Методика обучения естествознанию, 11 класс, Одинцова Н.И., Королев М.Ю., Петрова Е.Б.

Методика обучения естествознанию, 11 класс. В пособии представлены материалы по методике обучения новому интегрированному учебному предмету «Естествознание», разработанные в соответствии с ФГОС. Приведены методические рекомендации и конкретные примеры по всем темам курса естествознания для 11-х классов. Описаны особенности применения цифровых образовательных ресурсов и активных методов обучения на уроках естествознания. Даны задания для самостоятельной работы студентов.

Методика обучения естествознанию, 11 класс, Одинцова Н.И., Королев М.Ю., Петрова Е.Б.

Описание учебника

Первый этап подготовки учителя к уроку — формулирование познавательной задачи (ПЗ) на основе научно-популярной информации. В источнике, как правило, представлен ответ, а учителю надо подобрать к этому ответу вопрос. Например, в данном случае познавательную задачу можно сформулировать так: «Каким образом можно использовать графитовые стержни атомных реакторов после того, как срок их эксплуатации истек?».
Второй этап подготовки учителя — создание ситуации, мотивирующей учащихся к постановке этой задачи. Например, можно показать ученикам видеоролик «Переработка отходов. Отработанные ядерные отходы», имеющийся в открытом доступе на youtube. Затем обсудить заявленные в ролике проблемы увеличения объемов отходов, их высокого уровня опасности для окружающей среды и путем специально спланированных вопросов подвести их к формулировке ПЗ об использовании отработанных графитовых стержней.
Третий этап подготовки учителя к уроку — решение ПЗ. Для этого надо выстроить определенную цепочку рассуждений, которая приведет к указанному в статье ответу. В приведенном выше отрывке информации для этого явно недостаточно, поэтому учителю надо обратиться к другим источникам и сначала самому разобраться в вопросе.
Существует два вида радиоактивных батарей. Первые называются РИТЭГи (радиоизотопные термоэлектрические генераторы). Они работают благодаря теплу, выделяемому в ходе распада радиоактивных элементов. В разных точках батареи создается разница температур, которую с помощью термоэлектрического эффекта преобразуют в электричество. КПД их небольшой (4-5%), но они могут работать длительное время. Так, РИТЭГ на основе плутония-238 установлен на космическом аппарате Вояджер-2 и уже 40 лет помогает ему передавать сигналы из далекого космоса [7].
Другой тип радиоактивных батарей — бета-вольтаические генераторы. Они не требуют промежуточного превращения радиоактивного излучения в тепло, поэтому имеют более высокий КПД. Бета-излучение радиоизотопа воздействует на полупроводник и вызывает возникновение ЭДС на его концах (эффект, аналогичный внутреннему фотоэффекту). В существующих моделях используется активный изотоп никель-63 — очень дорогой материал.
Как правило, в качестве полупроводника используется кремний, но у него есть недостатки, в частности, он плохо проводит тепло. Недавно ученые разработали способ превращения алмазов в практически идеальные полупроводники путем осаждения из газовой фазы (метод CVD) на специальную подложку и легирования их атомами бора [4].
С опорой на эти данные можно выстроить следующую цепочку рассуждений. Известно, что на внешних областях графитовых стержней накапливается изотоп углерода-14. На основе этого радиоактивного элемента можно попробовать создать батарею. Какую из двух типов?
Изотопы углерода-14 испускают электроны, т.е. испытывает бета-распад. Значит, стоит выбрать батарею, так как она имеет больший КПД. Для работы такой батареи необходим не только радиоактивный изотоп, но и полупроводник. Какое вещество выбрать в качестве полупроводника?
Идеальным полупроводником может быть легированный алмаз. Алмаз, также как и графит, состоит из атомов углерода. Значит, можно попытаться получить алмаз из того же углерода-14 методом осаждения из газовой фазы. Период полураспада углерода-14 составляет 5730 лет, поэтому батарейка на его основе сможет проработать тысячи лет. Как сделать ее безопасной?
Можно поместить в специальный кожух, не пропускающий бета-излучение. Его можно также изготовить из алмаза, только не радиоактивного.
Четвертый этап — планирование организации решения ПЗ на уроке: какие рассуждения ученики смогут провести сами, а в чем потребуется помощь учителя.
После просмотра видеосюжета и формулирования ПЗ, необходимо подвести школьников к выявлению особенностей графитовых стержней. Для этого учитель обращает внимание школьников, что отработанное оборудование АЭС утилизируется с теми же мерами осторожности, что и топливо реакторов. Ставится вопрос: «Чем вызваны такие меры безопасности?» В ходе рассуждений учащиеся, осознают, что отработанные графитовые стержни являются источниками радиации. Учитель конкретизирует вывод школьников, сообщая об изотопе углерода-14, и предлагает высказать гипотезы, где и как его можно применить. Школьники затрудняются с ответом. Учитель помогает им, рассказывая о двух типах радиоактивных батарей и организуя беседу в описанной выше логике. В подтверждение правильности высказанных учащимися предположений учитель знакомит их с работой ученых в этом направлении (по материалам статьи [6]).
Полезно обсудить вопрос о возможных сферах применения таких батарей. Это, например, кардиостимуляторы в медицине. Сейчас они работают на плутонии-238 со сроком службы не более 10 лет, а на углероде-14 смогут работать без замены.
Задание для самостоятельной работы по разделу 2
Разработайте методическое сопровождение одного из циклов курса естествознания для 11 класса в рамках содержательной линии «Практическое естествознание» (см. программу [56, с. 61-63]). Сопровождение должно содержать следующее.
1. Перечень работ различного вида:
— формулировки экспериментальные заданий;
— названия и цели лабораторных работ;
— названия и цели проектов;
— условия задач различного типа;
— названия и цели практических работ с ЦОР.
2. Подробное описание методики проведения одной из работ перечня: описание должно содержать этапы ориентировочной деятельности учащихся
Методические рекомендации к выполнению задания
Для выполнения задания повторите параграф 2.5 «Организация ориентировочной деятельности школьников» из пособия «Методика обучения естествознанию (общие вопросы)». Материал для примеров можно найти в любом из комплектов учебников по естествознанию и учебниках для 10-11 классов по монопредметам.
Результаты своей работы оформите следующим образом. Перечень работ — в виде списка с соответствующими
Тема 2. Эволюционная картина мира
Эволюция и самоорганизация — — —
Развитие жизни на Земле
Учение об эволюции органического мира. Ч. Дарвин — основоположник учения об эволюции.
Движущие силы эволюции: наследственная изменчивость, борьба за существование, естественный отбор. Искусственный отбор. Результаты эволюции: многообразие видов, приспособленность организмов к среде обитания.
Усложнение растений в процессе эволюции: водоросли, мхи, папоротники, хвощи, плауны, голосеменные, покрытосеменные. Главные признаки основных отделов. Разнообразие видов растений — основа устойчивости биосферы, результат эволюции. Сохранение биологического разнообразия растений. Сельскохозяйственные растения.
Многообразие животных — результат эволюции. Одноклеточные и многоклеточные животные.
Беспозвоночные животные: Кишечнополостные, Черви, Моллюски, Членистоногие. Усложнение животных в процессе эволюции на примере позвоночных: Рыбы, Земноводные, Пресмыкающиеся, Птицы, Млекопитающие. Сохранение биологического разнообразия животных как основа

Предложения интернет-магазинов