Самостоятельная работа по магнитному полю 8 класс физика: Самостоятельная работа Магнитное поле. Магнитное поле прямого тока. Магнитные линии 8 класс

Содержание

Проверочная работа по физике в 8 классе по теме «Магнитное поле»

Проверочная работа в форме тестирования по теме «Магнитное поле. Электромагнитные явления» предназначена для учащихся 8 класса. Работа включает два варианта. В каждом варианте 9 заданий. Тестирование составлено по типу ОГЭ по физике для 9 класса и ЕГЭ по физике для 11 класса. Задания различаются по уровню сложности и делятся на две части. 7 заданий первой части требуют краткого ответа. 8 задание представляет собой задание на соответствие позиций, представленных в двух множествах. Часть 2 содержит задание, для которого необходимо привести развернутый ответ.

Работа проверяет владение понятийным аппаратом темы «Магнитное поле», умение решать задачи различного типа и уровня сложности.

Данный вид контроля может использоваться учителем при обобщении и повторении темы «Магнитное поле» в 8 классе. Задания с кратким ответом (№1-7) считаются выполненными, если ответ совпадает с правильным. Задание №8 можно оценить в 2 балла, если указаны верно все варианты ответа, в 1 балл, если указан неправильно один вариант ответа и в 0 баллов, если неправильны два варианта ответа. Задание №9 оценивается с учетом правильности и полноты ответа и может быть оценено в 3 балла. Таким образом, максимально возможное количество за работу-12. Ориентировочно перевод баллов в пятизначную оценку можно провести следующим образом:

Отметка	5	4	3	2
Количество набранных баллов	11-12	9-10	7-8	1-6

Однако данную работу можно применить на уроке и менее традиционно, если , например, сделать ее одним из этапов современного урока повторения и обобщения знаний по теме «Магнитное поле». Тогда используется иная нумерация ответов на вопросы (ответы нумеруются от 1 до 34). Каждой цифре правильного ответа соответствует буква в таблице перевода. Из определенных при решении задач букв составляется слово или словосочетание, несущее информацию по данной теме. И тогда организуется соревнование: первый, отгадавший слово (словосочетание), поощряется одной отметкой «отлично» за быстро и правильно решенные задачи, а второй- за верно составленное слово (словосочетание). Третью «пятерку» учащийся может заработать, если пояснит значение данного слова (словосочетания).

Например,

Часть 1.

Вариант 1.

Задание 1. Вблизи отрицательно заряженной пластины неподвижным относительно нее прибором можно обнаружить…

1. только электрическое поле;

2. только магнитное поле;

3. электрическое и магнитное поля;

4. в зависимости от используемого прибора- либо электрическое, либо магнитное.

Задание 2.Магнитные линии поля полосового магнита…

5. выходят из южного полюса магнита;

6. представляют собой замкнутые кривые;

7. входят в северный полюс;

8. пересекаются друг с другом.

Задание 3. Какой из вариантов соответствует схеме расположения магнитных линий вокруг прямолинейного проводника с током, перпендикулярного плоскости рисунка ?

9 10 11 12

Задание 4. Если число витков катушки электромагнита увеличить, не изменяя силу тока в ней, то магнитное действие электромагнита…

13.уменьшится;

14. не изменится;

15.увеличится;

16.может как увеличиться, так и уменьшиться.

Задание 5. На рисунке изображена катушка из провода, по которой течет электрический ток. Как направлена магнитная линия магнитного поля катушки в точке А (справа- южный полюс катушки, слева- северный)?

17.вправо;

18.вниз;

19.вверх;

20.влево.

Задание 6. Где магнитная стрелка компаса обеими своими полюсами показывает на южный полюс Земли ?

21.на северном географическом полюсе;

22.на южном географическом полюсе;

23.на широте 600;

24.на экваторе.

Задание 7. Определите направление тока по проводнику, если со стороны магнитного поля на него действует сила, направление которой указано на рисунке.

25.вниз;

26.на нас;

27.от нас;

28.вправо.

Задание 8. На рисунке изображен электромагнит, к которому подсоединены реостат и источник тока. Ползунок реостата передвигают влево. Как при этом изменяются сопротивление цепи, сила тока в проводе катушки и магнитное действие электромагнита?

Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами. Цифры в ответе могут повторяться.

Физическая величина:

А) сопротивление цепи;

Б) сила тока в проводе;

В) магнитное действие электромагнита.

Ее изменение:

29.уменьшается;

30.увеличивается;

31.не изменяется.

Ответ:

А	Б	В

Часть 2.

Задание 9. По проводнику, висящему на нити в магнитном поле, течет электрический ток, направленный «к нам». Масса проводника 15г. Сила натяжения нити, действующая на проводник, равна 0, 2Н. Чему равна сила, с которой магнитное поле действует на проводник с током? (ответ состоит из 3-х цифр- №32, 33, 34)

Таблица результатов.

