Розробка системи експериментальних завдань з фізики з прикладу розділу " механіка " . Експериментальні завдання під час навчання фізики

У роботі представлені рекомендації, у вигляді алгоритмів, щодо організації дослідів, які проводяться самими учнями у класі при відповідях, поза школою за домашніми завданнями вчителя; по організації короткочасних та тривалих спостережень за явищами природи, завдань винахідницького характеру зі створення обладнання для експериментів, діючих моделей машин і механізмів, що проводяться учнями вдома за особливими завданнями вчителя, а також у роботі систематизовано види фізичних експериментів, наведено приклади експериментальних завдань з різних тем розділів фізики 7-9 класів.

Завантажити:


Попередній перегляд:

Муніципальний конкурс

суспільно значимих педагогічних інновацій у сфері

загальної, дошкільної та додаткової освіти

муніципальної освіти місто-курорт Геленджик

з організації експериментальної роботи

на уроках фізики та у позаурочний час.

вчитель фізики та математики

МАОУ ЗОШ №12

міста-курорта Геленджик

Краснодарського краю

Геленджик - 2015

Вступ ……………………………………………………………………......3

1.1 Види фізичних експериментів.……….. …………………………..5

2.1 Алгоритм створення експериментальних завдань…….……………..8

2.2 Результати апробування експериментальних завдань у 7-9-х класах...................................... .................................................. ...................10

Висновок …………………………………………………………………...12

Література …………………………………………………………………....13

Додаток………………………………………………………………….14

4. Урок у 8-му класі в по темі «Послідовне та паралельне

З'єднання провідників».

«Радість бачити і розуміти є найпрекрасніший дар природи».

Альберт Ейнштейн

Вступ

Відповідно до нових вимог державного освітнього стандарту методологічною основою освіти є системно-діяльнісний підхід, що дозволяє формувати в учнів універсальні навчальні дії, серед яких важливе місце займає набуття досвіду застосування наукових методів пізнання, формування навичок експериментальної роботи.

Одним із шляхів здійснення зв'язку теорії з практикою є постановка експериментальних завдань, вирішення яких показує учням закони у дії, виявляє об'єктивність законів природи, їх обов'язкове виконання, показує використання людьми знань законів природи для передбачення явищ та управління ними, важливість їх вивчення для досягнення конкретних, практичних цілей. Особливо цінним треба визнати такі експериментальні завдання, дані для вирішення яких, беруться з досвіду, що протікає на очах учнів, а правильність рішення перевіряється досвідом чи контрольним приладом. У цьому випадку теоретичні положення, що вивчаються в курсі фізики, набувають особливої ​​значущості в очах учнів. Одна річ - шляхом міркувань та експерименту дійти деяких висновків та його математичного оформлення, тобто. до формули, яку треба буде заучувати і вміти виводити, і цим обмежитися, інша справа - на основі цих висновків та формул вміти ними керувати.

Актуальність інновації зумовлена ​​тим, що організація навчальної роботи має бути поставлена ​​так, щоб торкалася особистісної сфери дітей, а вчитель створював нові форми роботи. Творчий напрямок роботи зближує вчителя та учня, активізує пізнавальну діяльність учасників освітнього процесу.

У роботі представлені рекомендації у вигляді алгоритмів з організації дослідів, що проводяться самими учнями у класі при відповідях, поза школою за домашніми завданнями вчителя; з організації спостережень короткочасних і тривалих явищ природи, завдань винахідницького характеру створення обладнань для експериментів, діючих моделей машин і механізмів, проведених учнями вдома з особливим завданням вчителя, і навіть у роботі систематизовано види фізичних експериментів, наведено приклади експериментальних завдань з різних тем фізики 7-9 класів. У роботі використані такі матеріали, в яких представлені фізичні експерименти, що використовуються у роботі над проектами, під час навчальної діяльності та позаурочний час:

Буров Ст.

Мансветова Г.П., Гудкова В.Ф.Фізичний експеримент у школі. З досвіду роботи. Посібник для вчителів. Вип.6/– М.: Просвітництво, 1981. – 192с., іл., і навіть матеріали мережі Інтернетhttp://kopilkaurokov.ru/ , http://www.metod-kopilka.ru/ ,

При аналізі Існуючих Росії аналогічних продуктів виявлено: у фізиці, й у системі освіти загалом, відбулися великі зміни. Поява нового продукту на цю тематику поповнить методичну скарбничку вчителів фізики та активізує роботу з реалізації ФГОС у навчанні фізики.

Усі експерименти, представлені в роботі, проводилися на уроках фізики у 7-9-х класах МАОУ ЗОШ №12, у процесі підготовки до ЄДІ з фізики у 11-х класах, під час проведення Тижня фізики, деякі з них демонструвалися мною на засіданні ГМО вчителів фізики, опубліковані на сайті соціальної мережі працівників освіти сайт.

Глава I. Місце експерименту у вивченні фізики

  1. Види фізичних експериментів

У пояснювальній записці до програм з фізики йдеться про необхідність ознайомлення учнів із методами науки.

Методи фізичної науки поділяються на теоретичні та експериментальні. У цьому роботі розглянуто «експеримент» як із основних методів вивчення фізики.

Слово "експеримент" (від латинського experimentum) означає "проба", "досвід". Експериментальний метод виник у природознавстві нового часу (Г, Галілей, У. Гільберт). Його філософське осмислення вперше дано у роботах Ф. Бекона.Навчальний експеримент - це засіб навчання у вигляді спеціально організованих та проведених вчителем та учнем дослідів.

Цілі навчального експерименту:

  • Вирішення основних навчально – виховних завдань;
  • Формування та розвиток пізнавальної та розумової діяльності;
  • Політехнічна підготовка;
  • Формування наукового світогляду учнів.

Навчальні фізичні експерименти можна об'єднати у такі групи:

Демонстраційний експеримент, будучи засобом наочності, сприяє організації сприйняття учнями навчального матеріалу, його розуміння та запам'ятовування; дозволяє здійснити політехнічне навчання учнів; сприяє підвищенню інтересу до вивчення фізики та створення мотивації вчення. При демонстрації експерименту важливо, щоб самі могли пояснити побачене явище і методом мозкового штурму дійшли загального висновку. Я часто використовую цей метод при поясненні нового матеріалу. Використовую також відеофрагменти з дослідами без звукового супроводу з теми, що вивчається, і прошу пояснити побачене явище. Потім пропоную послухати звуковий супровід та знайти помилку у своїх міркуваннях.
При виконанні
лабораторних робітучні набувають досвіду самостійної експериментальної діяльності, у нихвиробляються такі важливі особисті якості, як акуратність у роботі приладами; дотримання чистоти та порядку на робочому місці, у записах, які робляться під час експерименту, організованість, наполегливість у отриманні результату. У них формується певна культура розумової та фізичної праці.

Домашні експериментальні завдання та лабораторні роботивиконуються учнями вдома без безпосереднього контролю з боку вчителя за перебігом роботи.
Експериментальні роботи цього виду формують у учнів:
- вміння спостерігати фізичні явища у природі та у побуті;
- вміння виконувати вимірювання за допомогою вимірювальних засобів, що використовуються у побуті;
- інтерес до експерименту та до вивчення фізики;
- самостійність та активність.
Для того, щоб учень міг провести вдома лабораторну роботу, вчитель повинен провести докладний інструктаж і дати чіткий алгоритм дій учневі.

Експериментальні завданняє завдання, дані у яких учні отримують з дослідних умов. За спеціальним алгоритмом учні збирають дослідну установку, виконують вимірювання та результати вимірювань використовують у розв'язанні задачі.
Створення діючих моделей приладів, машин та механізмів. Щороку в школі в рамках тижня фізики я проводжу конкурс винахідників, на який учні репрезентують усі свої винахідницькі ідеї. Попередньо на уроці вони демонструють свій винахід та пояснюють, які фізичні явища та закони покладено в основу цього винаходу. До роботи над своїми винаходами учні часто залучають своїх батьків, і це стає свого роду сімейним проектом. Такий вид роботи несе у собі великий виховний ефект.

2.1 Алгоритм створення експериментальних завдань

Основне призначення експериментальних завдань – сприяти формуванню у учнів основних понять, законів, теорій, розвитку мислення, самостійності, практичних умінь та навичок, у тому числі умінь спостерігати фізичні явища, виконувати прості досліди, вимірювання, поводитися з приладами та матеріалами, аналізувати результати експерименту, робити узагальнення та висновки.

Навчальним пропонується наступний алгоритм проведення експерименту:

  1. Формулювання та обґрунтування гіпотези, яку можна покласти в основу експерименту.
  2. Визначення мети експерименту.
  3. З'ясування умов, необхідні досягнення поставленої мети експерименту.
  4. Планування експерименту.
  5. Відбір необхідних приладів та матеріалів.
  6. Збір установки.
  7. Проведення досвіду, що супроводжується спостереженнями, вимірами та записом їх результатів.
  8. Математична обробка результатів вимірів.
  9. Аналіз результатів експерименту, формулювання висновків.

Загальну структуру фізичного експерименту можна як:


Проводячи будь-який експеримент, необхідно пам'ятати про вимоги до експерименту.

Вимоги до експерименту:

  • Наочність;
  • Короткочасність;
  • Переконливість, доступність, достовірність;
  • Безпека.

2.2 Результати апробування експериментальних завдань

у 7-9-х класах

Експериментальні завдання - це невеликі за обсягом, пов'язані безпосередньо з матеріалом завдання, спрямовані на засвоєння практичних навичок, які включаються в різні етапи уроку (перевірка знань, вивчення нового навчального матеріалу, закріплених знань, самостійна робота на навчальному занятті). Дуже важливо після виконання експериментальної задачі проаналізувати отримані результати, зробити висновки.

Розглянемо різні форми творчих завдань, які я застосовувала у своїй роботі на кожному окремому етапі навчання фізики у середній школі:

У 7-х класах починається знайомство з фізичними термінами, з фізичними величинами та методами вивчення фізичних явищ. Один із наочних методів вивчення фізики – досліди, які можна поставити і в класі та вдома. Тут ефективними можуть бути експериментальні завдання та творчі завдання, де треба вигадати, як виміряти фізичну величину або як продемонструвати фізичне явище. Таку роботу завжди оцінюю позитивною оцінкою.

У 8-х класах використовую такі форми експериментальних завдань:

1) дослідні завдання – як елементи уроку;

2) експериментальні домашні завдання;

3) зробити невелике повідомлення – дослідження з деяких тем.

У 9-х класах рівень складності експериментальних завдань має бути вищим. Тут я застосовую:

1) творчі завдання щодо постановки досвіду на початку уроку - як елемент проблемного завдання; 2) експериментальні завдання – як закріплення пройденого матеріалу, або як елемент передбачення результату; 3) дослідницькі завдання – як короткочасна лабораторна робота (10-15 хвилин).

Застосування експериментальних завдань під час уроків і в позаурочний час як домашніх завдань призвело до підвищення пізнавальної активності учнів, підвищило інтерес до вивчення фізики.

Я провела анкетування у 8-х класах, у яких фізику вивчають другий рік, та отримала наступні результати:

Запитання

Варіанти відповідей

8А клас

8Б клас

  1. Оціни твоє ставлення до предмета.

а) не люблю предмет,

б) цікавлюся,

в) люблю предмет, хочу дізнатися більше.

2. Як часто ти займаєшся предметом?

а) регулярно

б) іноді

в) дуже рідко

3. Чи читаєш ти додаткову літературу на предмет?

а) постійно

б) іноді

в) мало, зовсім не читаю

4. Тобі хочеться знати, зрозуміти, докопатися до суті?

а) майже завжди

б) іноді

в) дуже рідко

5. Чи хотів би ти займатися експериментами у позаурочний час?

а) так, дуже

б) іноді

в) достатньо уроку

З двох 8-х класів набралося 24 учні, які бажають глибше вивчати фізику та займатися експериментальною роботою.

Моніторинг якості навченості учнів

(Вчитель Петросян О.Р.)

Участь в олімпіадах з фізики та конкурсів за 4 роки

Висновок

«Дитинство дитини – не період підготовки до майбутнього життя, а повноцінне життя. Отже, освіта має базуватися не на тих знаннях, які колись у майбутньому йому стануть у нагоді, а на тому, що гостро необхідно дитині сьогодні, на проблемах її реального життя».(Джон Дьюї).

