Моделирование природных явлений и процессов на уроках естествознания.

Моделирование природных явлений и процессов на уроках естествознания (учителя начальных классов Колынюк Е.В, Петухова Е.В)

Важная задача изучения естество­знания в начальной школе — развитие у детей умений выявлять причинно-следственные связи в природе, объяс­нять механизмы протекания некото­рых природных явлений и процессов. Для этого учитель организует система­тическое целенаправленное наблюде­ние учащихся за окружающими объ­ектами. Но как, например, ребенок может увидеть извержение вулкана или движение ледника? Или посмот­реть, как вращается Земля вокруг сво­ей оси и вокруг Солнца? Идеальное решение — показать учебный фильм. Однако не всегда учитель располагает видеотекой по различным предметам, особенно для начальных классов. Бы­вает так, что и теллурия нет, да и баро­метр в неисправном состоянии.

В такой ситуации педагог может ис­пользовать модели, выполненные им самим, учениками и их родителями.

Модель — это трехмерное наглядное пособие, дающее изображение предме­та или отдельных его частей в увели­ченном или уменьшенном виде. Они бывают разборными, статическими или действующими.

Изучая со студентами отделения учи­телей начальных классов педагогиче­ского факультета дисциплину «Методи­ка преподавания естествознания», мы отбираем варианты быстрого изготовления моделей из простейшего подручного материала. Такой метод работы стимулирует познавательный интерес младших школьников, дает возможность увидеть природное явление или процесс в миниатюре.

Вот описание нескольких моделей с описанием технологии их изготовления и методики демонстрации.

Форма Земли

Предлагаем вместе с учащимися на основе наблюдений получить доказа­тельства шарообразности Земли, смо­делировав некоторые природные явления и процессы.

Постоянно круглая форма види­мого горизонта. На бумажной ленте длиной 1,5-2 м и шириной 25 см нари­суйте в крупном масштабе часть вод­ной поверхности (рис. 1). Для этого бумажная лента прикалывается к полу и на нее наносится дуга большого радиуса, имитирующая выпуклость Земли. Вместо циркуля можно использовать веревку, закрепленную на полу против середины ленты. Посреди ленты рисуем корабль.

Вывод: мы не видим, что Земля шарообразная, только потому, что в поле нашего зрения находится ограниченный ее участок.

          Вращение Земли

Осевое вращение. При объяснении доказательства осевого вращения Земли можно успешно использовать модель маятника Фуко: через пробку продеть нить с грузом, проткнуть по бокам тремя вилками, черенки вилок поставить на блюдце с песком; по краям блюдца написать направления сторон горизонта(основные и промежуточные) ; блюдце поставить на большую, перевернутую вверх дном тарелку, на её частях также написать названия сторон горизонта.

Маятник выводить из спокой­ного состояния по меридиану, то есть с севера на юг», учитель раскачивает нить с грузом с севера на юг так, чтобы острый конец чертил линии по песку, затем одной рукой придерживает блюдце с конструкцией, а другой пере­мещает тарелку против часовой стрел­ки, имитируя осевое вращение Земли. «Посмотрите, ребята, наша Земля нем­ного сдвинулась по оси вращения. Рас­качиваясь, маятник оказался над но­выми делениями, не С — Ю, а СВ — ЮЗ, хотя в своей плоскости качания (на блюдце) направление его такое же: С -Ю. Создаётся впечатление, что изменяется плоскость качания. Это может произойти только из-за того, что Земля под маятником поворачивается (вращается)».

Орбитальное обращение. Предла­гаем два варианта моделирования ор­битального обращения Земли вокруг Солнца.

  1. Показать движение по орбите можно с помощью юлы: на основание вокруг ручки наклеить из бумаги или вылепить из пластилина желтые лучи­ки, имитируя Солнце, а по окружно­сти юлы, по самой широкой части, прилепить пластилиновый жгутик — оформить орбитальный путь — и на нем пластилиновым шариком из смеси белого и голубого цветов пока­зать Землю. Данная модель показыва­ет круговую орбиту Земли и направле­ние ее обращения вокруг Солнца, но не отражает осевого вращения планеты.
  2. Выполнить модель из яблока, проткнутого спицей, и свечи .

Вместо яблока можно надуть не­большой шарик, покрасить его синей гуашью. Из бумаги вырезать контуры материков, сделать светлую штрихов­ку, наклеить на шарик. Обозначить экватор и полюса, к полюсам прикле­ить бумажные трубочки (имитация земной оси). На контуре Евразии крас­ным флажком отметить приблизи­тельно местоположение своего насе­ленного пункта. Пронося шарик во­круг зажженной свечи и одновременно выполняя осевое движение, обсудите с учащимися: механизм смены времен года в Северном и Южном полуша­риях; особенности освещения, угла падения солнечных лучей в своей местности; угол наклона оси к плос­кости орбиты (можно сформировать представление о ее прецессии — мед­ленный, за 26 тысяч лет, поворот оси и пространстве и нутации — периодиче­ские колебания, изменения местополо­жения полюсов).