№ вопроса	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Буква ответа	Э	А	Е	С	Б	Л	М	Ц	Е

10	11	12	13	14	15	16	17	18	19
Й	Ы	Ф	Я	Ч	К	С	М	И	Т

20	21	22	23	24	25	26	27	28
Т	Р	Ь	Б	Ю	У	К	О	Е

29. А	29.Б	29В	30.А	30.Б	30.В	31.А	31.Б	31.В
М	Н	Г	Ш	А	Щ	З	Г	Х

32.0	32.1	32.2	32.3	32.4	32.5
Н	Ъ	В	А	П	Р
33. 0	33.1	33.2	33.3	33.4	33.5
И	О	Л	Д	Ж	Э
34.0	34.1	34.2	34.3	34.4	34.5
Я	Ч	С	М	Ь	Т

КЛЮЧЕВОЕ СЛОВО- ЭЛЕКТРОМАГНИТ

Для 2 варианта- МАГНИТНАЯ БУРЯ

Контрольная работа по физике. 8 класс.

Тема: «Электромагнитные явления». Вариант 1

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА ПО ФИЗИКЕ

8 КЛАСС

ТЕМА: «ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ»

ВАРИАНТ 1

Уровень А

1. К магнитной стрелке (северный полюс затемнен, см. рисунок), которая может поворачиваться вокруг вертикальной оси, перпендикулярной плоскости чертежа, поднесли постоянный магнит. При этом стрелка

1) повернется на 180^°

2) повернется на 90^° по часовой стрелке

3) повернется на 90^° против часовой стрелки

4) останется в прежнем положении

Контрольная работа по физике. 8 класс

2. Какое утверждение верно?

А. Магнитное поле возникает вокруг движущихся зарядов

Б. Магнитное поле возникает вокруг неподвижных зарядов

1) А

2) Б

3) А и Б

4) Ни А, ни Б

Электромагнитные явления

3. На каком рисунке правильно изображена картина магнитных линий магнитного поля длинного проводника с постоянным током, направленным перпендикулярно плоскости чертежа на нас?

4. При увеличении силы тока в катушке магнитное поле

1) не изменяется

2) ослабевает

3) исчезает

4) усиливается

5. Какое утверждение верно?

А. Северный конец магнитной стрелки компаса показывает на географический Южный полюс

Б. Вблизи географического Северного полюса располагается южный магнитный полюс Земли

1) А

2) Б

3) А и Б

4) Ни А, ни Б

6. Квадратная рамка расположена в магнитном поле в плоскости магнитных линий так, как показано на рисунке. Направление тока в рамке показано стрелками. Как направлена сила, действующая на сторону ab рамки со стороны магнитного поля?

Уровень В

7. Установите соответствие между научными открытиями и именами ученых, которым эти открытия принадлежат.

К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

ОТКРЫТИЯ	УЧЕНЫЕ-ФИЗИКИ
А) Впервые обнаружил взаимодействие проводника с током и магнитной стрелки	1) А. Ампер
Б) Построил первый электродвигатель	2) М. Фарадей
В) Создал первый электромагнит	3) Х. Эрстед
	4) Б. Якоби
	5) Д. Джоуль

А	Б	В

Уровень С

8. Магнитная сила, действующая на горизонтально расположенный проводник, уравновешивает силу тяжести. Определите плотность материала проводника, если его объём 0,4 см³, а магнитная сила равна 0,034 Н.

Магниты: Учителя (Научный путь: Общественное телевидение Айдахо)

Дом
Факты
ссылки
Игры
Учителя
Книги
Глоссарий
Видео

Ресурсы для учителей
Стандарты

Основы магнетизма

Изучите основы магнитов и магнетизма в книге «Магниты от мини до могучих» в Национальной лаборатории магнитного поля.

Это четкое введение в магнетизм включает обсуждение земного магнетизма, электромагнетизма и истории магнетизма. Он также может быть использован в качестве самостоятельного исследования для заинтересованных студентов.

Если ваши знания о магнитах ограничены магнитами на холодильнике, это видео от Physics In Motion даст вам хороший обзор магнитной силы.

Узнайте, как на самом деле работают магниты, в этом объяснении атомной науки, лежащей в основе магнитного поведения.

Введение в электромагнетизм в этом видео ускоренного курса от PBS Learning Media.

Ресурсы от PBS Learning Media

Все уроки PBS Learning Media поставляются с вспомогательными материалами для учителей, которые включают справочную информацию, вопросы для обсуждения, ссылки на полезные сайты и соответствие стандартам.

Для младших школьников:
• Веселье с магнитами
• Прилипнет ли?
• Магниты!

