INNOWACJA PEDAGOGICZNA Z FIZYKI I MATEMATYKI

Nazwa innowacji: Dziś liderem jutro inżynierem

Autor innowacji: Małgorzata Doroż

1. Opis innowacji

Według raportu Ministerstwa Pracy i Polityki Społecznej pt. „Zatrudnienie w Polsce”, poprawa stanu zatrudnienia będzie wymagała między innymi podniesienia jakości edukacji w szkolnictwie powszechnym, zwłaszcza w obszarze formowania umiejętności matematycznych polskich uczniów oraz zmiany struktury kształcenia w szkolnictwie wyższym, dzięki znacznemu zwiększeniu liczby studentów kierunków przyrodniczych i inżynieryjnych. Występuje coraz większe zapotrzebowanie na osoby z wykształceniem ścisłym, dlatego należy dostosować procesy edukacyjne do nowych realiów rynku pracy.
Biorąc pod uwagę nowe wyzwania stawiane systemowi edukacji postanowiłam wyjść z propozycją utworzenia klasy, w której realizowana byłaby innowacja pedagogiczna dotycząca dwóch przedmiotów: matematyki i fizyki.
Głównymi założeniami innowacji byłyby: rozbudzanie i pogłębianie zainteresowania przedmiotami ścisłymi, rozwijanie kompetencji naukowo – technicznych, rozwijanie umiejętności badawczych i społecznych uczniów a także kształtowanie umiejętności wykorzystywania zdobytej wiedzy i umiejętności w sytuacjach praktycznych.
Innowacja pedagogiczna „Dziś liderem jutro inżynierem” jest nowatorskim rozwiązaniem organizacyjnym i metodycznym mającym na celu przede wszystkim promowanie matematyki i fizyki wśród uczniów i w rezultacie poprawę jakości pracy szkoły.
Innowacja przewiduje 2 dodatkowe godziny lekcyjne w tygodniu (po jednej z każdego przedmiotu). Godziny te zostaną przeznaczone na pogłębianie wiedzy oraz doskonalenie umiejętności stosowania jej w sytuacjach praktycznych. Zakres realizowanego materiału zostanie rozszerzony o treści, których nie ujęto w podstawie programowej, a które będą stanowić doskonałą bazę do rozwoju naszych uczniów w późniejszej edukacji na kierunkach politechnicznych. Podczas realizacji dodatkowej godziny z matematyki i fizyki uczniowie będą mieli możliwość rozwiązywania większej ilości zadań problemowych, samodzielnego przeprowadzania doświadczeń oraz eksperymentów.
Dzięki tej innowacji chciałabym, aby matematyka i fizyka wydała się uczniom nauką ciekawą i praktyczną, żeby nie tylko zdobywali wiedzę, ale również umieli ją wykorzystać w życiu codziennym.

2. Cele ogólne i szczegółowe innowacji

Cele ogólne:
- zwiększenie zainteresowania uczniów kontynuacją nauki na kierunkach techniczno-przyrodniczych,
- poszerzanie wiedzy fizycznej i matematycznej,
- badanie zjawisk fizycznych poprzez doświadczenia,
- rozwijanie logicznego myślenia i pomysłowości w rozwiązywaniu problemów,
- wykorzystanie wiedzy fizycznej i matematycznej do rozwiązywania praktycznych problemów,
- wprowadzenie elementów myślenia ekonomicznego w nauczaniu,
- dostrzeganie związków matematyki i fizyki z innymi dziedzinami nauki,
- wyrabianie systematyczności, pracowitości i wytrwałości poprzez prowadzenie dłuższych obserwacji i badań,
- kształtowanie umiejętności prezentowania wyników obserwacji i badań w sposób ciekawy i czytelny,
- rozwijanie sprawności rachunkowej, umiejętności szacowania i zaokrąglania wyników,
- promowanie wiedzy fizycznej za pomocą różnych form prezentacji.

Cele szczegółowe:
Uczniowie:
- wykonują eksperymenty naukowe według przygotowanych instrukcji,
- rozwiązują problemy badawcze, sami dobierają metodę rozwiązania problemu i ją realizują,
- opisują przebieg i wynik przeprowadzonego doświadczenia, wyjaśniają rolę użytych przyrządów,
- projektują i budują prototypy urządzeń spełniające określone normy,
- nagrywają doświadczenia tworząc zestaw krótkich filmów dydaktycznych,
- potrafią zastosować wiadomości matematyczne w innych dziedzinach nauki,
- są autorami zadań matematycznych,
- projektują model architektoniczny wykorzystując modele brył geometrycznych.

