennyiben a diákok, vagy egy részük szívesen foglalkozik tovább a feladattal, akkor még szélesebb körű kompetenciafejlesztésre, differenciálásra is lehetőséget ad a feladat, mint pl. számítógépes ábra, netán szimulációs program készítése, nem csak elektronok, hanem pl. protonok mozgásának tanulmányozása stb. A diákok sokféle saját ötlettel is előjöhetnek, újításokat tehetnek, javasolhatnak, mely a vállalkozói kompetencia fontos eleme.

7. Hogyan mozog a villamos? Cél: Különböző mozgástípusok elkülönítése a gyerekek előzetes ismereteinek felhasználásával egy konkrét, a gyermekek számára ismerős mindennapi élethelyzet vizsgálata alapján. Problémafelvetés Hogyan mérnéd meg, hogy a 24-es villamos átlépi-e az iskola közvetlen környezetében a megengedett sebességet? Milyen eszközökethasználnátok a mérés során? Milyen mennyiségeket mérnétek meg? Hogyan történne a mérés? A mérési adatokból hogyan következtetnétek a villamos mozgására? A feldolgozás lépései • A tanulók csoportos problémamegoldása. • Csoportbeszámolók. • A csoportok munkájának értékelése. • Az eszköz megépítése. • Mérések. • Mérési eredmények kiértékelése.

8. Feladatok kiosztásaWagner Éva, Deák Diák Iskola

9. Csoportbeszámolók

10. Mozgó test nyomképe

11. Mozgó test nyomképnek kiértékelése

12. Mely kompetenciák fejlesztése valósítható meg? • Matematikai, természettudományos és technológiai kompetenciák Fizikai ismeretek kialakítását kezdjük el, azok matematikai megfogalmazását, mint grafikonokkal, képletekkel történő leírását, majd különböző matematikai műveletek elvégzését. A technológiához annyiban kapcsolódhat a feladat, hogy napjain fontos közlekedési eszköze, a villamosszerepel konkrét példaként. • Anyanyelvi kommunikáció A probléma megoldásához elengedhetetlen az értő olvasás, hogy a megadott szövegből képesek legyenek a diákok kiolvasni magát a feladatot, majd közösen a csoportban összegyűjteni a megoldáshoz szükséges információkat. A feladat megoldását követően a diákoknak megfelelően el kell tudni mondani javaslataikat, hogy az osztály számára érthető legyen. • Tanulásmódszertan A lényeges momentumok összegyűjtése, rendszerezése, esetleg ábra készítése, a megoldáshoz szükséges előzetes ismeretek mozgósítása, működő modell elkészítése, azzal mérések végzése, a mérési eredmények grafikus ábrázolása, és annak alapján következtetések levonása. A tanulók metakognitív tudásrendszerének formálása, melyre külön is célszerű odafigyelni, melyre a feladat befejező részében kerülhet sor, amikor visszatekintenek a teljes folyamatra a probléma felvetődésétől annak megoldásáig. Ez napjaink tantervfejlesztéseinek egyik fontos célkitűzése.

13. Mely kompetenciák fejlesztése valósítható meg? • Személyközi és állampolgári kompetenciák A probléma megoldása során csoportmunkában dolgoztak a diákoknak. A probléma életszerű volt, olyan, mely valóban előfordulhat. Tovább bővíthető pl. a közlekedéssel kapcsolatos környezeti kérdések számbavételével. • Digitális írástudás Amennyiben a diákok, vagy egy részük szívesen foglalkozik tovább a feladattal, akkor még szélesebb körű kompetenciafejlesztésre is lehetőséget ad a feladat, mint pl. számítógépes grafikon, netán szimulációs program készítése, stb. Hasonló feladat szerepelhet a későbbi évfolyamokon is, ahol már a diákoknak komolyabb számítástechnikai ismereteik vannak. • Vállalkozói kompetencia A diákok sokféle saját ötlettel is előjöhettek, javasolhattak, mely a vállalkozói kompetencia fontos eleme.

14. KÖSZÖNÖM A FIGYELMET! Sajdik Ferenc ábrái