Для старших школьников:
• Магнитный щит Земли
• Превращение электричества и магнетизма в механическую работу
• Делать прогнозы о магнитах
• Детекторы магнитного поля
• Освещение северного сияния с сопровождающим руководством

Планы уроков и многое другое

Взгляните на Магниты 1: Магнитные датчики и Магниты 2: Насколько силен ваш магнит? На этих превосходных уроках от ScienceNet учащимся предлагается делать прогнозы и проверять свои теории о магнитах.

В Национальной лаборатории сильного магнитного поля есть восемь практических планов уроков по электричеству и магнетизму.

В программе «Изучение магнетизма» от НАСА и Центра научного образования Калифорнийского университета в Беркли студенты выступают в роли ученых, открывая магнитные поля и электромагнетизм посредством исследований и измерений. Модуль включает в себя полные планы уроков, предназначенные для учащихся 5-го класса и старше.

Вам захочется изучить коллекцию полных планов уроков Образовательной сети Юты, обучающих магнитному поведению и магнитному полю Земли. На одном уроке учащиеся используют GPS для поиска магнитов. В другом учащиеся сравнивают постоянные магниты и электромагниты. Независимые студенты могут самостоятельно изучать Sci-berText.

изображение любезно предоставлено НАСА

НАСА знакомит студентов с магнитосферой Земли с помощью этого справочного эссе. Прокрутите вниз до раздела «Занятия в классе», чтобы найти отличные уроки и исследования, организованные по классам.

«Изучение магнитного поля Земли» — отличный учебный материал от НАСА. Он включает в себя 23 задания для учителей K-12, которые помогут вам научить основам магнетизма и магнитного поля Земли с разной степенью детализации в зависимости от класса.

National Geographic сочетает планы уроков магнетизма для учащихся средней школы с потрясающими фотографиями. Посмотрите их уроки о том, как магнитные поля влияют на планеты, электромагнетизм, создание магнитометра, космическую погоду и магнетизм.

Вы найдете несколько планов уроков и практических занятий для классов K-8 на сайте Миннесотского проекта по обучению учителей естественных наук. Акцент делается на лабораторных исследованиях и сборе данных.

Magnetic Attractions — это практический урок для классов K-2 от Scholastic.

Из Музея Мира Науки семь исследовательских занятий знакомят детей начальных классов с силой магнитов. Студентам может понравиться вступительный видеоролик «Чудесные, загадочные магниты».

Магниты: полярность — это увлекательный план урока, предназначенный для 3–5 классов.

Объедините концепции магнетизма с процессом изобретения/проектирования, когда ваши ученики спроектируют магнитный цирк.

Предложите учащимся использовать магнитные силы, чтобы направить стальной шар (космический корабль) вокруг препятствия (планеты) и поразить назначенную цель. Эта проблема дизайна похожа на задачу НАСА!

Ресурсы для учителей

Ученикам начальных классов понравится это учебное пособие для печати, содержащее факты, игры и головоломки о магнитах. Также доступно на испанском языке.

Магнетизм для детей разбивает информацию на возрастные уровни и содержит загружаемые рабочие листы, которые включают изготовление компаса или электромагнита, изучение магнитных объектов, наблюдение магнитных полей и историю магнетизма.

ScienceWiz содержит материалы для начинающих и продвинутых, видео, анимацию, игры, викторины и ссылки, которые дополнят ваш блок магнетизма.

Easy Science For Kids предлагает две распечатываемые викторины и задания по поиску слов: одно по основам магнетизма, а другое по магнетизму Земли.

Эксперименты, Эксперименты

Изучение магнетизма хорошо подходит для экспериментов и практических исследований. Проведите некоторые из этих экспериментов со своими учениками и предложите им делать прогнозы, исследовать и делать выводы.

Магнитный фрукт? Магнитное свободное падение? Эти предлагаемые занятия от Exploratorium увлекут юных учеников.

Может ли Невидимая Сила двигать автомобили? Проверьте эти магнитные эксперименты.

Деньги в блендере, Магнитная слизь и Кошмар Ньютона. Учащиеся будут активно участвовать в этих крутых экспериментах с магнитами, разработанных, чтобы заинтересовать даже тех, кто сопротивляется.

Magnet Man собрал 80 экспериментов для учащихся начальных и средних классов, включая магнитные поля, левитацию, электромагниты и многое другое. На сайте также есть хорошие объяснения научных фактов, лежащих в основе экспериментов.

Science Buddies — отличный источник информации об экспериментах и проектах с магнитами. Узнайте содержание железа в хлопьях в игре «Великолепные хлопья для завтрака» или создайте свой собственный поезд на магнитной подвеске в игре «Останови поезд».

Магнетизм или гравитация? Этот эксперимент для классов K-1 исследует относительную силу двух основных сил.