3. Plan innowacji

Na każdym etapie kształcenia materiał będzie poszerzany o treści wykraczające poza ramy obowiązującego materiału.
W pierwszym roku uczniowie nabywają umiejętności eksperymentowania, otrzymują do rozwiązania problemy badawcze (uczniowie sami dobierają pomoce, procedurę badawczą, poszukują odpowiedzi na pytania badawcze):
Zajęcia mają na celu zainteresowanie uczniów nauką w wyniku zrozumienia zagadnień fizycznych i matematycznych. Wykorzystanie eksperymentów i zadań logicznych sprawi, że lekcje staną się ciekawsze i atrakcyjniejsze. Interesujące rozważania uświadomią uczniom, że matematyka i fizyka są użyteczne i bardzo pomagają w rozwiązywaniu problemów z życia codziennego np. Czy wystarczy pieniędzy na zakupy, ile czasu mamy na przesiadkę, jak w rozkładzie jazdy znaleźć najlepsze połączenie, jak zbudować podnośnik hydrauliczny i wiele innych.
W drugim roku uczniowie nagrywają krótkie filmy dydaktyczne, oraz stają się autorami zadań matematycznych:
Główną ideą tego zadania jest otwarcie fizyki i matematyki na każdego ucznia: zdolnego, ciekawskiego, znudzonego itd., zaciekawienie jej potęgą oraz nauczenie się jej poprzez zabawę.
W trzecim roku uczniowie stają się twórcami: konstruują prototypy urządzeń mających spełniać określone funkcje i założenia oraz tworzą model architektoniczny (np.: makieta terenu szkoły, budynek określonego przeznaczenia):
To zadanie ma na celu rozbudzanie aspiracji naukowych uczniów oraz nabywanie przez nich umiejętności prezentowania nabytych kompetencji. Uczniowie wybiorą doświadczenia, zadania proponowane przez opiekuna lub wymyślą własne. Każde doświadczenie (zadanie) będzie posiadało krótki opis odpowiadający na pytania:, „Co to jest? Jak to działa?”. Uczniowie wykonują prace projektowe.

4. Rezultaty innowacji

Po zrealizowaniu innowacji „Dziś liderem jutro inżynierem”, oczekuje się następujących rezultatów:
przygotowanie do olimpiad i konkursów matematycznych i fizycznych,
pakiet filmów dydaktycznych,
prototypy urządzeń spełniających określone normy,
zestaw autorskich zadań matematycznych,
projekty modeli architektonicznych,
wzrost zainteresowania uczniów matematyką i fizyką - ukierunkowanie części młodzieży na kierunki politechniczne.

5. Treści nauczania

Fizyka
1. Działania na wektorach (dodawanie, odejmowanie, składanie sił zbieżnych i rozkładanie siły na dwie składowe zbieżne, obliczanie wartości wektorów wypadkowych z zastosowaniem twierdzenia Pitagorasa).
2. Obliczanie pracy sił składowych.
3. Prędkość względna.
4. Ruch jednostajnie przyspieszony z prędkością początkową.
5. Ruch jednostajnie opóźniony pod wpływem siły tarcia, współczynnik tarcia.
6. Maszyny proste: równia pochyła, dźwignia jednostronna, dwustronna, bloczek ruchomy, nieruchomy i kołowrót.
7. Pęd ciał, zasada zachowania pędu.
8. Bilans energii wewnętrznej. Wyznaczanie ciepła właściwego.
9. Rozszerzalność cieplna ciał stałych, cieczy i gazów.
10. Wykresy zależności Q(t), T(Q).
11. Prawo Coulomba.
12. Opór właściwy.
13. Prawa Kirchhoff’a.
14. Szeregowe, równoległe i mieszane łączenie oporów (obliczanie oporu odbiornika zastępczego).
15. Siły sprężystości, energia potencjalna sprężystości.
16. Siła elektrodynamiczna.
17. Współczynnik załamania.
18. Równanie zwierciadła i soczewki.
19. Przyrządy optyczne (lupa, oko).
20. Konstrukcje powstawania obrazów w układach optycznych.
Matematyka
1. Elementy logiki matematycznej w praktycznych sytuacjach.
2. Własności liczb i działań (problematyka liczb pierwszych, liczby pitagorejskie).
3. Liczby niewymierne.
4. Systemy liczbowe.
5. Wzory skróconego mnożenia.
6. Wartość bezwzględna liczby rzeczywistej.
7. Pojęcie silni.
8. Obliczenia bankowe (procent składany, lokata, kredyt – zadania wykorzystujące praktyczne zastosowanie dyskonta i kapitalizacji).
9. Zadania na szybkość, drogę, czas, doganianie i spotkanie.
10. Przekształcanie wzorów w tym geometrycznych i fizycznych.
11. Funkcja liniowa i jej własności.
12. „Złoty podział”.
13. Własności figur płaskich.
14. Kartezjański układ współrzędnych w przestrzeni.
15. Pola powierzchni i objętości figur przestrzennych w zadaniach osadzonych w kontekście praktycznym.
16. Bryły Platona.
17. Statystyka opisowa (zbieranie i opracowywanie danych opisujących zjawiska występujące w przyrodzie, gospodarce, życiu codziennym).
18. Elementy probabilistyki (eksperymenty losowe, obliczanie prawdopodobieństwa za pomocą drzewek).
19. Twierdzenie zapisane w postaci zdania warunkowego (założenie i teza).
20. Dowód twierdzenia i jego redagowanie.

Wyświetleń: 0