Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015
Инфоурок / Физика / Статьи / Использование устройств измерения и обработки данных LabQuest и решений AFS как элементов кейс_технологий

Использование устройств измерения и обработки данных LabQuest и решений AFS как элементов кейс_технологий

Идёт приём заявок на самые массовые международные олимпиады проекта "Инфоурок"

Для учителей мы подготовили самые привлекательные условия в русскоязычном интернете:

1. Бесплатные наградные документы с указанием данных образовательной Лицензии и Свидeтельства СМИ;
2. Призовой фонд 1.500.000 рублей для самых активных учителей;
3. До 100 рублей за одного ученика остаётся у учителя (при орг.взносе 150 рублей);
4. Бесплатные путёвки в Турцию (на двоих, всё включено) - розыгрыш среди активных учителей;
5. Бесплатная подписка на месяц на видеоуроки от "Инфоурок" - активным учителям;
6. Благодарность учителю будет выслана на адрес руководителя школы.

Подайте заявку на олимпиаду сейчас - https://infourok.ru/konkurs

  • Физика

Поделитесь материалом с коллегами:

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ УСТРОЙСТВ ИЗМЕРЕНИЯ И ОБРАБОТКИ ДАННЫХ LABQUEST И РЕШЕНИЙ AFS КАК ЭЛЕМЕНТОВ КЕЙС-ТЕХНОЛОГИЙ ПРИ ОБУЧЕНИИ.

  1. Кейс-технология, как как технология обучения.

В свете модернизации образования в РФ принципиально изменяется позиция учителя. Он перестает быть вместе с учеником носителем «объективного знания», которое он пытается передать ученику. Его главной задачей становится мотивировать учащихся на проявление инициативы и самостоятельности. Он должен организовать самостоятельную деятельность учащихся, в которой каждый мог бы реализовать свои способности и интересы. Фактически он создает условия, «развивающую среду», в которой становится возможной выработка каждым учащимся на уровне развития его интеллектуальных и прочих способностей определенных компетенций, в процессе реализации им своих интересов и желаний, приложенных усилий, взятия на себя ответственности и осуществления действий в направлении поставленных целей.

В организации такого рода деятельности одной из перспективных технологий обучении становится так называемая кейс-технология (case-study). Эта технология представляет собой синтез проблемного обучения, информационно-коммуникативных технологий, метода проектов.

Под кейс-технологией понимают изучение предмета, путем рассмотрения большого количества ситуаций и задач в определённой комбинации.

Цели, реализуемые в кейс-технологии.

  • интеллектуальное развитие обучаемых;

  • осознание многозначности профессиональных проблем и жизненных ситуаций;

  • развитие коммуникативных навыков;

  • приобретение опыта поиска и выработке альтернативных решений.

Данный метод способствует развитию умений:

  • анализа ситуации;

  • выбора оптимального пути решения;

  • оценивания альтернативного решения заданий.

Задачей этого метода является максимальное вовлечение каждого ученика в самостоятельную работу по решению поставленной проблемы или задачи.

Кейс-технологии – инструмент, позволяющий применить теоретические знания к решению практических задач. Данная технология способствует развитию у обучаемых самостоятельного мышления, умения выслушивать и учитывать альтернативную точку зрения, аргументировано высказать свою. С помощью этого метода ученики имеют возможность проявить и усовершенствовать аналитические и оценочные навыки, научиться работать в команде, находить наиболее рациональное решение поставленной проблемы.

Будучи интерактивным методом обучения, метод кейс-технологии завоевывает позитивное отношение со стороны учащихся, обеспечивая освоение теоретических положений и овладение практическим использованием материала; способствует их взрослению, формирует интерес и позитивную мотивацию по отношению к учебе. Одновременно данный метод выступает и как образ мышления преподавателя, его особая парадигма, позволяющая по-иному думать и действовать, обновлять свой творческий потенциал.

При использовании данной технологии обучения, как показывает практика преодолевается классический дефект традиционного обучения, связанный с «сухостью», не эмоциональностью изложения материала.

Классификация кейс-технологий (кейсов):

Комплексный (модульный) кейс содержит 20 и более страниц информации, первичных данных, образцов документов, видеороликов и т.п.

Кейс – изложение содержит рассказ, о каких – либо ситуациях, проблемах, путях их решения, выводы.

Кейс – иллюстрация содержит небольшой объем данных, используемых для подтверждения.

Кейс – практическая задача содержит небольшой или средний объем информации.

Кейс со структурированными вопросами содержит перечень вопросов после основного текста.

Технологические особенности метода:

1. Представляет собой специфическую разновидность исследовательской аналитической технологии, т.е. включает в себя операции исследовательского процесса, аналитические процедуры.

2. Выступает как технология коллективного обучения, важнейшими составляющими которой выступают работа в группе (или подгруппах) и взаимный обмен информацией.

3. Заключается в подготовке процедур погружения группы в ситуацию, формировании эффектов умножения знания, инсайтного озарения, обмена открытиями и т.п.