Создать магнитометр для отслеживания изменений магнитного поля Земли на наличие признаков магнитных бурь.

Соберите электромагнит, динамик или двигатель. Они все используют магниты!

Поэкспериментируйте с магнитными изоляторами и решите, какие материалы подходят для ослабления магнитной силы.

Моделирование магнетизма с помощью плавающей скрепки

функция

Поддержка разных учащихся с помощью визуальных и лингвистических каркасов

Science Scope — июль/август 2021 г.

(Том 44, Выпуск 6)

Сара Брейден, Лорен Барт-Коэн, Сара Гейли и Тамара Янг

ОБЛАСТЬ СОДЕРЖАНИЯ Физические науки

УРОВЕНЬ КЛАССА 6–8

БОЛЬШАЯ ИДЕЯ/БЛОК Магнитные поля

ОСНОВНЫЕ СУЩЕСТВУЮЩИЕ ЗНАНИЯ Нет — предыстория создается на протяжении урока

НЕОБХОДИМОЕ ВРЕМЯ 5,5 уроков (около 1 часа каждый)

СТОИМОСТЬ Варьируется в зависимости от материалов, имеющихся в классе

БЕЗОПАСНОСТЬ Необходимо соблюдать соответствующие правила безопасности при использовании гвоздей, швейных игл и магнитов. Защитные очки рекомендуются для каждой из станций.

Научные модели повсеместно используются в дисциплинах STEM, потому что они являются продуктами расширенного научного мышления и обладают объяснительной силой. Однако, когда они используются в классах K – 12, учащихся могут попросить воссоздать визуальные представления идей, разработанных учеными, в отличие от самих учащихся, занимающихся научным мышлением, которое создает модель. Мы поделимся здесь примером того, как вовлечь разных учащихся средних классов в практику моделирования в рамках научных стандартов нового поколения (NGSS; Ведущие штаты NGSS 2013) (см. Дополнительные материалы для диаграммы NGSS со связью со стандартом MS-PS2-5). Мы предлагаем проверенную в классе основу того, как строить инструкции для развития у учащихся научной визуальной грамотности и разговорных навыков посредством моделирования магнетизма в феномене плавающей скрепки (см. рис. 1).

Рисунок 1. Явление плавающей скрепки и пример модели: (A) явление плавающей скрепки; (B) пример модели студента, показывающий пузыри «увеличения»; (C) пример студенческой модели, показывающий три вида явления (скрепка касается магнита, рядом с магнитом, но не касается, и далеко от магнита).

Инструкция по моделированию

Центральным элементом помощи учащимся в разработке моделей является понимание того, что ученые разрабатывают модели для объяснения явлений, а не как представления явлений (Пассмор, Шварц и Манковски, 2017). На этом уроке учащиеся разрабатывают модель, чтобы объяснить, как работает магнетизм, выдвигая гипотезы о том, что происходит внутри магнита и внутри «плавающей» скрепки (см. рис. 1). Чтобы представить моделирование как процесс разработки объяснения, учитывающего потребности учащихся в опорах для поддержки их визуальной грамотности и языкового развития, мы разработали структуру и опоры, показанные на рис. 2 (по данным Passmore, Schwarz, and Mankowski, 2017; Шварц и Хуг, 2008 г.). Структура уделяет особое внимание визуальным и языковым способам общения, поскольку эти способы являются неотъемлемой частью научного моделирования.

Визуальная грамотность и разговорная наука с разными учащимися

Ученые в области научного образования показали, что научное мышление включает в себя интеграцию различных способов обучения, таких как говорение, рисование, жестикуляция и письмо (Goodwin 1994; Lemke 2002). Тем не менее, разработка инструкции, которая стратегически объединяет эти режимы, может быть сложной задачей. В контексте обучения моделированию учителя должны быть готовы к формирующей оценке обучения с помощью рисунков, разговоров, манипуляций с физическими объектами и жестов. Зрительная грамотность не развивается в одиночку; скорее он интегрирован с этими другими режимами. Разработка инструкций для такой интеграции режимов создает как возможности, так и проблемы. Учебная возможность для учителей учащихся, изучающих английский язык (ELL), и учащихся, которые могут испытывать трудности с выражением своего мышления с помощью языка, включает в себя возможность предложить этим учащимся дополнительные способы выражения для поддержки их интерпретации и создания языка.

