Развитие естественнонаучной грамотности учащихся на уроках физики
 Скачать 2.45 Mb.
|
|
Глава II. Задания для формирования естественнонаучной грамотности учащихся 7 класса 2.1 Задания по теме «Введение» Задание 1. Дрон-рейсинг Дрон-рейсинг – это гонки дронов. Дроны мчатся к финишу на скорости свыше 100 км/ч. Беспилотниками управляют гонщики с помощью специальных очков виртуальной реальности и пульта дистанционного управления – контроллера. В таких состязаниях требуется не только максимальная скорость. Нужно прийти к финишу первым, преодолев все преграды и пролетев через чек-пойнты – специальные подсвеченные участки трассы. Для этого необходимо чувствовать размеры дрона, чтобы провести его между преградами, правильно совершить манёвр, вписаться в крутой поворот. Это напоминает компьютерную игру, которая происходит на самом деле.  В дрон-рейсинге существует ограничение: расстояние между роторами диаметрально противоположных моторов не должно превышать установленного значения. Наиболее популярные классы дронов – от 210 до 250 мм. Количество моторов обычно не регламентируется, но почти все пилоты летают на квадрокоптерах – это оптимальное решение с точки зрения мощности, веса и аэродинамики. При этом время полёта гоночных дронов невелико и в среднем составляет 3–5 минут. Вопрос 1: Двое друзей собираются участвовать в дрон-рейсинге. Ребята настроены на победу и сформулировали проблемы, которые необходимо решить до соревнований. На какие из указанных ниже вопросов ребята смогут ответить, используя естественнонаучные методы? Выберите все верные ответы. А. В какой цвет покрасить корпус дрона для того, чтобы он понравился зрителям? В. Какова должна быть ёмкость аккумуляторной батареи квадрокоптера для пролёта всей дистанции гонок? С. Можно ли увеличить размеры пропеллеров, если изменить мощность электродвигателя? Д. Могут ли школьники участвовать в гонках Всероссийской лиги дрон-рейсинга? Е. Можно ли использовать видеоаппаратуру, дающую задержку изображения до 20 миллисекунд, если предполагается разгонять дрон до 100 км/ч? Ответ: 2, 3, 5 Вопрос 2: Оцените возможную протяжённость трассы для соревнований дронов. Приведите расчёты. Ответ: дроны летают 3–5 мин. со скоростью 100 км/ч. Следовательно, протяжённость трассы составляет примерно 5-8 км. Вопрос 3: Беспилотные летательные аппараты – это самолёты, вертолёты, аэростаты или дроны, которые пилотируются дистанционно оператором или полностью автоматически. На протяжении многих лет самой популярной сферой применения беспилотников были военные операции. Сегодня для беспилотников расширены границы их деятельности. А подготовка операторов беспилотников обычно начинается с дрон-рейсинга. Приведите не менее трёх примеров возможного применения беспилотных летательных аппаратов. Ответ: Примеры применения беспилотных летательных аппаратов: 1) для проведения видеосъёмки с воздуха; 2) для доставки интернет-покупок бесконтактным способом; 3) для проведения метеорологических наблюдений; 4) для тушения пожаров; 5) для мониторинга за трафиком/грузоперевозками Задание 2. Геккон Геккон - небольшая ящерица, обитающая в субтропических и тропических областях. У гекконов есть одна особенность – они умеют удерживаться практически на любой поверхности. Тело животного удерживает даже одна лапа. Поверхность может быть любой –дерево, скальная порода, даже полированное стекло.
А – лапка геккона; Б – «подушечка» пальца геккона под микроскопом; В – одна из щетинок лапы геккона; Г – она же, под большим увеличением; Д – максимальное увеличение щетинки Как оказалось, микроскопические волоски на лапах геккона сцепляются с опорной поверхностью посредством силы межмолекулярного (и межатомного) взаимодействия. Геккон без проблем открепляет лапу от поверхности, на которой она закреплена. Для этого используется специальный механизм. Дело в том, что прикрепившаяся к какому-либо материалу щетинка может без труда открепиться, если угол между волокном и поверхностью составит более 30°. При движении, изменяя угол соприкосновения лапы и поверхности, геккон без труда закрепляет и открепляет лапы. Затраты энергии на этот процесс минимальны. Вопрос 1: Выберите верный ответ. А. Громадное количество щетинок на лапе увеличивает площадь соприкосновения лапы и опорной поверхности, поэтому геккон с неё не падает. В. На лапе геккона имеются присоски, поэтому под действием атмосферного давления геккон не падает с любой поверхности. С. Сила сцепления лап геккона с неровными поверхностями намного больше, чем с полированными, так как щетинки цепляются за шероховатости. Д. При увеличении угла соприкосновения лапы с поверхностью силы межмолекулярного взаимодействия резко увеличиваются. Ответ: А Начало формы Конец формы Вопрос 2: Устройство лап геккона подсказало решение идеального сцепления для ног робота. Конструкторы разместили резиноподобный материал с миниатюрными полимерными волосками на ногах робота, и робот смог с лёгкостью взбираться по поверхностям, напоминая механическую ящерицу. Приведите два примера того, как можно использовать принцип работы лап геккона. Ответ: 1) роботы с лапками геккона могут быть полезны для доступа к опасным или труднодоступным местам; 2) альпинистское оборудование; 3) сверхклейкий скотч Начало формы 2.2 Задания по темеКонец формы «Первоначальные сведения о строении вещества» Задание 1. Озон Атмосфера – океан воздуха