Кожна сучасна школа Росії має необхідний мінімум обладнання для проведення фізичних експериментів, представлених у роботі. Крім того, домашні експерименти проводяться виключно із підручних засобів. Створення найпростіших моделей і механізмів не потребує великих витрат і з великим інтересом беруться за роботу, залучаючи своїх батьків. Цей продукт призначений для використання вчителями фізики середньої загальноосвітньої школи.

Експериментальні завдання представляють учням можливість самостійно виявити першопричину фізичного явища з досвіду у його безпосереднього розгляду. Застосовуючи найпростіше обладнання, навіть предмети побуту, під час проведення експерименту, фізика уявленнях учнів з абстрактної системи знань перетворюється на науку, вивчає «світ довкола нас». Тим самим підкреслюється практична значимість фізичних знань у житті. На уроках з проведенням експерименту немає вихідного від педагога потоку інформації, немає нудних, байдужих поглядів учнів. Систематична та цілеспрямована робота з формування умінь і навичок експериментальної роботи дає можливість вже на початковому етапі вивчення фізики залучити учнів до наукового пошуку, навчити викладати свої думки, вести публічну дискусію, відстоювати власні висновки. А значить зробити навчання більш ефективним і таким, що відповідає сучасним вимогам.

Література

  1. Біманова Г.М. "Використання інноваційних технологій при викладанні фізики у середній школі". Вчитель СШ №173, м.Кизилорда-2013р. http://kopilkaurokov.ru/
  2. Браверман Е.М. Самостійне проведення учнями експериментів //Фізика у шкільництві, 2000, №3 – з 43 – 46.
  3. Буров Ст. А. та ін. Фронтальні експериментальні завдання з фізики у 6-7 класах середньої школи: Посібник для вчителів/В.А.Буров, С.Ф.Кабанов, В.І.Свиридов. - М.: Просвітництво, 1981. - 112с., Мул.
  4. Горова С.В. "Організація спостережень і постановка експерименту на уроці фізики - один із способів формування ключових компетенцій". Вчитель фізики МОУ ЗОШ №27 м. Комсомольськ-на-Амурі-2015р.

додаток

Методичні розробки уроків фізики у 7-9-х класах з експериментальними завданнями.

1.Урок у 7-му класі на тему «Тиск твердих тіл, рідин та газів».

2. Урок у 7-му класі на тему «Рішення завдань на визначення ККД механізму».

3. Урок у 8-му класі на тему «Теплові явища. Плавлення та затвердіння».

4. Урок у 8-му класі за темою «Електричні явища».

5. Урок у 9-му класі на тему «Закони Ньютона».

Навчальний експеримент - це засіб навчання у вигляді спеціально організованих та проведених вчителем та учнем дослідів. Цілі навчального експерименту: Вирішення основних навчально – виховних завдань; Формування та розвиток пізнавальної та розумової діяльності; Політехнічна підготовка; Формування наукового світогляду учнів. «Радість бачити і розуміти є найпрекрасніший дар природи». Альберт Ейнштейн

Експериментальні завдання Створення діючих моделей, приладів, машин та механізмів Домашні експериментальні завдання Лабораторна робота Демонстраційний досвід Фізичний експеримент Навчальні фізичні експерименти можна об'єднати у наступні групи:

Демонстраційний експеримент, будучи засобом наочності, сприяє організації сприйняття учнями навчального матеріалу, його розуміння та запам'ятовування; дозволяє здійснити політехнічне навчання учнів; сприяє підвищенню інтересу до вивчення фізики та створення мотивації вчення. При демонстрації експерименту важливо, щоб самі могли пояснити побачене явище і методом мозкового штурму дійшли загального висновку. Я часто використовую цей метод при поясненні нового матеріалу. Використовую також відеофрагменти з дослідами без звукового супроводу з теми, що вивчається, і прошу пояснити побачене явище. Потім пропоную послухати звуковий супровід та знайти помилку у своїх міркуваннях.

При виконанні лабораторних робіт учні набувають досвіду самостійної експериментальної діяльності, у них виробляються такі важливі особистісні якості, як акуратність у роботі з приладами; дотримання чистоти та порядку на робочому місці, у записах, які робляться під час експерименту, організованість, наполегливість у отриманні результату. У них формується певна культура розумової та фізичної праці.

Домашні експериментальні завдання та лабораторні роботи виконуються учнями без безпосереднього контролю з боку вчителя за ходом роботи. Експериментальні роботи цього виду формують у учнів: - вміння спостерігати фізичні явища у природі та у побуті; - вміння виконувати вимірювання за допомогою вимірювальних засобів, що використовуються у побуті; - інтерес до експерименту та до вивчення фізики; - самостійність та активність. Для того, щоб учень міг провести вдома лабораторну роботу, вчитель повинен провести докладний інструктаж і дати чіткий алгоритм дій учневі.

Експериментальні завдання є завдання, дані у яких учні отримують з дослідних умов. За спеціальним алгоритмом учні збирають дослідну установку, виконують вимірювання та результати вимірювань використовують у розв'язанні задачі.

Створення діючих моделей приладів, машин та механізмів. Щороку в школі в рамках тижня фізики я проводжу конкурс винахідників, на який учні репрезентують усі свої винахідницькі ідеї. Попередньо на уроці вони демонструють свою роботу та пояснюють, які фізичні явища та закони покладено в основу цього винаходу. До роботи учні часто залучають своїх батьків, і це стає свого роду сімейним проектом. Такий вид роботи несе у собі великий виховний ефект.

Спостереження Вимірювання та запис результатів Теоретичний аналіз та математична обробка результатів вимірювань Висновки Структура фізичного експерименту

Проводячи будь-який експеримент, необхідно пам'ятати про вимоги до експерименту. Вимоги до експерименту: Наочність; Короткочасність; Переконливість, доступність, достовірність; Безпека.

Застосування експериментальних завдань під час уроків і в позаурочний час як домашніх завдань призвело до підвищення пізнавальної активності учнів, підвищило інтерес до вивчення фізики. Питання Варіанти відповідей 8А клас 8Б клас Оціни твоє ставлення до предмета. а) не люблю предмет, 5% 4% б) цікавлюся, 85% 68% в) люблю предмет, хочу дізнатися більше. 10% 28% 2. Як часто ти займаєшся предметом? а) регулярно 5% 24% б) іноді 90% 76% в) дуже рідко 5% 0% 3. Чи читаєш ти додаткову літературу на предмет? а) постійно 10% 8% б) іноді 60% 63% в) мало, зовсім не читаю 30% 29% 4. Тобі хочеться знати, зрозуміти, докопатися до суті? а) майже завжди 40% 48% б) іноді 55% 33% в) дуже рідко 5% 19% 5. Чи хотів би ти займатися експериментами у позаурочний час? а) так, дуже 60% 57% б) іноді 20% 29% в) достатньо уроку 20% 14%

Моніторинг якості навченості учнів (вчитель Петросян О.Р.)

Участь в олімпіадах та конкурсах з фізики за 4 роки

«Дитинство дитини – не період підготовки до майбутнього життя, а повноцінне життя. Отже, освіта має базуватися не на тих знаннях, які коли-небудь у майбутньому йому знадобляться, а на тому, що гостро необхідно дитині сьогодні, на проблемах її реального життя» (Джон Дьюї). Систематична та цілеспрямована робота з формування умінь і навичок експериментальної роботи дає можливість вже на початковому етапі вивчення фізики залучити учнів до наукового пошуку, навчити викладати свої думки, вести публічну дискусію, відстоювати власні висновки. А значить зробити навчання більш ефективним і таким, що відповідає сучасним вимогам.

"Будьте самі першовідкривачами, дослідниками! Якщо не буде вогника у вас, вам ніколи не запалити його в інших!" Сухомлинський В.А. Дякую за увагу!


ФЕДЕРАЛЬНИЙ ДЕРЖАВНИЙ ЗАГАЛЬНООСВІТНИЙ ЗАКЛАД СЕРЕДНЯ ЗАГАЛЬНООСВІТНЯ ШКОЛА

ІМЕНІ а. н. РАДИЩЕВА

Г. КУЗНЕЦЬК - 12

ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНІ ЗАВДАННЯ З ФІЗИКИ

1. Вимірювання модуля початкової швидкості та часу гальмування тіла, що рухається під дією сили тертя

Прилади та матеріали: 1) брусок від лабораторного трибометра, 2) динамометр навчальний, 3) вимірювальна стрічка з сантиметровими поділами.

1. Покладіть брусок на стіл і зауважте його початкове положення.

2. Натисніть трохи брусок рукою і помітте його нове положення на столі (див. мал.).

3. Виміряйте гальмівний шлях бруска щодо столу._________

4. Виміряйте модуль ваги бруска та обчисліть його масу.__

5. Виміряйте модуль сили тертя ковзання бруска по столу.___________________________________________________________

6. Знаючи масу, гальмівний шлях і модуль сили тертя ковзання, обчисліть модуль початкової швидкості та час гальмування бруска.______________________________________________

7. Запишіть результати вимірювань та обчислень.__________

2. Вимірювання модуля прискорення тіла, що рухається під дією сил пружності та тертя

Прилади та матеріали: 1) трибометр лабораторний; 2) динамометр навчальний з фіксатором.

Порядок виконання роботи

1. Виміряйте модуль ваги бруска за допомогою динамометра.

_________________________________________________________________.

2. Зачепіть динамометр за брусок і покладіть на лінійку трибометра. Вказівник динамометра встановіть на нульовий розподіл шкали, а фіксатор - біля упору (див. мал.).

3. Приведіть брусок у рівномірний рух уздовж лінійки трибометра та виміряйте модуль сили тертя ковзання. ________

_________________________________________________________________.

4. Приведіть брусок у прискорений рух уздовж лінійки трибометра, подіявши на нього силою, більшою за модуль сили тертя ковзання. Виміряйте модуль цієї сили. __________________

_________________________________________________________________.

5. За отриманими даними обчисліть модуль прискорення бруска.

_________________________________________________________________.

__________________________________________________________________

2. Перемістіть брусок з вантажами рівномірно вздовж лінійки трибометра та запишіть показання динамометра з точністю до 0,1 Н.__________________________________________________________.

3. Виміряйте модуль переміщення бруска з точністю до 0,005 м

щодо столу. ___________________________________________.

__________________________________________________________________

5. Обчисліть абсолютну та відносну похибки вимірювання роботи._______________________________________________

__________________________________________________________________

6. Запишіть результати вимірювань та обчислень.__________

__________________________________________________________________

_________________________________________________________________

Дайте відповідь на питання:

1. Як спрямований вектор сили тяги щодо вектора переміщення бруска?_____________________________________________

_________________________________________________________________.

2. Який знак має робота, здійснена силою тяги з переміщення бруска?____________________________________________

__________________________________________________________________

Варіант 2.

1. Покладіть брусок із двома вантажами на лінійку трибометра. За гачок бруска зачепіть динамометр, розташувавши його під кутом 30° до лінійки (див. мал.). Кут нахилу динамометра перевірте за допомогою косинця.

2. Перемістіть брусок з вантажами по лінійці, зберігаючи початковий напрямок сили тяги. Запишіть показ динамометра з точністю до 0,1 Н.____________________

_________________________________________________________________.

3. Виміряйте модуль переміщення бруска з точністю до 0,005 м щодо столу._______________________________________________

4. Обчисліть роботу сили тяги по переміщенню бруска щодо столу._______________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________.

5. Запишіть результати вимірювань та обчислень.__________

__________________________________________________________________

Дайте відповідь на питання:

1. Як спрямований вектор сили тяги щодо вектора переміщення бруска? ____________________________________________

_________________________________________________________________.

2. Який знак має робота сили тяги переміщення бруска?

_________________________________________________________________.

_________________________________________________________________

4. Вимірювання ККД рухомого блоку

Прибори та матеріали: 1) блок, 2) динамометр навчальний, 3) стрічка вимірювальна з сантиметровими поділами, 4) вантажі масою по 100 г з двома гачками – 3 шт., 5) штатив з лапкою, 6) нитка довжиною 50 см із петлями на кінцях.

Порядок виконання роботи

1. Зберіть установку з рухомим блоком, як показано на малюнку. Через блок перекиньте нитку. Один кінець нитки зачепите за лапку штатива, другий – за гачок динамометра. До обойми блоку підвісьте три вантажі масою по 100 г.