Проблемы, связанные с равенством, включают поиск эффективных способов поддержки развития учащихся и интеграции визуальной и печатной грамотности, а также управление социальной динамикой, влияющей на эффективность работы в малых группах. В то время как фаза консенсуса в обучении моделированию (см. рис. 2, шаг 5) позволяет учащимся усовершенствовать свое мышление и участвовать в рассуждениях и коммуникативных практиках, отражающих таковые у ученых, совместное обучение также может создавать пространства, в которых возникают несправедливые иерархии и предсказуемые «научные эксперты». . Когда это происходит, женщины, латиноамериканцы, цветные учащиеся и учащиеся с маркировкой ELL могут быть исключены из важных разговоров (Braden 2019).), тем самым уменьшая возможности обучения для всех (Oliveira et al. 2014). Чтобы решить эту проблему, на этом уроке в обучение моделированию включены «разговорные движения» (Майклс и О’Коннор, 2012). Движения разговора — это фразы и предложения, которые вовлекают учащихся в научную беседу, структурируя то, как они делятся, перефразируют, оспаривают или приводят доказательства для идей и объяснений (Майклс и О’Коннор, 2012). Сочетая передовые методы обучения моделированию, которые включают стратегический подход к рисованию и перерисовке идей, с языковыми каркасами, мы демонстрируем, как учителя могут использовать визуальную грамотность и разговорные движения, чтобы на равных вовлечь учащихся в практику моделирования NGSS.

Рисунок 2. Последовательность инструкций по моделированию с опорами на визуальную грамотность и язык.

Учебный контекст

Этот урок охватывает почти шесть часов обучения и проводился в многочисленных различных классах седьмого класса. Урок специально разработан для получения необходимых базовых знаний для достижения успеха в рамках урока. Учителя, чьи учебные программы включают магнетизм, скорее всего, будут иметь под рукой многие необходимые материалы; специальные предметы включают железные опилки и магнитные зрители. Магнитные устройства просмотра можно приобрести готовыми или изготовить из железных опилок в герметичный прозрачный пластиковый контейнер (например, в чашку Петри). Подробный список материалов для каждой станции и количества, необходимые для четырех учащихся на станцию, представлены на рис. 3. Учителя могут запланировать чередование учащихся на разных станциях в своих группах, чтобы удерживать по четыре ученика на каждой станции одновременно, или материалы станции на лотках, которые назначенные ассистенты учащихся могут поворачивать в группы. В любом случае, учитель должен запланировать сигнал, когда учащиеся будут менять станции, чтобы темп урока и достаточное распределение материалов.

Планирование для студенческих групп

На этом уроке необходимо стратегически сформировать группы, чтобы гарантировать, что динамика малых групп будет способствовать, а не мешать учащимся участвовать в осмысленных, беспристрастных и научно продуктивных беседах. Не существует единого наилучшего подхода к группированию многоязычных учащихся из-за сверхразнообразия этой группы учащихся. Учащиеся, отмеченные как ELL, отличаются культурой; национальное происхождение; время, проведенное в США; разговорные языки и владение неанглийскими языками; и, конечно же, уровни владения английским языком как в комплексном, так и в разных режимах (чтение, письмо, разговорная речь и аудирование). Учителя должны учитывать опыт своих учеников по этим параметрам и использовать эту информацию, чтобы максимизировать возможности учащихся получить лингвистическую поддержку в группах сверстников. Например, это может включать в себя объединение учащихся ELL с одинаковым уровнем владения английским языком вместе и предложение языковых подмостков на одном уровне или объединение учащихся ELL со владеющими английским языком двуязычными сверстниками, которые вызвались работать на другом языке.

Проведение урока

Включение (рис. 2, шаги 1 и 2, 20 минут)

В начале урока каждому ученику в классе раздаются скрепка, кусок ленты, веревка и магнит, а учитель напоминает ученикам о мерах предосторожности. Меры предосторожности для этого урока включают осторожность при обращении с сильными магнитами, ношение защитных очков и безопасное обращение с острыми предметами. Каждый учащийся должен работать со своими материалами, чтобы почувствовать притяжение магнита к скрепке — физический опыт, который дает знания, необходимые для рисования, письма и разговоров об этом явлении. Учитель показывает, как привязать веревку к скрепке, прикрепить ее к столу и заставить скрепку «плавать» (см. рис. 1). Когда учащиеся испытывают феномен плавающей скрепки, учитель объясняет, что учащиеся собираются объяснить, как это явление работает. С помощью рисования (без письменного объяснения) учащиеся начинают разрабатывать модель, чтобы объяснить, как магнит заставляет скрепку плавать. Учитель знакомит с концепцией «увеличенного» кружка для представления «небольших вещей, которые нельзя увидеть невооруженным глазом» (сущности микроуровня), и учащимся предлагается включить в свои рисунки один кружок вместе с метками. Чтобы перейти к этапу «Исследование», учитель заявляет, что теперь у учащихся будет возможность собрать доказательства в виде наблюдений, чтобы поддержать и пересмотреть свои модели. Учителя могут в это время провести обсуждение всем классом с целью составления списка первоначальных идей, к которым можно вернуться в будущем. Учителя не должны предлагать оценочную обратную связь в это время — цель урока состоит в том, чтобы учащиеся рассуждали, разрабатывая свою собственную модель, основанную на фактических данных. В качестве альтернативы учителя могут сосредоточить обсуждение на моделировании или обсуждении фактов в качестве соответствующих практик для этого урока, в идеале связывая их с недавними уроками.