Тела, вещества, частицы

При изучении данной темы по про­грамме «Мир вокруг нас» А. Плешако­ва выполняется моделирование взаимного расположения частиц в твердом , жидком и газообразном состоянии вещества с помощью пластилиновых шариков. Есть два варианта такой работы:

— плоскостное моделирование- распределяем шарики на картонках, увеличивая или уменьшая расстояния между ними;

— объемное моделирование в виде геометрических конструкций- соединяем шарики предметами разной длины, например спичками, для имитации расстояния между частицами в жидком веществе и спицами- в газообразном.

Землетрясения

Учитель может проиллюстрировать механизм землетрясения с помощью следующего моделирования и объяснения. На границе поднятий и опусканий горные породы деформируются наиболее интенсивно: в них возникают упругие напряжения, которые со временем постепенно увеличиваются. В тот момент, когда напряжения достигают предела прочности горных пород, происходит их разрыв, сопровождающийся выделением огромного количества энергии.

На поверхности земли возникают волнообразные движения.   Аналогия   механизма   этого явления: если в ванне с водой (МОЖНО использовать большую прямоугольную стеклянную емкость)  медленно растягивать кусок резины, то поверхность воды будет оставаться спокойной до того момента, как резина порвется (рис. 11). В момент разрыва энергия, накопившаяся в результате растяже­ния, поступает на земную поверхность и возникают волны .

Рис.11

Вулканизм

Для этой темы мы опробовали три варианта демонстрации извержения вулкана.

  1. Сделать конус из коричневого картона, в верхнее отверстие вставить невысокую пластмассовую упаковку, например из-под йогурта, насыпать туда соды питьевой и марганцовки. Чтобы имитировать извержение, до­бавляем в эту смесь горячей воды или уксуса, и вязкая красная масса, пенясь, будет двигаться через край по «склону» вулкана.
  2. Насыпать чайную ложку питьевой соды в пробирку, долить в нее теп­лой воды на треть, тщательно встрях­нуть и перемешать. Добавить пять ка­пель моющей жидкости и три капли пищевого красителя, чтобы придать «лаве» естественный цвет. Еще раз пе­ремешать смесь и закрыть горлышко пробирки ватой. Из песка или земли сделать «вулкан» вокруг пробирки так, чтобы он доходил до ее горлышка. Для имитации извержения вынуть ва­ту и влить в пробирку немного уксуса. Как в первом случае, смесь начнет пе­ниться и извергаться, словно лава из вулкана.
  3. Сделать конус из картона с от­верстием наверху (либо насыпать гор­кой песок с землей, либо на ровную поверхность положить металлическую пластину), насыпать порошок оранже­вого цвета — бихромат аммония и за­жечь. Его горение ярче всего имитиру­ет извержение — это настоящий вулкан в миниатюре: всполохи, искры, выбро­сы — и бурлящая оранжево-красная горка превращается в серо-зеленый пепел. Однако данное вещество нужно брать в небольшом количестве (не­сколько столовых ложек), так как выбросы пепла охватывают большое расстояние и лучше всего демонстри­ровать «извержение» на улице либо в большой рекреации. В зимнее вре­мя на снегу реакция не происходит. (Демонстрация данной модели не вы­зывает пожара!)

Типы облаков

Совместно с учащимися смоделиро­вать из кусков ваты облака различных типов: слоистые, кучевые и перистые. На 1/2 листа ватмана сделать фон — рисунок неба и гор, указать располо­жение ярусов: низкий, средний и высокий. Вертикально, на небольшом расстоянии друг от друга,  продеть нитки и прикрепить к ним облака.

При повторении материала можно предложить ученику расположить (передвигая нитки) в правильном порядке «облака» по ярусам на небосводе.

«Странствующие» материки

Эта тема предлагается для изучения в 4-м классе в разделе «Планета зага­док» по программе А. Плешакова в курсе «Природоведение». Методика работы с учащимися такова:

— предварительно дать задание уче­никам вырезать из картона контуры материков;

— на уроке предложить внимательно рассмотреть очертания атлантических берегов Южной Америки, Африки, Северной Америки и Евразии;

— совместить контуры всех матери­ков и сделать вывод, что они практи­чески совпадают;

— рассказать о существовании единого материка Пангеи, о том, как он раскололся на два континента — Лавразию и Гондвану, а затем разделился на современные материки ( данный процесс имитируется на доске с помощью больших контуров, ученики воспроизводят в своих тетрадях);

— объяснить движение материков за счет скольжения их оснований по глу­бинной пластичной оболочке Земли.

Таким образом, можно выяснить с учащимися, какую форму имеют мате­рики и океаны (треугольную), и определить закономерность их расположения: широким основанием материки обращены к Северному полюсу, а острым – к  Южному, а океаны наоборот — широким основанием обращены к Южному полю у, а острым — к Северному. Такое расположение материков и океанов называется антиподальным, т.е. несмотря на то, что на планете воды больше, чем суши, они распределены так, что если мысленно проткнуть земной шар через его центр, то в одной точке «прокола» будет материк, а в другой — вода. Это доказывает устойчивость нашей планеты, как космической системы.

 

Литература:

 

  1. Мир вокруг нас.-М.: Издательство «Астрель»; Изд. АСТ, 2001
  1. Уотт Ф. Планета Земля.- М.: Слово, 1999 (Энциклопедия окружающего мира.)
  1. Поглазова О.Т., Шилин В.Д. Окружающий мир: Учебник для 3-4 классов. Часть3.- М.: ИНПРО-РЕС, 1999