2.Візьміть динамометр в руку, розташуйте його вертикально так, щоб блок з вантажами повис на нитках, і виміряйте модуль сили натягу нитки._____________

___________________________________________

3.Підніміть рівномірно вантажі на деяку висоту та виміряйте модулі переміщень вантажів та динамометра щодо столу. ___________________________________________________________

_________________________________________________________________.

4.Обчисліть корисну та досконалу роботи щодо столу. ___________________________________________________________

__________________________________________________________________

5.Обчисліть ККД рухомого блоку. ________________________

Дайте відповідь на питання:

1.Який виграш у силі дає рухомий блок?______________

2. Чи можна за допомогою рухомого блоку отримати виграш у роботі? _______________________________________________

_________________________________________________________________

3.Як підвищити ККД рухомого блоку?_____________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.

5. Вимірювання моменту сили

Прибори та матеріали: 1) жолоб лабораторний; 2) динамометр навчальний; 3) стрічка вимірювальна з сантиметровими поділами; 4) петля із міцної нитки.

Порядок виконання роботи

1.Наденьте петлю на кінець жолоба і зачепіть її динамометром, як показано на малюнку. Піднімаючи динамометр, повертайте ринву навколо горизонтальної осі, що проходить через інший його кінець.

2.Виміряйте модуль сили, необхідної для обертання жолоба.

3. Виміряйте плече цієї сили. ________________________________.

4.Обчисліть момент цієї сили.______________________________

__________________________________________________________________.

5.Пересуньте петлю в середину ринви, і знову виміряйте модуль сили, необхідної для обертання ринви, та її плече.

___________________________________________________________________________________________________________________________________.

6.Обчисліть момент другої сили. ___________________________

_________________________________________________________________.

7.Порівняйте обчислені моменти сил. Зробіть висновок. _____

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.

6. «Вимір жорсткості пружини.

Мета роботи:знайти жорсткість пружини.

Матеріали: 1) штатив з муфтами та лапкою; 2) спіральна пружина.

Порядок виконання роботи:

Закріпіть на штативі кінець спіральної пружини (інший кінець пружини має стрілку - покажчик і гачок).

Поруч із пружиною або за нею встановіть і закріпіть лінійку з міліметровими поділками.

Позначте і запишіть поділ лінійки, проти якого доводиться стрілка-покажчик пружини. __________________________

Підвісьте до пружини вантаж відомої маси та виміряйте викликане ним подовження пружини.________________________________

___________________________________________________________________

До першого вантажу додайте другий, третій тощо. вантажі, записуючи щоразу подовження /х/ пружини. За результатами вимірювань заповніть таблицю _____________________________________

___________________________________________________________________

__________________________________________________________________.

DIV_ADBLOCK195">

_______________________________________________________________.

3. Зважте брусок і вантаж.

________________________________________________________________.

4.До першого вантажу додайте другий, третій вантажі, щоразу зважуючи брусок і вантажі та вимірюючи силу тертя. _______________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.


5. За результатами вимірювань побудуйте графік залежності сили тертя від сили тиску та, користуючись ним, визначте середнє значення коефіцієнта тертя μ пор. ______________________________-

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.

Лабораторна робота

Вимірювання жорсткості пружини

Мета роботи: знайти жорсткість пружини за допомогою вимірювання подовження пружини при врівноваженні сили тяжіння вантажу силою пружності пружини та побудувати графік залежності сили пружності даної пружини від її подовження.

Обладнання:набір вантажів; лінійка з міліметровими поділками; штатив з муфтою та лапкою; спіральна пружина (динамометр)

Запитання для самопідготовки

1. Як визначити силу тяжкості вантажу?_________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

4. Вантаж нерухомо висить на пружині. Що можна сказати в цьому випадку про силу тяжкості вантажу та про силу пружності пружини? _________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

5. Як можна за допомогою вказаного обладнання виміряти жорсткість пружини? _____________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

6. Як, знаючи жорсткість, побудувати графік залежності сили пружності від подовження пружини?

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

Примітка. Прийміть прискорення вільного падіння рівним (10 ±0,2) м/с2, масу одного вантажу (0,100 ± 0,002) кг, масу двох вантажів - (0,200±0,004) кг тощо. Досить зробити три досліди.

Лабораторна робота

«Вимірювання коефіцієнта тертя ковзання»

Мета роботи: визначити коефіцієнт тертя

Матеріали: 1) дерев'яний брусок; 2) дерев'яна лінійка; 3) набір вантажів.

Порядок виконання роботи

Покладіть брусок на горизонтальну дерев'яну лінійку. На брусок поставте вантаж.

Прикріпивши до бруска динамометр, якомога рівномірніше тягніть його вздовж лінійки. Зауважте при цьому показ динамометра. ____________________________________________________

__________________________________________________________________

Зважте брусок і вантаж._________________________________________

До першого вантажу додайте другий, третій вантажі, щоразу зважуючи брусок та вантажі та вимірюючи силу тертя._________________

_________________________________________________________________

_________________________________________________________________

За результатами вимірів заповніть таблицю:


5. За результатами вимірювань побудуйте графік залежності сили тертя від сили тиску та, скориставшись ним, визначте середнє значення коефіцієнта тертя μ. ________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

6. Зробіть висновок.

Лабораторна робота

Вивчення капілярних явищ, зумовлених поверхневим натягом рідини.

Мета роботи: виміряти середній діаметр капілярів.

Устаткування: посуд з підфарбованою водою, смужка фільтрувального паперу розміром 120 х 10 мм, смужка бавовняної тканини розміром 120 х 10 мм, лінійка вимірювальна.

Змочує рідина втягується всередину капіляра. Підйом рідини в капілярі відбувається до тих пір, поки результуюча сила, що діє на рідину вгору, Fв не врівноважується силою тяжкості mg стовпа рідини заввишки h:

За третім законом Ньютона сила Fв, що діє на рідину, дорівнює силі поверхневого натягу Fпов, що діє на стінку капіляра по лінії зіткнення її з рідиною:

Таким чином, при рівновазі рідини у капілярі (рисунок 1)

Fпов = mg. (1)

Вважатимемо, що меніск має форму півсфери, радіус якої r дорівнює радіусу капіляра. Довжина контуру, що обмежує поверхню рідини, дорівнює довжині кола:

Тоді сила поверхневого натягу дорівнює:

Fпов = σ2πr, (2)

де σ – поверхневий натяг рідини.

малюнок 1

Маса стовпа рідини об'ємом V = πr2h дорівнює:

m = ρV = ρ πr2h. (3)

Підставляючи вираз (2) для Fпов і маси (3) за умови рівноваги рідини в капілярі, отримаємо

σ2πr = ρ πr2hg,

звідки діаметр капіляра

D = 2r = 4σ/ρgh. (4)

Порядок виконання.

Смужками фільтрувального паперу та бавовняної тканини одночасно торкніться поверхні підфарбованої води в склянці (рисунок 2), спостерігаючи підняття води в смужках.

Як тільки припиниться підйом води, смужки вийміть і виміряйте лінійкою висоти h1 і h2 підняття води.

Абсолютні похибки вимірювання h1 і h2 приймають рівними подвоєної ціні поділу лінійки.

Δ h1 = 2 мм; Δ h2 = 2 мм.

Розрахуйте діаметр капілярів за формулою (4).

D2 = 4σ/ρgh2.

Для води σ ± Δσ = (7, 3 ± 0, 05) х10-2 Н/м.

Розрахуйте абсолютні похибки D1 ​​і D2 при непрямому вимірі діаметра капілярів.

малюнок 2

Δ D1 = D1(Δσ/ σ + Δ h1/ h1);

Δ D2 = D2(Δσ/ σ + Δ h2/ h2).

Похибками Δg та Δρ можна знехтувати.

Остаточний результат вимірювання діаметра капілярів подайте у вигляді

)

викладач фізики
ДАВУ НВО Професійне училище №3 м.Бузулук

Pedsovet.su – тисячі матеріалів для щоденної роботи вчителя

Дослідно-експериментальна робота з розвитку вміння учнів професійних училищ вирішувати завдання з фізики.

Рішення завдань одна із основних способів розвитку мислення учнів, і навіть закріплення їх знань. Тому проаналізувавши ситуацію, коли деякі учні не могли вирішити навіть елементарне завдання, не тільки через проблеми з фізикою, а й з математикою. Моє завдання складалося з математичної сторони та фізичної.

У своїй роботі з подолання математичних труднощів учнів використала досвід вчителів Н.І. Одинцової (м.Москва, Московський педагогічний державний університет) та Є.Є. Яковець (м.Москва, середня школа №873) з корекційними картками. Картки складені за зразком карток, які у курсі математики, але орієнтовані курс фізики. Картки зроблені з усіх питань курсу математики, що викликає труднощі у учнів під час уроків фізики («Переклад одиниць виміру», «Використання властивостей ступеня з показником», «Вираз величини з формули» та інших.)

Корекційні картки мають подібні структури:

    правило→ зразок→ завдання

    визначення, дії→ зразок→ завдання

    дії → зразок → завдання

Корекційні картки застосовуються у таких випадках:

    Для підготовки до контрольної роботи та як матеріал для самостійних занять.

Учні під час уроку чи додатковому занятті з фізики перед контрольної роботою, знаючи свої прогалини з математики, можуть отримати конкретну картку з слабо засвоєного математичного питання, позайматися і усунути прогалину.

    p align="justify"> Для роботи над математичними помилками, допущеними в контрольній.

Після перевірки контрольної роботи педагог аналізує математичні труднощі учнів і звертає їхню увагу до допущені помилки, що вони ліквідують під час уроці чи додатковому занятии.

    Для роботи з учнями з підготовки до ЄДІ та різних олімпіад.

При вивченні чергового фізичного закону, і наприкінці вивчення невеликого розділу чи розділу пропоную учням вперше спільно, та був самостійно(домашнє завдання) заповнити таблицю№2. При цьому даю пояснення, що такі таблиці допоможуть нам під час вирішення завдань.

Таблиця №2

Найменування

фізичної величини

З цією метою на першому уроці вирішення завдань показую учням на конкретному прикладі як користуватися цією таблицею. І пропоную алгоритм розв'язання елементарних фізичних завдань.

    Встановити, яка величина невідома у завданні.

    Користуючись таблицею №1, з'ясувати позначення, одиниці виміру величини, і навіть математичний закон, який пов'язує невідому величину і задані завдання величини.

    Перевірити повноту даних, необхідні рішення завдання. При їх нестачі використовувати відповідні значення з довідкової таблиці.

    Оформити короткий запис, аналітичне рішення та чисельну відповідь завдання у загальноприйнятих позначеннях.

Звертаю увагу учнів, що алгоритм досить простий та універсальний. Він може застосовуватися до розв'язання елементарного завдання з будь-якого розділу шкільної фізики. Пізніше елементарні завдання будуть входити як допоміжні завдання більш високого рівня.

Таких алгоритмів вирішення завдань з конкретних тем досить багато, але запам'ятати їх практично неможливо, тому доцільніше навчити учнів не методам вирішення окремих завдань, а методу пошуку їх вирішення.

Процес розв'язання задачі полягає у поступовому співвіднесенні умови задачі з її вимогою. Починаючи вивчати фізику, учні немає досвіду розв'язання фізичних завдань, але деякі елементи процесу розв'язання задач з математики може бути перенесено рішення завдань з фізики. Процес навчання учнів вмінню вирішувати фізичні завдання полягає в свідомому формуванні вони знання засоби рішення.

З цією метою на першому уроці вирішення завдань слід познайомити учнів з фізичним завданням: представити їм умову завдання як конкретну сюжетну ситуацію, в якій відбувається деяке фізичне явище.

Вочевидь, що формування в учнів вміння самостійно вирішувати завдання починається з вироблення вони вміння виконувати найпростіші операції. Насамперед учнів слід навчити правильно і повно записувати короткий запис («Дано»). Для цього їм пропонується виділити з тексту кількох завдань структурні елементи явища: матеріальний об'єкт, його початковий і кінцевий стан, об'єкт, що впливає, і умови їх взаємодії. За цією схемою спочатку вчитель, а потім кожен із учнів самостійно аналізують умови отриманих завдань.

Проілюструємо сказане прикладами аналізу умови наступних фізичних завдань (таблиця №3):

    Ебонітова кулька, заряджена негативно, підвішена на шовковій нитці. Чи зміниться сила її натягу, якщо друга така сама, але позитивно заряджена кулька помістити в точці підвісу?

    Якщо заряджений провідник покритий пилом, він швидко втрачає свій заряд. Чому?