Исследование (рис. 2, шаг 3, 2 часа или 120 минут)

В настоящее время учителя должны разделить учащихся на группы по четыре человека, следуя изложенным выше соображениям по группированию. Учащиеся остаются в своей группе на этапах «Изучение и объяснение». На этом этапе урока (рис. 2, шаг 3) учащиеся собирают данные и пересматривают свои модели в два этапа. Каждый раунд включает в себя посещение четырех станций для проведения наблюдений, а затем пересмотр и, при необходимости, пересмотр их модели, чтобы приспособить их новое понимание того, как работает магнетизм. Каждая из восьми уникальных станций (см. рис. 3) была разработана для того, чтобы студенты могли заметить определенное свойство магнетизма. Студенты проводят от 10 до 20 минут, изучая каждую станцию, рисуя картинки, отвечая на вопросы и записывая свои вопросы и наблюдения в своих научных журналах. Наблюдения с каждой станции служат доказательством для студентов, чтобы обосновать свое мышление в своих моделях. Учителя должны знать, что учащиеся, вероятно, будут испытывать неуверенность при выдвижении гипотез о том, что происходит на микроуровне, на основе их наблюдений на макроуровне. В частности, мы наблюдали, как студенты борются с дипольной природой сущностей микроуровня, с поведением этих сущностей во время временного магнетизма и с тем, почему сломанный магнит физически соединяется, но две части, тем не менее, отталкивают друг друга. Чтобы укрепить мышление учащихся, учитель должен задавать стратегические вопросы, чтобы привлечь внимание учащихся к различным свойствам магнетизма станций (см. рис. 3).

Рисунок 3. Магнитные станции, предполагаемые наблюдения студентов и материалы на группу из четырех человек.

Объяснение (рис. 2, шаги 4 и 5, 2 часа или 120 минут)

После просмотра станций учащиеся еще раз возвращаются к своим самостоятельно нарисованным моделям, чтобы систематизировать свои мысли и внести исправления. Учащиеся готовятся поделиться своими моделями и объяснениями со своими сверстниками, используя цветные карточки участия для ролей «докладчика» и «активного слушателя» (см. рис. 4). Основы предложений на карточках включают в себя подсказки для описания и предоставления доказательств в поддержку модели и стартовые вопросы, чтобы помочь слушающим учащимся понять идеи докладчика. Учителя должны смоделировать, как использовать эти карточки в обсуждении всего класса, и разъяснить, что учащиеся должны сосредоточиться на обмене наблюдениями из урока, чтобы поддержать свои модели. Свидетельства из вторичных источников (например, рисунок из прошлогоднего учебника) можно обсудить в связи с наблюдениями на этом уроке. После того, как каждый член группы поделится своей индивидуальной моделью, группа переходит к этапу достижения консенсуса.

Шаг 5 обучения содержит две ключевые основы для обеспечения справедливого и качественного научного обсуждения и проводит учащихся через процесс разработки и рисования групповой модели для представления феномена: (1) беседа на основе консенсуса со сменяющимися лидерскими ролями и ( 2) использование континуума консенсуса (см. рис. 4). На шаге 5 учитель объясняет, что учащиеся будут работать вместе над созданием групповой модели и что каждый учащийся в группе будет руководить на другом этапе подготовки групповой модели (см. рис. 4, части 1–4; выделены цветом). для простоты распределения ролей). Наша последовательность коллективного рисования со временем совершенствовалась, чтобы помочь учащимся синтезировать идеи и определить, как лучше всего представить эти идеи визуально. Учащиеся начинают с определения «видимых» объектов для включения в модель. Затем учащиеся обсуждают, как представить «невидимые вещи» в модели. К невидимым вещам относятся силовые линии магнитного поля (макроуровень) и молекулярные или атомные структуры (микроуровень). Дополнительные карточки с беседами предлагают учащимся рекомендации по выполнению своих ролей лидеров и членов группы (см. рис. 4). Как указано, лидер периодически проверяет группу, используя континуум консенсуса, который представляет собой ламинированную карточку, которую держит каждый студент с прищепкой для обозначения своей позиции в континууме. По сути, когда кажется, что достигнуто согласие относительно того, как представлять компонент групповой модели, лидер спрашивает группу: «Мы достигли консенсуса?» Затем учащиеся выражают свое согласие или несогласие с данной идеей, отмечая свою позицию прищепкой, и вступают в дальнейшее обсуждение по мере необходимости для разрешения разногласий. Этот инструмент помогает гарантировать, что каждый учащийся имеет возможность участвовать в беседе. Учитель ходит и внимательно слушает эти разговоры, вмешиваясь только по мере необходимости, чтобы помочь ученикам достичь консенсуса. Вмешательства учителя могут включать в себя просьбу учащихся перефразировать, дополнить или подтвердить свои идеи. К части 4 учащиеся готовы рисовать свои групповые модели, и каждый член группы должен нарисовать один компонент модели.