и бесценный природный ресурс для поддержания жизни на Земле. К сожалению, человеческая деятельность, основанная на национальных и личных интересах, наносит вред этому общему ресурсу, что проявляется в истощении тонкого озонового слоя, который действует как защитный экран для жизни на Земле. Молекулы озона состоят из трех атомов кислорода в отличие от молекул кислорода, которые состоят из двух атомов кислорода. Молекулы озона чрезвычайно редкие: на каждый миллион молекул воздуха их приходится меньше десяти. Однако на протяжении почти миллиарда лет, их присутствие в атмосфере играло решающую роль в сохранении жизни на Земле. В зависимости от месторасположения озона, он может как защищать, так и наносить вред жизни на Земле. Озон, находящийся в тропосфере (на высоте до 10 километров над поверхностью Земли), является «вредным» озоном, который может навредить тканям легких и растениям. Но около 90 процентов озона, находящегося в стратосфере (на высоте от 10 до 40 километров над поверхностью Земли), является «полезным» озоном, который, поглощая опасное ультрафиолетовое излучение Солнца, выполняет полезную работу. Без этого полезного озонового слоя, люди были бы более восприимчивы к определенным заболеваниям, которые развиваются вследствие облучения ультрафиолетовыми лучами Солнца. За последние десятилетия количество озона уменьшилось. В 1974 году была предложена гипотеза, что причиной этого могут быть хлорфторуглеродные соединения (CFC). До 1987 года научные исследования причинно-следственных связей не давали убедительных подтверждений причастности хлорфторуглеродов к разрушению озона. Однако в сентябре 1987 официальные представители стран со всего мира встретились в Монреале (Канада) и договорились ввести строгие ограничения на использование хлорфторуглеродов. Вопрос 1: В тексте, представленном выше, совсем ничего не сказано о том, как образуется озон в атмосфере. Известно, что каждый день образуется некоторое количество озона, а некоторое количество исчезает. Порядок образования озона продемонстрирован на следующем комиксе.  Предположим, у вас есть дядя, который пытается понять, что изображено на иллюстрациях. Однако он не получил в школе никакого образования по естественным наукам и не понимает объяснение автора посредством комикса. Он понимает, что в атмосфере нет никаких маленьких человечков, но его интересует, что изображают маленькие человечки в комиксе, что означают эти странные надписи О2 и О3 и какой процесс представлен на рисунках. Он просит вас объяснить комикс. Предположим, что ваш дядя знает, что символ O обозначает кислород; что такое атомы и молекулы. Запишите объяснение комикса для дяди.В своем объяснении используйте слова «атомы» и «молекулы» так же, как они используются в тексте Ответ считается полным, если в нем приводятся все три элемента: Первый элемент: молекула кислорода или молекулы кислорода (каждая из которых состоит из двух атомов кислорода) расщепляется на два атома кислорода (Рисунок 1); Второй элемент: расщепление (молекул кислорода) происходит под воздействием солнечных лучей (Рисунок 1); Третий элемент: атомы кислорода соединяются с другими молекулами кислорода и образуют молекулы озона (Рисунки 2 и 3). Вопрос 2: Озон также образуется во время грозы. Благодаря ему после грозы появляется характерный запах. В тексте автор объясняет разницу между «вредным» и «полезным» озоном. Используя термины, приведенные в статье, ответьте на вопрос: каким является озон, образующийся во время грозы, «полезным» или «вредным»? Выберите ответ и объяснение, которое подтверждается текстом.
Ответ: B. Вопрос 3: В тексте говорится: «Без этого полезного озонового слоя, люди были бы более восприимчивы к определенным заболеваниям, которые развиваются вследствие облучения ультрафиолетовыми лучами Солнца». Назовите одно из таких заболеваний. Ответ: указывает на рак кожи или другие заболевания, связанные с солнечным облучением. Вопрос 4: В конце текста говорится о международной конференции в Монреале. На этой конференции обсуждались многие вопросы, касающиеся возможного истощения озонового слоя. Два из этих вопросов приведены в таблице ниже. Могут ли научные исследования дать ответ на приведенные ниже вопросы? Обведите «Да» или «Нет» напротив каждого вопроса.
Ответ: два правильных ответа в следующем порядке: Нет, Да. Задание 2. Тесто Чтобы сделать тесто для хлеба, повар смешивает муку, воду, соль и дрожжи. После смешивания тесто помещается в контейнер на несколько часов для запуска процесса брожения. В процессе брожения в тесте происходит химическое изменение: дрожжи (одноклеточные грибы) помогают трансформировать крахмал и сахар в муке в углекислый газ и алкоголь.  Вопрос 1: Брожение является причиной поднятия теста. Почему тесто поднимается? А. Тесто поднимается, потому что производится алкоголь и превращается в газ. В. Тесто поднимается, потому что в нем размножаются одноклеточные грибы. С. Тесто поднимается, потому что в нем вырабатывается углекислый газ. Д. Тесто поднимается, потому что брожение превращает воду в пар. Ответ: C. Вопрос 2: Через несколько часов после замешивания теста повар взвешивает его и видит, что его вес уменьшился. Вес теста одинаков в начале каждого из четырех экспериментов, показанных ниже. Какие два эксперимента повар должен сравнить для проверки того, являются ли дрожжи причиной уменьшения веса?  |