    Між двома пластинами, розташованими горизонтально у вакуумі на відстань 4,8 мм один від одного, знаходяться в рівновазі негативно заряджена крапелька масою масою 10 нг. Скільки «надлишкових» електронів має крапля, якщо на пластини подано напругу 1кВ?

Таблиця №3

Структурні елементи явища

Безпомилкове знаходження структурних елементів явища в тексті завдання всіма учнями (після аналізу 5-6 завдань) дозволяє перейти до наступної частини уроку, що має на меті засвоєння учнями послідовності виконання операцій. Отже, загалом учні аналізують близько 14 завдань (не доводячи рішення остаточно), що виявляється достатнім навчання виконанню дії «виділення структурних елементів явища».

Таблиця №4

Картка – припис

Завдання: висловіть структурні елементи явища в

фізичних поняттях та величинах

Орієнтовні ознаки

    Замініть вказаний у задачі матеріальний об'єкт відповідним об'єктом, що ідеалізується. Виразіть параметри початкового об'єкта за допомогою фізичних величин. Замініть зазначений у задачі об'єкт, що впливає, відповідним ідеалізованим об'єктом. Виразіть характеристики об'єкта, що впливає, за допомогою фізичних величин. Виразіть характеристики умов взаємодії з допомогою фізичних величин. Виразіть характеристики кінцевого стану матеріального об'єкта з допомогою фізичних величин.

Далі учні навчаються вираженню структурних елементів аналізованого явища та його характеристик мовою фізичної науки, що надзвичайно важливо, оскільки всі фізичні закони сформульовані для певних моделей, й у реального явища, описаного завдання, має бути побудована відповідна модель. Наприклад: «маленька заряджена кулька» - точковий заряд; «тонка нитка» - зневажливо мала маса нитки; «шовкова нитка» - немає витоку заряду і т.п.

Процес формування цієї дії аналогічний попередньому: спочатку викладач у розмові з учнями показує на 2-3 прикладах, як його виконувати, потім учні проводять операції самостійно.

Дія «складання плану розв'язання завдання» формується в учнів одночасно, оскільки складові операції вже відомі учням та освоєні ними. Після показу зразка виконання дії кожному учню для самостійної роботи видається картка – припис «Упорядкування плану розв'язання задачі». Формування цієї дії проводиться до того часу, поки вона виконуватиметься безпомилково усіма учнями.

Таблиця №5

Картка – припис

«Складання плану розв'язання задачі»

Операції, що виконуються

    Визначте, які характеристики матеріального об'єкта змінилися внаслідок взаємодії. З'ясуйте причину, що обумовлює зміну стану об'єкта. Запишіть причинно-наслідковий зв'язок між впливом за цих умов та зміною стану об'єкта у вигляді рівняння. Виразіть кожен член рівняння через фізичні величини, що характеризують стан об'єкта та умови взаємодії. Виділіть потрібну фізичну величину. Виразіть фізичну величину через інші відомі.

Четвертий та п'ятий етапи вирішення завдань проводяться традиційно. Після освоєння всіх дій, що становлять зміст методу пошуку розв'язання фізичного завдання, повний їх перелік виписується на картку, яка служить учням орієнтиром за самостійного вирішення завдань протягом кількох уроків.

Для мене цей метод цінний тим, що засвоєний учнями щодо одного з розділів фізики (коли він стає стилем мислення), успішно застосовується при вирішенні завдань будь-якого розділу.

У ході експерименту виникла необхідність надрукувати алгоритми вирішення завдань на окремих аркушах для роботи учнями не лише на уроці та після уроку, а й удома. Через війну роботи з розвитку предметної компетентності з розв'язання завдань була скомплектована папка дидактичний матеріал на вирішення завдань, яким міг скористатися будь-який учень. Потім разом із учнями було зроблено кілька копій таких папок, за кожен стіл.

Використання індивідуального підходу допомагало формувати в учнів найважливіших компонентів навчальної діяльності - самооцінки та самоконтролю. Правильність ходу розв'язання задачі перевірялася вчителем і учнями - консультантами, а потім дедалі більше учнів все частіше стали допомагати один одному, мимоволі втягуючись у процес розв'язання задач.

Експеримент у фізиці. Фізичний практикум. Шутов В.І., Сухов В.Г., Підлісний Д.В.

М.: Фізматліт, 2005. – 184с.

Описано експериментальні роботи, що входять до програми фізико-математичних ліцеїв у рамках фізичного практикуму. Посібник є спробою створення єдиного керівництва для проведення практичних занять у класах і школах з поглибленим вивченням фізики, а також для підготовки до експериментальних турів олімпіад високого рівня.

Вступний матеріал традиційно присвячений методам обробки експериментальних даних. Опис кожної експериментальної роботи починається з теоретичного запровадження. В експериментальній частині наводяться описи експериментальних установок та завдання, що регламентують послідовність роботи учнів під час проведення вимірювань. Наводяться зразки робочих таблиць для запису результатів вимірювань, рекомендації щодо методів обробки та подання результатів та вимоги до оформлення звітів. Наприкінці описів пропонуються контрольні питання, відповіді куди учні мають підготувати до захисту робіт.

Для шкіл та класів з поглибленим вивченням фізики.

Формат: djvu/zip

Розмір: 2,6 Мб

/ Download файл

ВСТУП

Фізичний практикум є невід'ємною частиною курсу фізики. Ясне та глибоке засвоєння основних законів фізики та її методів неможливе без роботи у фізичній лабораторії, без самостійних практичних занять. У фізичній лабораторії учні не тільки перевіряють відомі закони фізики, але й навчаються працювати з фізичними приладами, опановують навички експериментальної дослідницької діяльності, навчаються грамотної обробки результатів вимірювань та критичного ставлення до них.

Даний посібник є спробою створення єдиного керівництва з експериментальної фізики для ведення занять у фізичних лабораторіях профільних фізико-математичних шкіл та ліцеїв. Воно розраховане на учнів, які не мають досвіду самостійної роботи у фізичній лабораторії. Тому описи робіт виконані докладно та докладно. Особливу увагу приділено теоретичному обгрунтуванню експериментальних методів, що застосовуються, питанням обробки результатів вимірювань та оцінки їх похибок.

Опис кожної експериментальної роботи починається з теоретичного запровадження. В експериментальній частині кожної роботи наводяться описи експериментальних установок та завдання, що регламентують послідовність роботи учнів при проведенні вимірювань, зразки робочих таблиць для запису результатів вимірювань та рекомендації щодо методів обробки та подання результатів. Наприкінці описів пропонуються контрольні питання, відповіді куди учні мають підготувати до захисту робіт.

У середньому за навчальний рік кожен учень має виконати 10–12 експериментальних робіт відповідно до навчального плану.

Учень заздалегідь готується до виконання кожної роботи. Він повинен вивчити опис роботи, знати теорію в обсязі, зазначеному в описі, порядок виконання роботи, мати попередньо підготовлений лабораторний журнал з конспектом теорії та таблицями, а також, якщо це необхідно, мати міліметровий папір для виконання графічного графіка.

Перед початком виконання роботи учень отримує допуск на роботу.

Зразковий перелік питань для отримання допуску:

1. Ціль роботи.

2. Основні фізичні закони, що вивчаються у роботі.

3. Схема установки та принцип її дії.

4. Вимірювані величини та розрахункові формули.

5. Порядок виконання.

Учні, допущені до виконання роботи, повинні слідувати порядку виконання строго відповідно до опису.

Робота в лабораторії закінчується виконанням попередніх розрахунків та обговоренням їх із викладачем.

До наступного заняття учень самостійно закінчує обробку отриманих експериментальних даних, побудову графіків та оформлення звіту.

На захист роботи учень повинен уміти відповісти на всі питання з теорії в повному обсязі програми, обґрунтувати прийняту методику вимірювань та обробки даних, вивести самостійно розрахункові формули. Виконання роботи на цьому завершується, виставляється остаточна підсумкова оцінка роботи.

Семестрова та річна оцінки виставляються при успішному виконанні всіх робіт відповідно до навчального плану.

Курс "Експериментальна фізика" практично реалізований на комплексному лабораторному обладнанні, розробленому Навчально-методичною лабораторією Московського фізико-технічного інституту, що включає в себе лабораторні комплекси з механіки матеріальної точки, механіки твердого тіла, молекулярної фізики, електродинаміки, геодинаміки та геометричної. Таке обладнання є у багатьох спеціалізованих фізико-математичних школах та ліцеях Росії.

Вступ.

Похибки фізичних величин. Обробка результатів вимірів.

Практична робота 1. Вимір обсягу тіл правильної форми.

Практична робота 2. Дослідження прямолінійного руху тіл на полі земного тяжіння машиною Атвуда.

Практична робота 3. Сухе тертя. Визначення коефіцієнта тертя ковзання.

Теоретичне введення до робіт з коливань.

Практична робота 4. Вивчення коливань пружинного маятника.

Практична робота 5. Вивчення коливань математичного маятника. Визначення прискорення вільного падіння.

Практична робота 6. Вивчення коливань фізичного маятника.

Практична робота 7. Визначення моментів інерції тіл правильної форми методом крутильних коливань.

Практична робота 8. Вивчення законів обертання твердого тіла на хрестоподібному маятнику Обербека.

Практична робота 9. Визначення відношення молярних теплоємностей повітря.

Практична робота 10. Стоячі хвилі. Вимірювання швидкості хвилі в пружній струні.

Практична робота 11. Визначення відносини ср/с? для повітря у стоячій звуковій хвилі.

Практична робота 12. Вивчення роботи електронного осцилографа.

Практична робота 13. Вимір частоти коливань шляхом дослідження фігур Ліссажу.

Практична робота 14. Визначення питомого опору ніхромового дроту.

Практична робота 15. Визначення опору провідників компенсаційним методом Уітстона.

Практична робота 16. Перехідні процеси у конденсаторі. Визначення ємності.

Практична робота 17. Визначення напруженості електричного поля в циліндричному провіднику зі струмом.

Практична робота 18. Дослідження роботи джерела в ланцюзі постійного струму.

Практична робота 19. Вивчення законів відображення та заломлення світла.

Практична робота 20. Визначення фокусних відстаней лінз, що збирає та розсіює.

Практична робота 21. Явище електромагнітної індукції. Дослідження магнітного поля соленоїда.

Практична робота 22. Дослідження загасаючих коливань.

Практична робота 23. Вивчення явища резонансу ланцюга змінного струму.

Практична робота 24. Дифракція Фраунгофер на щілини. Вимірювання ширини щілини «хвильовим методом».

Практична робота 25. Дифракція Фраунгофера. Дифракційні грати як оптичний прилад.

Практична робота 26. Визначення показника заломлення скла «хвильовим» методом.

Практична робота 27. Визначення радіусу кривизни лінзи в експерименті з кільцями Ньютона.

Практична робота 28. Дослідження поляризованого світла.


Вступ

Глава 1. Теоретичні основи використання експериментального методу під час уроків фізики у старших класах

1 Роль та значення експериментальних завдань у шкільному курсі фізики (визначення експерименту в педагогіці, психології та в теорії методики навчання фізики)

2 Аналіз програм та підручників з використання експериментальних завдань у шкільному курсі фізики

3 Новий підхід у проведенні експериментальних завдань з фізики за допомогою Лего-констукторів на прикладі розділу «Механіка»

4 Методика проведення педагогічного експерименту лише на рівні констатуючого експерименту

5 Висновки з першого розділу

Розділ 2. Розробка та методика проведення експериментальних завдань у розділі «Механіка» для учнів 10 класів загальноосвітнього профілю

1 Розробка систем експериментальних завдань на тему «Кінематика точки». Методичні рекомендації щодо застосування на уроках фізики

2 Розробка систем експериментальних завдань на тему «Кінематика твердого тіла». Методичні рекомендації щодо застосування на уроках фізики

3 Розробка систем експериментальних завдань на тему «Динаміка». Методичні рекомендації щодо застосування на уроках фізики

4 Розробка систем експериментальних завдань на тему «Закони збереження в механіці». Методичні рекомендації щодо застосування на уроках фізики

5 Розробка систем експериментальних завдань на тему «Статика». Методичні рекомендації щодо застосування на уроках фізики

6 Висновки з другого розділу

Висновок

Список літератури

Відповідь на запитання


Вступ


Актуальність теми. Загальновизнано, що вивчення фізики дає як фактичні знання, а й розвиває особистість. Фізична освіта, безперечно, є сферою розвитку інтелекту. Останній, як відомо, проявляється і в розумової, і предметної діяльності людини.