Рисунок 4. Беседы о научных рисунках.

Оценка (рис. 2, шаги 6 и 7, 1 час)

После того, как учащиеся завершат свои групповые модели, учитель выбирает группы, чтобы поделиться своими моделями в ходе обсуждения всего класса, стремясь поделиться разнообразием моделей, чтобы углубить мышление учащихся. Учащихся следует попросить прослушать презентацию каждой группы, а затем показать пальцем, если они: (1) полностью согласны и могут привести доказательства в поддержку модели, (2) имеют вопрос о чем-то, чего они не понимают, или ( 3) не согласен с чем-то и может привести доказательства в поддержку своего встречного утверждения. Учителя должны публиковать эти способы ответа и моделировать каждый из них, чтобы учащиеся понимали формат беседы. Представляющая группа обращается к своим сверстникам. Полезно иметь набор материалов со станций, доступных учащимся во время этой беседы, чтобы они могли физически демонстрировать доказательства в дополнение к их устному объяснению. После того, как подмножество групп представит свои модели, учитель может попросить учащихся вернуться в группы, чтобы определить, хотят ли они пересмотреть свои групповые модели.

Шаг 7 является последним шагом урока, и учитель может использовать индивидуальную оценку, требующую от учащихся применить свою модель того, как работает магнетизм, к другому магнитному явлению (см. объяснение для индивидуальной оценки» в дополнительных материалах). Успех этого урока зависит от способности учителя оценивать и формировать мышление учащихся, когда они работают над своими моделями самостоятельно и в группах, а не только при суммирующем оценивании. В любой оценке учитель должен искать следующие доказательства научного мышления:

Элементы микроуровня, присутствующие в модели (например, стрелки, точки, маленькие фигуры; это требование вытекает из прямой инструкции по использованию кружков «увеличения» и не соотносится ни с одной станцией).
Расположение объектов указывает на некоторую степень полярности в магнитных материалах и отсутствие полярности в немагнитных материалах (например, стрелки, указывающие в одном направлении в намагниченном материале и во всех направлениях в немагнитном объекте; станции 3, 5, 7 и 8 определить полярность; станции 1, 4 и 6 подчеркивают различия между магнитными и немагнитными материалами).
Расположение сущностей указывает на то, что эффекты магнетизма могут распространяться в пространстве между объектами, которые не соприкасаются (станции 2, 3 и 6).
Представление силовых линий присутствует и является точным (не обязательно каноническим; станции 5, 7 и 8).
В устных и письменных объяснениях упоминаются данные наблюдений на станциях для обоснования размышлений (этому способствуют основы предложений, моделирование и вопросы учителя).

Рисунки должны отражать глубокое научное мышление, основанное на фактических данных. Если модели учеников не соответствуют каноническим рисункам и объяснениям (например, линии поля на рис. 1C), учитель может использовать дополнительный опыт, чтобы оспорить или уточнить мышление учащихся. Учитель может показать учащимся рисунки ученых о том, как работает магнетизм. Разговор должен быть сосредоточен на том, как учащиеся творчески и точно изобразили многие свойства магнетизма, показанные на этих изображениях, а сравнения между моделями, созданными учащимися, и моделями, нарисованными учеными, должны быть сосредоточены на доказательствах.

Советы по внедрению

Шаблоны, которые показывают объекты макроуровня и имеют место для рисования учащимися того, что, по их предположениям, происходит на микроуровне, могут использоваться для развития визуальной грамотности. Шаблоны могут устанавливать ряд «представлений» (расположение объектов макроуровня), чтобы привлечь внимание учащихся к визуальному осмыслению различных аспектов явления. Требование к учащимся включить в этот урок три изображения магнита и скрепки (см. рис. 1C) приводит к важным разговорам о временном магнетизме скрепки. Учителя должны привлекать учащихся к разработке шаблонов рисунков, поскольку решения о том, что включать или исключать, открывают возможности для научного мышления. Кроме того, учителя, которые регулярно используют ведение дневника в своем обучении, могут добавить к этому уроку дополнительные письменные опоры и практики.