У зв'язку з цим особливе значення набуває експериментального вирішення завдань, яке з необхідністю передбачає обидва види діяльності. Як і будь-який вид вирішення завдань, воно має загальну для процесу мислення структуру та закономірності. Експериментальний підхід відкриває можливості розвитку образного мислення.

Експериментальне вирішення фізичних завдань, в силу їх змісту та методології вирішення, може стати важливим засобом розвитку універсальних дослідницьких навичок та умінь: постановки експерименту, що спирається на певні моделі дослідження, власне експериментування, здатності виділити та сформулювати найбільш суттєві результати, висунути гіпотезу, адекватну досліджуваному предмету , і на її основі побудувати фізичну та математичну модель, залучити до аналізу обчислювальну техніку. Новизна змісту фізичних завдань учнів, варіативність у виборі експериментальних методик і засобів, необхідна самостійність мислення розробки та аналізі фізичної і математичної моделей створюють передумови на формування творчих здібностей.

Таким чином, розробка системи експериментальних завдань з фізики на прикладі механіки актуальна в плані розвитку та особистісно - орієнтованого навчання.

Об'єктом дослідження є навчання учнів десятих класів.

Предметом дослідження є система експериментальних завдань з фізики з прикладу механіки, спрямовану розвиток інтелектуальних здібностей, формування дослідницького підходу, творчої активності учнів.

Мета дослідження - розробка системи експериментальних завдань з фізики з прикладу механіки.

Гіпотеза дослідження - Якщо до системи фізичного експерименту розділу «Механіка» включити демонстрації вчителя, пов'язані з ними домашні та класні досліди учнів, а також експериментальні завдання для учнів з елективних курсів, а пізнавальну діяльність учнів під час їх виконання та обговорення організувати на основі проблем у школярів з'явиться можливість набувати, поряд зі знанням основних фізичних понять та законів, інформаційні, експериментальні, проблемні, діяльнісні вміння, що призведе до підвищення інтересу до фізики як предмета. Виходячи з мети та гіпотези дослідження, були доставлені такі завдання:

1. Визначити роль і значення експериментальних завдань у шкільному курсі фізики (визначення експерименту в педагогіці, психології та теорії методики навчання фізики).

Проаналізувати програми та підручники з використання експериментальних завдань у шкільному курсі фізики.

Розкрити сутність методики проведення педагогічного експерименту лише на рівні констатуючого експерименту.

Розробити систему експериментальних завдань у розділі «Механіка» для учнів 10 класів загальноосвітнього профілю.

Наукова новизна та теоретична значущість роботи полягає в наступному: Встановлено роль експериментального вирішення фізичних завдань як засобу у розвитку пізнавальних здібностей, дослідницьких навичок та творчої активності учнів 10 – х класів.

Теоретичне значення досліджень визначається розробкою та обґрунтуванням методичних засад технології проектування та організації навчального процесу з експериментального вирішення фізичних завдань як засобу розвиваючого та особистісно-орієнтованого навчання.

Для вирішення поставлених завдань використовувалась сукупність методів:

· теоретичний аналіз психолого-педагогічної літератури та порівняльно-порівняльний методи;

· системний підхід до оцінки результатів теоретичного аналізу, метод сходження від абстрактного до конкретного, синтез теоретичного та емпіричного матеріалу, метод змістовного узагальнення, логіко-евристична розробка рішень, імовірнісне прогнозування, прогностичне моделювання, уявний експеримент.

Робота складається із вступу, двох розділів, висновків, бібліографічного списку, додатків.

Апробація розробленої системи завдань проводилася на базі школи – інтернату № 30 Середньої Загальної Освіти Відкритого Акціонерного Товариства «Російські Залізниці», адреса: місто Комсомольськ – на Амурі, проспект Леніна 58/2.


Глава 1. Теоретичні основи використання експериментального методу під час уроків фізики у старших класах


1 Роль та значення експериментальних завдань у шкільному курсі фізики (визначення експерименту в педагогіці, психології та в теорії методики навчання фізики)


Роберт Вудвортс (R. S. Woodworth), який опублікував свій класичний підручник з експериментальної психології («Experimental psychology», 1938), визначав експеримент як упорядковане дослідження, в ході якого дослідник безпосередньо змінює якийсь фактор (або фактори), підтримує інші незмінними та спостерігає результати систематичних змін .

У педагогіці Сластенін Ст визначав експеримент як дослідницьку діяльність з метою вивчення причинно-наслідкових зв'язків у педагогічних явищах.

У філософії Соколов В.В. описує експеримент, як метод наукового пізнання.

Засновник фізики – Знаменський А.П. описував експеримент як вид пізнавальної діяльності, у якій ключова для тієї чи іншої наукової теорії ситуація розігрується над реальному дії .

За Робертом Вудвортсом констатуючий експеримент - це експеримент, що встановлює наявність будь-якого незаперечного факту або явища.

За Сластенін В. - констатуючий експеримент проводиться на початку дослідження і спрямований на з'ясування стану справ у шкільній практиці з проблеми , що вивчається .

По Роберту Вудвортсу формуючий (перетворювальний, навчальний) експеримент ставить за мету активне формування чи виховання тих чи інших сторін психіки, рівнів діяльності тощо; використовується щодо конкретних шляхів формування особистості дитини, забезпечуючи поєднання психологічних досліджень із педагогічним пошуком і проектуванням найефективніших форм навчально-виховної роботи .

За Сластенін В. - формує експеримент, в процесі якого конструюються нові педагогічні явища.

За Сластенін В. - експериментальні завдання - це короткочасні спостереження, вимірювання та досліди, тісно пов'язані з темою уроку.

Особистісно орієнтоване навчання - це таке навчання, де в основу ставиться особистість дитини, її самобутність, самоцінність, суб'єктний досвід кожного спочатку розкривається, а потім узгоджується зі змістом освіти. Якщо в традиційній філософії освіти соціально-педагогічні моделі розвитку особистості описувалися у вигляді зразків, що зовні задаються, еталонів пізнання (пізнавальної діяльності), то особистісно орієнтоване навчання виходить з визнання унікальності суб'єктного досвіду самого учня, як важливого джерела індивідуальної життєдіяльності, що виявляється, зокрема, в пізнанні. Тим самим визнається, що в освіті відбувається не просто інтеріоризації дитиною заданих педагогічних впливів, а «зустріч» заданого та суб'єктного досвіду, своєрідне «окультурення» останнього, його збагачення, прирощення, перетворення, що і становить «вектор» індивідуального розвитку. Визнання учня головною чинною фігурою всього освітнього процесу є особистісно-орієнтована педагогіка.

При проектуванні освітнього процесу слід виходити із визнання двох рівноправних джерел: навчання та вчення. Останнє не є просто дериватим першого, а є самостійним, особистісно-значущим, а тому дуже дієвим джерелом розвитку особистості.

Особистісно-орієнтоване навчання будується на принципі суб'єктності. З нього випливає ціла низка положень.

Навчальний матеріал може бути однаковим всім учнів. Учню треба дати можливість вибрати те, що відповідає його суб'єктності щодо матеріалу, виконанні завдань, вирішенні завдань. У змісті навчальних текстів можливі та допустимі суперечливі судження, варіативність викладу, прояви різного емоційного відношення, авторські позиції. Учень не заучує обов'язковий матеріал із заздалегідь заданими висновками, а сам його відбирає, вивчає, аналізує та робить власні висновки. Наголос робиться не так на розвиток лише пам'яті учня, але в самостійність його мислення і самобутність висновків. Проблемність завдань, неоднозначність навчального матеріалу підштовхують учня до цього.

Формуючий експеримент, - це специфічний виключно для психології вид експерименту, в якому активний вплив експериментальної ситуації на випробуваного має сприяти його психічному розвитку та особистісному зростанню.

Розглянемо роль і значення експериментальних завдань у психології, педагогіці, філософії та теорії методики навчання фізики.

Основним методом дослідницької роботи психолога є експеримент. Відомий вітчизняний психолог С.Л. Рубінштейн (1889-1960) виділяв такі якості експерименту, що зумовлюють його значення для здобуття наукових фактів: «1) В експерименті дослідник сам викликає досліджуване їм явище, замість чекати, як при об'єктивному спостереженні, поки випадковий потік явища доставить йому можливість його спостерігати . 2) Маючи можливість викликати явище, експериментатор може варіювати, змінювати умови, при яких протікає явище, замість того, як, при простому спостереженні, брати їх таким, яким йому їх доставляє випадок. 3) Ізомеруючи окремі умови і змінюючи одне з них при збереженні незмінними інших, експеримент тим самим виявляє значення цих окремих умов і встановлює закономірні зв'язки, що визначають процес, що вивчається. Експеримент, таким чином, дуже потужний методичний засіб для виявлення закономірностей. 4) Виявляючи закономірні зв'язки між явищами, експеримент часто може варіювати як самі умови щодо їх наявності чи відсутності, а й їх кількісні співвідношення. В результаті експеримент встановлює якісні закономірності, що допускають математичне формулювання» .

Найбільш яскравим педагогічним напрямом, покликаним реалізувати ідеї «нового виховання», виступає експериментальна педагогіка, провідним прагненням якої є розробка науково обґрунтованої теорії навчання та виховання, здатної розвинути індивідуальність особистості. Виникла у ХІХ ст. Експериментальна педагогіка (термін запропонував Е. Мейман) ставила за мету всебічне дослідження дитини та обґрунтування педагогічної теорії експериментальним шляхом. Вона сильно вплинула на хід розвитку вітчизняної педагогічної науки. .

Жодна тема не повинна бути пройдена суто теоретично, як жодна робота не повинна бути виконана без висвітлення її наукової теорії. Вміле поєднання теорії з практикою та практики з теорією дасть необхідний виховний та освітній ефект та забезпечить виконання вимог, які висуває нам педагогіка. Основне знаряддя навчання фізиці (її практичної частини) у шкільництві - демонстраційний і лабораторний експеримент, з яким учень повинен мати справу в класі при поясненнях вчителя, на лабораторних роботах, у фізичному практикумі, у фізичному гуртку та в домашніх умовах.

Без експерименту немає і може бути раціонального навчання фізиці; одне словесне навчання фізики неминуче призводить до формалізму та механічного заучування.

Експеримент у шкільному курсі фізики - це відображення наукового методу дослідження, властивого фізиці.

Постановка дослідів і спостережень має велике значення для ознайомлення учнів із сутністю експериментального методу, з його роллю у наукових дослідженнях з фізики, а також у формуванні умінь самостійно набувати та застосовувати знання, розвиток творчих здібностей.

Сформовані вміння під час експериментів є важливим аспектом для позитивної мотивації учнів на дослідницьку діяльність. У шкільній практиці експеримент, експериментальний метод та експериментальна діяльність учнів реалізуються в основному при постановці демонстраційних та лабораторних дослідів, у проблемно-пошуковому та дослідному методах навчання.

Окрему групу експериментальних засад фізики складає фундаментальні наукові експерименти. Ряд експериментів демонструється на наявному в школі обладнанні, інші - на моделях, треті - переглядаючи кінофільми. Вивчення фундаментальних експериментів дозволяє активізувати діяльність учнів, сприяє розвитку їхнього мислення, викликає інтерес, спонукає до самостійних досліджень.

Велика кількість спостережень та демонстрацій не забезпечує формування в учнів уміння самостійно та цілісно проводити спостереження. Цей факт можна пов'язати про те, що у більшості експериментів, запропонованих учням, визначено склад і послідовність виконання всіх операцій. Ця проблема ще більше посилилася після появи зошитів для лабораторних робіт на друкованій основі. Учні, виконавши такими зошитами лише за три роки навчання (з 9 по 11 класи) понад тридцять лабораторних робіт, не можуть визначити основні операції експерименту. Хоча для учнів з низьким та задовільним рівнями навчання вони забезпечують ситуацію успіху та створюють пізнавальний інтерес, позитивну мотивацію. Що ще раз підтверджують дослідження: понад 30% школярів люблять уроки фізики за можливість самостійно виконувати лабораторні та практичні роботи.

Для того щоб на уроках та лабораторних роботах у учнів формувалися всі елементи експериментальних методів навчального дослідження: вимірювань, спостереження, фіксація їх результатів, проведення математичної обробки отриманих результатів, і при цьому їх виконання супроводжувалося високим ступенем самостійності та ефективності, перед початком кожного експерименту учням пропонується евристичний припис «Вчуся ставити експеримент», а перед спостереженням евристичний припис «Навчаюся спостерігати». Вони підказують учням, що треба зробити (але не як) намічають напрямок руху вперед.

Великі змогу організації самостійних експериментів учнів має «Зошит для експериментальних досліджень учнів 10 класів» (автори Н.І. Запрудський, А.Л. Карпук). Залежно від здібностей учнів їм пропонується два варіанти проведення (самостійно з використанням загальних рекомендацій щодо планування та проведення експерименту - варіант А або відповідно до запропонованих у варіанті Б покроковими діями). Вибір додаткових до програмних експериментальних досліджень та експериментальних завдань дає великі можливості для реалізації інтересів учнів.

Загалом у процесі самостійної експериментальної діяльності учні набувають наступних конкретних умінь:

· спостерігати та вивчати явища та властивості речовин та тіл;

· описувати результати спостережень;

· висувати гіпотези;

· відбирати, необхідних проведення експериментів, прилади;

· виконувати виміри;

· обчислювати похибки прямих та непрямих вимірів;

· представляти результати вимірювань у вигляді таблиць та графіків;

· інтерпретувати результати експериментів;

·робити висновки;

· обговорювати результати експерименту, брати участь у дискусії.

Навчальний фізичний експеримент є невід'ємною органічною частиною курсу фізики середньої школи. Вдале поєднання теоретичного матеріалу та експерименту дає, як показує практика, найкращий педагогічний результат.


.2 Аналіз програм та підручників з використання експериментальних завдань у шкільному курсі фізики


У старшій школі (10 – 11 класах) поширені та використовуються в основному п'ять УМК.

УМК – «Фізика 10-11» авт. Касьянов В.А.

клас. 1-3 години на тиждень. Підручник, авт. Касьянов В.А.

Курс призначений для учнів загальноосвітніх класів, для яких фізика не є профільним предметом і має вивчатися відповідно до базового компонента навчального плану. Основна мета - формування у школярів уявлень про методологію наукового пізнання, роль, місце та взаємозв'язок теорії та експерименту в процесі пізнання, про їх співвідношення, про структуру Всесвіту і про становище людини в навколишньому світі. Курс покликаний сформувати в учнів думку про загальні принципи фізики та основні завдання, які вона вирішує; здійснити екологічну освіту школярів, тобто. сформувати у них уявлення про наукові аспекти охорони навколишнього середовища; виробити науковий похід до аналізу нових явищ. Даний УМК у плані змісту та методики викладу навчального матеріалу доопрацьований автором більшою мірою, ніж інші, але вимагає для вивчення 3 і більше годин на тиждень (10-11 кл.).

Методичний посібник для вчителя.

Зошит для лабораторних робіт для кожного з підручників.

УМК – «Фізика 10-11», авт. Мякішев Г.Я., Буховцев Би. Би., Сотський Н. М.

клас. 3-4 години на тиждень. Підручник, авт. Мякішев Г.Я., Буховцев Б.Б., Сотський Н.М.

клас. 3-4 години на тиждень. Підручник, авт. Мякішев Г.Я., Буховцев Б. Б.

Фізика 10 клас. Розрахований на 3 і більше годин на тиждень, до колективу перших двох добре відомих авторів Мякішеву Г.Я., Буховцеву Б.Б. додався Сотський Н.Н., який написав розділ механіки, вивчення якого тепер стало необхідним у старшій профільній школі. Фізика 11 клас. 3 – 4 години на тиждень. Авторський колектив колишній: Мякішев Г.Я., Буховцев Б.Б. Цей курс перероблено мало, порівняно зі «старим Мякішевим» майже не змінився. Наявне незначне перенесення окремих частин у випускний клас. Цей комплект є переробленим варіантом традиційних підручників (за ними навчався майже весь СРСР) для старшої школи тих самих авторів.

УМК – «Фізика 10-11», авт. Анциферов Л. І.

клас. 3 години на тиждень. Підручник, авт. Анциферов Л.І.

В основу програми курсу покладено циклічний принцип побудови навчального матеріалу, що передбачає вивчення фізичної теорії, її використання під час вирішення завдань, застосування теорії на практиці. Виділено два рівні змісту освіти: базовий мінімум, обов'язковий для всіх, та навчальний матеріал підвищеної труднощі, адресований школярам, ​​які особливо цікавляться фізикою. Цей підручник написаний відомим методистом із м. Курська проф. Анциферовим Л.І. Багаторічна робота у педагогічному ВНЗ та читання лекцій студентам призвела до створення даного шкільного курсу. Ці підручники складні для загальноосвітнього рівня, вимагають переробки та додаткових методичних матеріалів.

УМК – «Фізика 10-11», авт. Громов С. В.

клас. 3 години на тиждень. Підручник, авт. Громов С. В.

клас. 2 години на тиждень. Підручник, авт. Громов С. В.

Підручники призначені для старших класів загальноосвітніх шкіл. Включають теоретичний виклад «шкільної фізики». При цьому значна увага приділяється історичним матеріалам та фактам. Порядок викладу незвичайний: механіка завершується главою СТО, далі йдуть електродинаміка, МКТ, квантова фізика, фізика атомного ядра та елементарних частинок. Така структура, на думку автора курсу, дозволяє формувати у свідомості учнів суворіше уявлення про сучасну фізичну картину світу. Практична частина представлена ​​описами мінімальної кількості стандартних лабораторних робіт. Проходження матеріалу передбачає розв'язання великої кількості завдань, наведено алгоритми розв'язання їх основних типів. У всіх представлених вище підручниках для старшої школи має реалізуватися так званий загальноосвітній рівень, але багато в чому залежатиме від педагогічної майстерності вчителя. Всі ці підручники в сучасній школі цілком можуть використовуватися в класах природничо, технічного та ін профілів, з сіткою 4-5 ч. на тиждень.

УМК – «Фізика 10-11», авт. Мансуров А. Н., Мансуров Н. А.

11 клас. 2 години (1год) на тиждень. Підручник, авт. Мансуров А. Н., Мансуров Н. А.

За цим комплектом працюють поодинокі школи! Але він є першим підручником для передбачуваного гуманітарного профілю фізики. Автори спробували сформувати уявлення про фізичну картину світу, послідовно розглядаються механічна, електродинамічна та квантово-статистична картини світу. До змісту курсу включені елементи методів пізнання. Курс містить фрагментарний опис законів, теорій, процесів та явищ. Математичний апарат майже не використовується та замінений словесним описом фізичних моделей. Вирішення завдань та проведення лабораторних робіт не передбачено. Додатково до підручника видано методичні посібники та планування.


3 Новий підхід у проведенні експериментальних завдань з фізики за допомогою Лего-констукторів на прикладі розділу «Механіка»

фізика шкільний експериментальний механіка

Реалізація сучасних вимог щодо сформованості експериментальних умінь неможлива без використання нових підходів до проведення практичних робіт. Необхідно використовувати методику, за якої лабораторні роботи виконують не ілюстративну функцію до матеріалу, що вивчається, а є повноправною частиною змісту освіти і вимагають застосування дослідницьких методів у навчанні. При цьому зростає роль фронтального експерименту щодо нового матеріалу з використанням дослідницького підходу і максимальна кількість дослідів повинна переноситися з демонстраційного столу вчителя на парти учнів. При плануванні навчального процесу необхідно приділити увагу як кількості лабораторних робіт, а й видам діяльності, що вони формують. Бажано переносити частину робіт із проведення непрямих вимірів на дослідження з перевірки залежностей між величинами та побудова графіків емпіричних залежностей. У цьому приділити увагу формуванню наступних умінь: конструювати експериментальну установку з формулювання гіпотези досвіду; будувати графіки та розраховувати за ними значення фізичних величин; аналізувати результати експериментальних досліджень, виражених як експериментальних досліджень, виражених як таблиці чи графіка, робити висновки за результатами експерименту.

Федеральний компонент державного освітнього стандарту з фізики передбачає пріоритет діяльнісного підходу до процесу навчання, розвитку в учнів умінь проводити спостереження природних явищ, описувати та узагальнювати результати спостережень, використовувати прості вимірювальні прилади вивчення фізичних явищ; представляти результати спостережень за допомогою таблиць, графіків та виявляти на цій основі емпіричні залежності; застосовувати отримані знання пояснення різноманітних природних явищ і процесів, принципів дії найважливіших технічних пристроїв, на вирішення фізичних завдань. Використання у процесі Лего-технологій має значення для реалізації цих вимог.

Використання Лего-конструкторів підвищує мотивацію учнів навчання, т.к. при цьому потрібні знання практично з усіх навчальних дисциплін від мистецтв та історії до математики та природничих наук. Міжпредметні заняття спираються на природний інтерес до розробки та будівництва різних механізмів.

Сучасна організація навчальної діяльності вимагає, щоб теоретичні узагальнення учні дали основі результатів своєї діяльності. Для навчального предмета «фізика» – це навчальний експеримент.

Принципово змінилися роль, місце та функції самостійного експерименту при навчанні фізики: учні повинні опановувати не тільки конкретними практичними вміннями, а й основами природничо методу пізнання, а це може бути реалізовано тільки через систему самостійних експериментальних досліджень. Lego-конструктори суттєво мобілізують такі дослідження.

Особливістю викладання навчального предмета «Фізика» у 2009/2010 навчальному році є використання освітніх Лего – конструкторів, які дозволяють повною мірою реалізувати принцип особистісно-орієнтованого навчання, провести демонстраційні експерименти та лабораторні роботи, що охоплюють практично всі теми курсу фізики та виконують не стільки ілюстративну. функцію до матеріалу, що вивчається, а вимагають застосування дослідницьких методів, що сприяє підвищенню інтересу до предмета, що вивчається.

1.Промисловість Розваг. Першоробот. У наборі: 216 ЛЕГО-елементів, включаючи RCX-блок та ІЧ передавач, датчик освітленості, 2 датчики торкання, 2 мотори 9 В.

2.Автоматизовані пристрої. Першоробот. У наборі: 828 ЛЕГО-елементів, включаючи Лего-комп'ютер RCX, інфрачервоний передавач, 2 датчики освітленості, 2 датчики торкання, 2 мотори 9 Ст.

.Першоробот NXT. У наборі: програмований блок управління NXT, три інтерактивні сервомотори, набір датчиків (відстань, торкання, звуку, світла та ін.), акумулятор, з'єднувальні кабелі, а також 407 конструктивних ЛЕГО-елементів - балки, осі, зубчасті колеса, штифти, цеглини , пластини та ін.

.Енергія, робота, потужність. У наборі: чотири однакові, повністю укомплектовані міні-набори по 201 деталі в кожному, включаючи мотори та електричні конденсатори.

.Технологія та фізика. У наборі: 352 деталі, призначені для вивчення основних законів механіки та теорії магнетизму.

.Пневматика. У наборі: насоси, труби, циліндри, клапани, повітряний ресивер та манометр для побудови пневматичних моделей.

.Відновлювані джерела енергії. У наборі: 721 елемент, у тому числі мікромотор, сонячна батарея, різні шестерні та з'єднувальні дроти.

Набори ПервоРобот на базі блоків управління RCX і NXT призначені для створення програмованих роботизованих пристроїв, які дозволяють збирати дані з датчиків та їх первинну обробку.

Лего-конструктори серії «EDUCATIONAL» (освіта) можуть бути використані при вивченні розділу «Механіка» (блоки, важелі, види руху, перетворення енергії, закони збереження). При достатній мотивації та методичній підготовці за допомогою тематичних комплектів Lego можливо охопити основні розділи фізики, що зробить заняття цікавими та ефективними, а отже, здійснювати якісну підготовку учнів.


.4 Методика проведення педагогічного експерименту лише на рівні констатуючого експерименту


Є два варіанти побудови педагогічного експерименту.

Перший - коли в експерименті беруть участь дві групи дітей, одна з яких займається експериментальною програмою, а друга - за традиційною. На третьому етапі дослідження порівнюватимуть рівні знань та вмінь обох груп.

Другий - як у експерименті бере участь одна група дітей, і третьому етапі порівнюється рівень знань до формуючого експерименту і після.

Відповідно до гіпотези та завданнями дослідження було розроблено план педагогічного експерименту, який включав три етапи.