Усложнение

Учителя могут рассмотреть возможность включения этого урока в более крупный блок, посвященный взаимосвязи между электричеством и магнетизмом. Такой блок может включать в себя инженерную задачу, связанную с разработкой решений в области возобновляемых источников энергии для выработки электроэнергии с целью сокращения выбросов парниковых газов (например, гидроэнергетика, ветер) или проектированием и изготовлением простых двигателей. Объединение этого урока с более широким изучением магнетизма и электричества принесло бы пользу учащимся, создав возможности для дальнейшего изучения своих моделей, наблюдений и объяснений магнетизма и повторного рассмотрения более сложных связанных явлений, таких как временный магнетизм.

Приложения к другим урокам

Представленные здесь инструменты для поддержки интеграции визуальной грамотности с другими способами изучения естественных наук можно применять на других уроках:

Схема, представленная на рис. 2, может применяться для моделирования любого явления. Учителя должны будут адаптировать подсказки к рисованию и фазу сбора данных (см. рис. 2, шаг 3), чтобы они соответствовали новому явлению.
Языковые опоры (фреймы предложений и начальные элементы) могут быть использованы для помощи учащимся во время обсуждения любого визуального представления всем классом и в малых группах. Учителя могут найти «Talk Science Primer» (Майклс и О’Коннор, 2012) полезным ресурсом для определения дополнительных опор для структурирования научных бесед.
Леса для достижения консенсуса (структурированный разговор и континуум) можно использовать в любых научных беседах в малых группах, когда учащихся просят обобщать и анализировать идеи друг друга.

Заключение

Обучение моделированию позволяет учителям развивать и использовать визуальную грамотность учащихся, чтобы помочь всем учащимся думать, рисовать и говорить, как ученые. В то время как дифференциация обучения для разных учащихся часто изображается как учебная задача, упор на научную практику в NGSS предлагает учителям возможность переосмыслить различные классы через призму, ориентированную на активы. Разрабатывая обучение, основанное на разнообразных наборах навыков учащихся, а также на их знаниях в области естественных наук и языков, мы предлагаем учителям и учащимся новые возможности для изучения естественных наук. •

Дополнительные материалы

Подключение к научным стандартам нового поколения

Рубрика оценивания

Индивидуальная оценка

Объяснение явления магнетизма для индивидуальной оценки

Сара Брейден (sarah. [email protected]) — доцент, а Сара Гейли — докторант Школы педагогического образования и лидерства Университета штата Юта в Логане. Лорен Барт-Коэн — доцент кафедры педагогической психологии и адъюнкт физики и астрономии, а Тамара Янг — докторант физики и астрономии в Университете Юты в Солт-Лейк-Сити.

Ссылки

Braden, S.K. 2019. Лингвистическая экспертиза, насмешка и уместность в построении идентичности: тематическое исследование из физики 9-го класса. Двуязычный исследовательский журнал 42 (4): 432–454. DOI: 10.1080/15235882.2019.1688202

Гудвин, К. 1994. Профессиональное видение. Американский антрополог 96 (3): 606–663.

Кеньон, Л., К. Шварц и Б. Хуг. 2008. Преимущества научного моделирования. Наука и дети 46 (2): 40–44.

Лемке, Дж. 2002. Мультимедийная семиотика: Жанры для естественнонаучного образования. В книге «Развитие продвинутой грамотности на первом и втором языках», под ред. М. Шлеппегрелль и М.К. Колумби, 21–44. Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Эрлбаум.

Майклс С. и К. О’Коннор. 2012. Обсуждение учебника по науке. Кембридж, Массачусетс: TERC. https://inquiryproject.terc.edu/shared/pd/TalkScience_Primer.pdf

Ведущие государства NGSS (2013 г.). Научные стандарты следующего поколения: по штатам, по штатам. Вашингтон, округ Колумбия: Издательство национальных академий.

Оливейра, А., У. Боз, Г. Бродуэлл и Т. Сэдлер. 2014. Студенческое лидерство в опросе студентов малых групп. Исследования в области науки и технического образования 32 (3): 281–297.

Пассмор, К., К. Шварц и Дж. Манковски. 2017. Разработка и использование моделей. В книге «Помощь учащимся осмыслить мир с помощью науки и инженерных практик нового поколения», ред. К. Шварц, К. Пассмор и Б. Райзер, 109–134. Арлингтон, Вирджиния: NSTA Press.

Грамотность
Физическая наука

Средняя школа

Грамотность-Физические науки-Средняя школа

Вам также может понравиться

Отчеты Статья

Бесплатные подарки и возможности для учителей естественных наук и STEM, 25 апреля 2023 г.

Веб-семинар

Веб-семинар: FA23: Разработка конкурентного приложения для регионального конкурса Shell Science Lab, 2 ноября 2023 г.

Вы учитель K-12, который работает рядом с активом Shell? Если это так, вы можете выиграть перестройку научного класса. Присоединяйтесь к нам в четверг, 2 ноября 2023 г., с 7:…