Констатуючий етап проводився на місяць, рік. Метою його стало вивчення особливостей/знань/навичок тощо. ... у дітей... віку.

На формуючому етапі (місяць, рік), проводилася робота з формування... з використанням.

Контрольний етап (місяць, рік) ставив за мету перевірку засвоєння дітьми... віку експериментальної програми знань/умінь.

Експеримент проводився в.... У ньому брало участь кількість дітей (вказати вік).

На першому етапі констатуючого експерименту вивчалися уявлення/знання/вміння дітей.

Було розроблено серію завдань для вивчення знань дітей.

завдання. Ціль:

Аналіз виконання завдання показав: ...

завдання. Ціль:

Аналіз виконання завдання...

завдання. ...

Від 3 до 6 завдань.

Результати аналізу завдань варто розмістити у таблицях. У таблицях вказують у дітей або відсоток від загальної їх кількості. У таблицях можна вказувати рівні розвитку цього вміння в дітей віком, чи у виконаних завдань, тощо. Приклад таблиць:


Таблиця №.

Кількість дітей №№Абсолютне число%1 завдання (на певні знання, вміння)2 завдання3 завдання

Або така таблиця: (у разі необхідно вказати, за якими критеріями діти ставляться до того чи іншого рівня)

Для виявлення у дітей рівня... нами були розроблені наступні критерії:

Було виділено три рівні.

Високий: ...

Середній: ...

Низький: ...

У таблиці № представлено співвідношення кількості дітей контрольної та експериментальної груп за рівнями.


Таблиця №.

Рівень знань/уміньКількість дітей №№Абсолютне число%ВисокийСереднійНизький

Отримані дані свідчать про те, що.

Проведена експериментальна робота дала можливість визначити шляхи та засоби.


1.5 Висновки з першого розділу


У першому розділі нами розглянуто роль і значення експериментальних завдань щодо фізики у шкільництві. Дано визначення: експерименту в педагогіці, психології, філософії, методиці навчання фізики, експериментальних завдань у цих областях.

Проаналізувавши всі визначення, можна зробити наступний висновок про суть експериментальних завдань. Зрозуміло, визначення цих завдань як дослідницьких, має дещо умовний характер, оскільки можливість шкільного кабінету фізики і підготовленості учнів навіть у старших класах роблять завдання проведення фізичних досліджень не здійсненним. Тому до дослідницьким, творчим слід віднести ті завдання, в яких учень може відкрити нові, невідомі для нього закономірності або для вирішення яких він повинен зробити якісь винаходи. Таке самостійне відкриття відомого фізики закону або винахід способу вимірювання фізичної величини не є простим повторенням відомого. Це відкриття або винахід, що володіє лише суб'єктивною новизною, для учня є об'єктивним доказом його здатності до самостійної творчості, що дозволяє набути необхідної впевненості у своїх силах та здібностях. І все ж таки можна вирішити це завдання.

Проаналізувавши програми та підручники «Фізика» 10 клас із використання експериментальних завдань у розділі «Механіка». Можна сказати про те, що лабораторних робіт та дослідів у даному курсі проводиться недостатньо для того, щоб повноцінно сприймати весь матеріал у розділі «Механіка».

Також розглянуто новий підхід у викладанні фізики – використання Лего – конструкторів, які дозволяють розвивати творче мислення учнів.


Розділ 2. Розробка та методика проведення експериментальних завдань у розділі «Механіка» для учнів 10 класів загальноосвітнього профілю


1 Розробка систем експериментальних завдань на тему «Кінематика точки». Методичні рекомендації щодо застосування на уроках фізики


На вивчення теми кінематика точки приділяється 13 годин.

Рух із постійним прискоренням.

Для цієї теми розроблено експериментальне завдання:

Для роботи використовується машина Атвуда.

Для виконання роботи машина Атвуда повинна бути встановлена ​​вертикально, що легко перевірити за паралельністю шкали і нитки.

Мета досвіду: Перевірка закону швидкостей

Вимірювання

Перевіряють вертикальність установки машини Атвуда. Балансують вантажі.

Зміцнюють на шкалі кільцеву поличку П1. Регулюють її становище.

Накладають на правий вантаж перевантажень 5-6 р.

Рухаючись рівноприскорено з верхнього положення до кільцевої полички, правий вантаж проходить шлях S1 за час t1 і набуває до кінця цього руху швидкість v. На кільцевій поличці вантаж скидає перевантажень і далі рухається рівномірно зі швидкістю, яку він придбав наприкінці розгону. Для визначення її слід виміряти час t2 руху вантажу шляху S2. Таким чином, кожен досвід складається з двох вимірів: спочатку вимірюється час рівноприскореного руху t1, а потім вантаж повторно запускається для часу рівномірного вимірювання руху t2.

Проводять 5-6 дослідів за різних значень шляху S1 (з кроком 15-20 см). Шлях S2 вибирається довільно. Отримані дані заносять до таблиці звіту.

Методичні особливості:

Незважаючи на те, що основні рівняння кінематики прямолінійного руху мають просту форму і не викликають сумнівів, експериментальна перевірка цих співвідношень дуже складна. Проблеми виникають переважно з двох причин. По-перше, при досить високих швидкостях руху тіл необхідно з великою точністю вимірювати час їх руху. По-друге, в будь-якій системі тіл, що рухаються, діють сили тертя і опору, які важко врахувати з достатнім ступенем точності.

Тому необхідно проводити такі експерименти та досліди, які знімають усі труднощі.


2 Розробка систем експериментальних завдань на тему «Кінематика твердого тіла». Методичні рекомендації щодо застосування на уроках фізики


На вивчення теми Кінематика відводиться 3 години, і включає наступні розділи:

Механічний рух та його відносність. Поступальний та обертальний рух твердого тіла. Матеріальна точка. Траєкторія руху. Рівномірний та рівноприскорений рух. Вільне падіння. Рух тіла по колу. На цю тему нами запропоновано наступне експериментальне завдання:

Мета роботи

Експериментальна перевірка основного рівняння динаміки обертального руху твердого тіла довкола закріпленої осі.

Ідея експерименту

В експерименті досліджується обертальний рух закріпленої на осі системи тіл, яка може змінювати момент інерції (маятник Обербека). Різні моменти зовнішніх сил створюються вантажами, підвішеними на нитки, намотаною на шків.

Експериментальне встановлення

Вісь маятника Обербека закріплена в підшипниках, тому вся система може обертатися навколо горизонтальної осі. Пересуваючи вантажі спицями, можна легко змінювати момент інерції системи. На шків виток до витка намотується нитка, до якої прив'язана платформа відомої маси. На платформу накладаються вантажі із набору. Висота падіння вантажів вимірюється за допомогою лінійки, укріпленої паралельно нитки. Маятник Обербека може бути забезпечений електромагнітною муфтою – пускачем та електронним секундоміром. Перед кожним досвідом маятник слід ретельно відрегулювати. Особливу увагу необхідно звернути на симетричність розташування вантажів на хрестовині. При цьому маятник виявляється у стані байдужої рівноваги.

Проведення експерименту

Завдання 1. Оцінка моменту сили тертя, що діє у системі

Вимірювання

Встановлюють вантажі m1 на хрестовині в середнє положення, розміщуючи їх на рівній відстані від осі таким чином, щоб маятник був у положенні байдужої рівноваги.

Накладаючи невеликі вантажі на платформу, визначають приблизно мінімальну масу m0 , при якій маятник почне обертатися. Оцінюють момент сили тертя із співвідношення

де R – радіус шківа, на який намотана нитка.

Подальші виміри бажано проводити з вантажами масою m 10m0.

Завдання 2. Перевірка основного рівняння динаміки обертального руху

Вимірювання

Зміцнюють вантажі m1 на мінімальній відстані від осі обертання. Балансують маятник. Вимірюють відстань від осі маятника до центрів вантажів.

Намотують нитку на один із шківів. По масштабній лінійці вибирають початкове положення платформи, роблячи відлік, наприклад, її нижньому краю. Тоді кінцеве положення вантажу буде на рівні піднятої приймальної платформи. Висота падіння вантажу h дорівнює різниці цих відліків і може бути залишена у всіх дослідах однаковою.

Кладають на платформу перший вантаж. Розташувавши вантаж на рівні верхнього відліку, фіксують це положення, затискаючи нитку електромагнітною муфтою. Готують до виміру електронний секундомір.

Відпускають нитку, надавши вантажу можливість падати. Це досягається відключенням муфти. При цьому автоматично вмикається секундомір. Удар про приймальну платформу зупиняє падіння вантажу та зупиняє секундомір.

Вимірювання часу падіння при тому самому вантажі виконується не менше трьох разів.

Вимірюють час падіння вантажу m при інших значеннях моменту Мн. Для цього або додають на платформу додаткові навантаження, або перекидають нитку на інший шків. При тому самому значенні моменту інерції маятника необхідно провести вимірювання не менше ніж з п'ятьма значеннями моменту Мн.

Збільшують момент інерції маятника. Для цього достатньо симетрично перемістити вантажі m1 на кілька сантиметрів. Крок такого переміщення має бути обраний таким чином, щоб отримати 5-6 значень моменту інерції маятника. Вимірюють час падіння вантажу m (п.2-п.7). Усі дані заносять до таблиці звіту.


3 Розробка систем експериментальних завдань на тему «Динаміка». Методичні рекомендації щодо застосування на уроках фізики


На вивчення теми Динаміка приділяється 18 годин.

Сили опору під час руху твердих тіл у рідинах та газах.

Мета експерименту: Показати як швидкість повітря впливає на політ літака.

Матеріали: маленька вирва, м'ячик для настільного тенісу.

Переверніть лійку широкою частиною донизу.

Вкладіть м'ячик у вирву і підтримуйте його пальцем.

Дуйте у вузький кінець вирви.

Перестаньте підтримувати м'ячик пальцем, але продовжуйте дмухати.

Підсумки: М'ячик залишається у вирві.

Чому? Чим швидше повз м'яч проходить повітря, тим менше тиску він робить на м'яч. Тиск повітря над м'ячем набагато менше, ніж під ним, тому м'ячик підтримується повітрям, що знаходиться під ним. Завдяки тиску повітря, що рухається, крила літака як би підштовхуються вгору. Завдяки формі крила повітря швидше пересувається над верхньою поверхнею, ніж під нижньою. Тому виникає сила, яка штовхає літак нагору - підйомна сила. .


4 Розробка систем експериментальних завдань на тему «Закони збереження в механіці». Методичні рекомендації щодо застосування на уроках фізики


На тему закони збереження у механіці відводиться 16 годин.

Закон збереження імпульсу. (5:00)

Для цієї теми нами було запропоновано наступне експериментальне завдання:

Ціль: вивчення закону збереження імпульсу.

Кожен з Вас напевно стикався з такою ситуацією: Ви біжите з певною швидкістю коридором і стикаєтеся з людиною, що стоїть. Що відбувається з цією людиною? Справді, він починає рухатися, тобто. набуває швидкості.

Зробимо досвід із взаємодії двох куль. На тонких нитках висять дві однакові кульки. Відведемо убік ліву кулю і відпустимо. Після зіткнення куль ліва зупиниться, а права почне рухатися. Висота, на яку підніметься права куля, збігатиметься з тією, на яку до цього була відхилена ліва куля. Тобто ліва куля передає правому весь свій імпульс. На скільки зменшиться імпульс першої кулі, на стільки ж збільшиться імпульс другої кулі. Якщо ж говорити про систему 2-х куль, то імпульс системи залишається постійним, тобто зберігається.

Така зіткнення називається пружним (слайди № 7-9).

Ознаки пружного зіткнення:

-Немає залишкової деформації і, отже, виконуються обидва закони збереження у механіці.

-Тіла після взаємодії рухаються разом.

-Приклади такого виду взаємодії: гра в теніс, хокей тощо.

-Якщо маса рухомого тіла більша за масу нерухомого (m1 > m2), то воно зменшує швидкість, не змінюючи напряму.

-Якщо навпаки, то перше тіло від нього відбивається і рухається у протилежний бік.

Існує також непружна зіткнення

Поспостерігаємо: візьмемо одну велику кульку, одну маленьку. Маленька кулька спочиває, а велику рухаємося у напрямку до маленької.

Після зіткнення кульки рухаються разом із однією швидкістю.

Ознаки пружного зіткнення:

-Внаслідок взаємодії тіла рухаються спільно.

-У тіл з'являється залишкова деформація, отже, механічна енергія перетворюється на внутрішню енергію.

-Виконується лише закон збереження імпульсу.

-Приклади з життєвого досвіду: зіткнення метеорита із Землею, удари молотком по ковадлі тощо.

-При рівності мас (одне з тіл нерухомо) втрачається половина механічної енергії,

-Якщо m1 набагато менше m2, то втрачається її більшість (куля і стіна),

-Якщо навпаки, передається незначна частина енергії (криголам і маленька крижина).

Тобто існує два види зіткнень: пружні та непружні. .


5 Розробка систем експериментальних завдань на тему «Статика». Методичні рекомендації щодо застосування на уроках фізики


На вивчення теми «Статика. Рівнавага абсолютно твердих тіл» відводиться 3 години.

Для цієї теми нами було запропоновано наступне експериментальне завдання:

Мета експерименту: Знайти становище центру тяжкості.

Матеріали: пластилін, дві металеві виделки, зубочистка, висока склянка або банка з широким горлом.

Скачайте з пластиліну кульку діаметром близько 4 див.

Вставте в кульку вилку.

Другу вилку вставте в кульку під кутом 45 градусів по відношенню до першої вилки.

Встромте зубочистку в кульку між вилками.

Зубочистку помістіть кінцем на край склянки і рухайте до центру склянки, доки не настане рівновага.

Підсумки: При певному положенні зубочистки вилки врівноважуються.

Чому? Оскільки вилки розташовані під кутом один до одного, то їхня вага як би зосереджена в певній точці палички, що знаходиться між ними. Ця точка називається центром тяжіння.


.6 Висновки з другого розділу


У другому розділі нами були представлені експериментальні завдання на тему «Механіка».

Було з'ясовано, кожен експеримент, вироблення понять, допускають якісні показники у вигляді числа. Щоб зі спостережень зробити загальні висновки, з'ясувати причини явищ, потрібно встановити кількісні залежності між величинами. Якщо така залежність виходить, то знайдено фізичний закон. Якщо знайдено фізичний закон, то немає потреби ставити в кожному окремому випадку досвід, достатньо виконати відповідні обчислення.

Вивчивши експериментально кількісні зв'язки між величинами, можна виявити закономірності. За підсумками цих закономірностей розвивається загальна теорія явищ.


Висновок


Вже у визначенні фізики як науки закладено поєднання у ній як теоретичної, і практичної елементів. Вважається важливим, щоб у процесі навчання учнів фізики вчитель зміг якнайповніше продемонструвати своїм учням взаємозв'язок цих частин. Адже коли учні відчують цей взаємозв'язок, вони зможуть багатьом процесам, які відбуваються навколо них у побуті, у природі, дати правильне теоретичне пояснення. Це може бути показником досить повного володіння матеріалом.

Які форми навчання практичного характеру можна запропонувати на додаток до розповіді викладача? У першу чергу, звичайно, це спостереження учнями за демонстрацією дослідів, які проводяться вчителем у класі при поясненні нового матеріалу або при повторенні пройденого, так само можна запропонувати досліди, що проводяться самими учнями під час уроків у процесі фронтальної лабораторної роботи під безпосереднім наглядом вчителя. Ще можна запропонувати: 1) досвіди, які проводять самі учні в класі під час фізичного практикуму; 2) досвіди-демонстрації, які проводяться учнями при відповідях; 3)досліди, які проводяться учнями поза школою за домашніми завданнями вчителя; 4) спостереження короткочасних і тривалих явищ природи, техніки та побуту, які проводяться учнями вдома за особливими завданнями вчителя.

Досвід ж не тільки вчить, він захоплює учня, змушує краще розуміти те явище, яке він демонструє. Адже відомо, що людина зацікавлена ​​в кінцевому результаті досягає успіху. Так і в даному випадку зацікавивши учня, пробудемо потяг до знань.


Список літератури


1.Блудов М.І. Розмови з фізики. - М: Просвітництво, 2007. -112 с.

2.Буров В.А. та ін. Фронтальні експериментальні завдання з фізики у середній школі. – М.: Академія, 2005. – 208 с.

.Галлінгер І.В. Експериментальні завдання під час уроків фізики // Фізика у шкільництві. - 2008. - №2. – С. 26 – 31.

.Знам'янський А.П. Основи фізики. – К.: Просвітництво, 2007. – 212 с.

5.Іванов А.І. та ін. Фронтальні експериментальні завдання з фізики: для 10 класу. – К.: Вузовський підручник, 2009. – 313 с.

6.Іванова Л.А. Активізація пізнавальної діяльності учнів під час уроків фізики щодо нового матеріалу. – К.: Просвітництво, 2006. – 492 с.

7.Дослідження у психології: методи та планування / Дж. Гудвін. СПб.: Пітер, 2008. – 172 с.

.Кабардін О.Ф. Педагогічний експеримент // Фізика у шкільництві. - 2009. -№6. – С. 24-31.

9.Мякішев Г.Я, Буховцев Б.Б, Сотський Н.Н Фізика. 10 клас. Підручник: Підручник. – М.: Гардарика, 2008. – 138 с.

10.Програми для загальноосвітніх установ. фізика. Укладачі Ю.І. Дік, В.А. Коровин. - М: Просвітництво, 2007. -112 с.

11.Рубінштейн С.Л. Основи психології. – К.: Просвітництво, 2007. – 226 с.

.Сластенін В. Педагогіка. – М.: Гардаріки, 2009. – 190 с.

.Соколов В.В. Філософія. – M.: Вища школа, 2008. – 117 с.

14.Теорія та методика навчання фізики у школі. Загальні питання. Під ред.С.Є.Каменецького, Н.С.Пуришевою. – М.: ГЕОТАР Медіа, 2007. – 640 с.

15.Харламов І.Ф. Педагогіка. Вид. 2-ге перероб. та дод. – К.: Вища школа, 2009 – 576с.

16.Шилов В.Ф. Домашні експериментальні завдання з фізики. 9 – 11 класи. – М.: Знання, 2008. – 96 с.

Відповідь на запитання


Ставлення реального та можливого, відношення між є і може бути - ось та інтелектуальна інновація, яка, згідно з класичними дослідженнями Ж.Піаже та його школи, стає доступною дітям після 11-12 років. Численні критики Піаже намагалися показати, що вік 11-12 років є досить умовним і може бути зрушений у будь-який бік, що перехід на новий інтелектуальний рівень відбувається не ривком, а проходить цілий ряд проміжних стадій. Але ніхто не заперечував сам факт того, що на межі молодшого шкільного та підліткового віку в інтелектуальному житті людини з'являється нова якість. Підліток починає аналіз завдання, що встала перед ним, зі спроби з'ясувати можливі відносини, застосовні до наявних у його розпорядженні даних, а потім намагається шляхом поєднання експерименту і логічного аналізу встановити, які з можливих відносин тут реально є.

Фундаментальна переорієнтація мислення з знання того, як влаштована дійсність, на пошук потенційних можливостей, що лежать за безпосередньою даністю, називається переходом до гіпотетико-дедуктивного мислення.

Нові гіпотетико-дедуктивні засоби розуміння світу різко розсувають межі внутрішнього життя підлітка: його світ наповнюється ідеальними конструкціями, гіпотезами про себе, оточуючих, людство загалом. Ці гіпотези далеко виходять за межі наявних взаємин і безпосередньо спостережуваних властивостей людей (себе в тому числі) і стають основою експериментального випробування власних потенційних можливостей.

Гіпотетико-дедуктивне мислення ґрунтується на розвитку комбінаторики та пропозиційних операцій. Перший крок когнітивної перебудови характеризується тим, що мислення стає менш предметним та наочним. Якщо на стадії конкретних операцій дитина сортує предмети лише за ознакою тотожності чи подібності, тепер стає можливою класифікація неоднорідних об'єктів відповідно до довільно вибраних критеріїв вищого ладу. Аналізуються нові поєднання предметів чи категорій, абстрактні висловлювання чи ідеї зіставляються друг з одним найрізноманітнішими способами. Мислення виходить за рамки спостережуваної та обмеженої дійсності і оперує довільним числом будь-яких комбінацій. Комбінуючи предмети, тепер можна систематично пізнавати світ, виявляти можливі в ньому зміни, хоча підлітки поки що не здатні висловити формулами математичні закономірності, що ховаються за цим. Проте сам принцип такого опису вже знайдено та усвідомлено.

Пропозиціональні операції - розумові дії, здійснювані, на відміну конкретних операцій, ні з предметними уявленнями, і з абстрактними поняттями. Вони охоплюють судження, які комбінуються з погляду їхньої відповідності чи невідповідності запропонованої ситуації (істинності чи неістинності). Це не просто новий спосіб пов'язувати факти, а логічна система, яка набагато багатша і варіабельніша за конкретні операції. Виявляється можливість аналізувати будь-яку ситуацію незалежно від реальних обставин; підлітки вперше знаходять здатність систематично будувати та перевіряти гіпотези. Одночасно йде розвиток конкретних розумових операцій. Абстрактні поняття (типу обсягу, ваги, сили тощо) тепер обробляються в умі незалежно від конкретних обставин. Стає можлива рефлексія з приводу власних думок. На ній засновані висновки, які вже не потребують перевірки на практиці, оскільки в них дотримано формальних законів логіки. Мислення починає підкорятися формальної логіки.

Таким чином, між 11 і 15 роками життя в когнітивній області відбуваються суттєві структурні зміни, що виражаються в переході до абстрактного і формального мислення. Вони завершують лінію розвитку, яка почалася в дитинстві формуванням сенсомоторних структур і триває у дитинстві до передпубертатного періоду, становленням конкретних розумових операцій.

Лабораторна робота «Електромагнітна індукція»

У роботі проводиться вивчення явища електромагнітної індукції.

Цілі роботи

Виміряти напругу, що виникає під час переміщення магніту в котушці.

Дослідити вплив зміни полюсів магніту при переміщенні в котушці, зміна швидкості переміщення магніту, використання різних магнітів на напругу.

Знайти зміну магнітного потоку під час опускання магніту в котушку.

Порядок виконання роботи

Покладіть трубку в котушку.

Закріпіть трубку на штативі.

Підключіть датчик напруги до виходу 1 Панелі. При роботі з панеллю CoachLab II/II+ замість датчика напруги використовуються дроти з 4-мм штекерами.

Підключіть дроти до жовтого та чорного гнізд виходу 3 (ця схема наведена на малюнку та описана в розділі Лабораторні роботи Coach).

Відкрийте лабораторні роботи Coach 6 Вивчення фізики >Електромагнітна індукція.

Почніть вимірювання, натиснувши кнопку Пуск. Під час виконання роботи використовується автоматичний запис. Завдяки цьому, незважаючи на те, що експеримент триває приблизно півсекунди, можна виміряти індукцію, що виникає ЕРС. Коли амплітуда вимірюваної напруги досягне певного значення (за умовчанням при збільшенні напруги та досягненні значення 0.3), комп'ютер почне запис вимірюваного сигналу.

Почніть всмоктувати магніт у пластмасову трубку.

Вимірювання почнуться, коли значення напруги досягне 0.3, що відповідає початку опускання магніту.

Якщо мінімальне значення для запуску дуже близько до нуля, запис може початися через перешкод сигналу. Тому мінімальне значення для запуску має бути близько до нуля.

Якщо значення для запуску вище максимального (нижче мінімального) значення напруги, запис ніколи не почнеться автоматично. У цьому випадку необхідно змінити умови запуску.

Аналіз отриманих даних

Можливо, що отримана залежність напруги від часу не симетрична щодо нульового значення напруги. Це означає, що є перешкоди. Це не вплине на якісний аналіз, але при розрахунках потрібно внести виправлення, що враховують ці перешкоди.

Поясніть форму сигналу (мінімуми та максимуми) записаної напруги.

Поясніть, чому максимуми (мінімуми) несиметричні.

Визначте, коли магнітний потік змінюється найсильніше.

Визначте сумарну зміну магнітного потоку під час першої половини стадії переміщення, коли магніт всунули у котушку?

Щоб знайти це значення, натисніть Опції або Обробити/Аналізувати > Площа або Обробити/Аналізувати > Інтеграл.

Визначте сумарну зміну магнітного потоку під час другої половини стадії переміщення, коли магніт висували із котушки?


Теги: Розробка системи експериментальних завдань із фізики на прикладі розділу "Механіка"Диплом Педагогіка



Випадкові статті

Вгору