4. Интегрирует в себе технологии развивающего обучения, включая процедуры индивидуального, группового и коллективного развития, формирования многообразных личностных качеств обучаемых.

5. Является специфической разновидностью проектной технологии, при которой идет формирование проблемы и путей ее решения на основании кейса, который выступает одновременно в виде технического задания и источника информации для осознания вариантов эффективных действий.

6. Концентрирует в себе значительные достижения технологии «создания успеха». В нем предусматривается деятельность по активизации учащихся, стимулирование их успеха, подчеркивание достижений обучаемых. Именно достижение успеха выступает одной из главных движущих сил метода, формирования устойчивой позитивной мотивации, наращивание познавательной активности.

Основой кейс-технологии является готовый кейс (ситуация), как соответствующая реальности совокупность взаимосвязанных фактов и явлений

Требования к кейсу:

  • соответствовать четко поставленной цели создания;

  • иметь соответствующий уровень трудности;

  • иллюстрировать несколько аспектов решаемой проблемы;

  • быть актуальным на сегодняшний день;

  • иллюстрировать типичные ситуации;

  • развивать аналитическое мышление;

  • провоцировать дискуссию;

  • иметь несколько решений.

Критерии разработки кейса

  • соответствие проблематики кейса содержанию и дидактическим целям предмета;

  • определение учебных тем, на которые опирается данный кейс;

  • достаточный уровень знаний учащихся в предметной области кейса.

Структура кейса

  1. Введение

  2. Основная часть. Описание сути проблемы, выявление проблемной ситуации

  3. Задания. Вытекающие из основной части кейса.

  4. Организация деятельности учащихся - командная форма работы (групповая).

Таким образом, основываясь на всем вышеизложенном, можно сделать вывод о том что – применение кейс-технологий в физике является одной из востребованных на сегодня методов обучения учащихся данному предмету. Кроме того основываясь на том, что физика является в первую очередь экспериментальной наукой, со множеством различных путей решения одной проблемы или задачи, применение кейс-технологий позволяет реализовать все преимущества данной технологии обучения при использовании ее в обучении физике.



  1. УСТРОЙСТВА ИЗМЕРЕНИЯ И ОБРАБОТКИ ДАННЫХ LABQUEST И РЕШЕНИЯ AFS.

Цифровые лаборатории являются одними из самых современных информационных источников, способных обеспечить достижение учащимися высоких результатов при обучении физике. Освоение подобных источников развивает информационные и экспериментальные навыки учащихся. Любая лабораторная работа с использованием Лабораторного экспериментального комплекта позволяет учащемуся на занятии конструировать, развивает у него навыки самостоятельной исследовательской работы.

Лабораторные работы с использованием цифровой лаборатории AFS позволяют перейти от методов, воспроизводящих явление, к исследовательским методам изучения физических процессов.

Применение цифровой лаборатории в лабораторных работах по физике повышает мотивацию учащихся к изучению физики, в том числе и на проектно-исследовательском уровне, способствует более ранней профессиональной ориентации учащихся, развивает логику учащихся, позволяет устанавливать причинно-следственные связи, тренирует навыки учащихся по выполнению инструкций, описывающих реальные экспериментальные действия. Таким образом, в процессе самостоятельных экспериментальных действий с использованием цифровой лаборатории происходит коррекция и развитие определенных личностных качеств учащихся, что и является, по большому счету, основной целью обучения.

Лабораторный экспериментальный комплект включает себя:

  1. Устройство обработки измерения данных LabQuest.

  2. Датчики измерения различных физических величин и преобразования их в электрические сигналы.

  3. Программное Обеспечение LabQuest App.

  4. Методическое обеспечение для проведения лабораторных работ.

Устройство измерения и обработки данных LabQuest - это специализированное портативное электронно-вычислительное устройство, обладающее широкими функциональными возможностями. Предназначено для непосредственной автоматической цифровой обработки сигналов в режиме реального времени.

Устройство позволяет осуществлять операции аналогового и цифрового ввода-вывода сигналов с различных измерительных устройств (датчиков) и обмен данными с внешними устройствами. LabQuest может использоваться автономно (без подключения к ПК) или как интерфейс для ПК.

Программное обеспечение обеспечивает сбор, обработку, сохранение и наглядное представление результатов.

По каждой работе имеется краткий теоретический материал, вопросы, методика и рекомендации для учителя по проведению работы, справочный и дополнительный материалы, описание учебного оборудования.

Лабораторный экспериментальный комплект AFS и LabQuest на основе цифровых средств обработки данных позволяет:

Для учителя:

  • качественно изменить методы и организационные формы обучения;

  • внедрять современные достижения теории и методики обучения;

  • создавать реальные условия для максимальной интенсификации (уменьшается время, необходимое на организацию и проведение учебных экспериментов, повышается их точность и наглядность) и индивидуализации процесса обучения;

  • разрабатывать новые педагогические технологии, основанные на применении современных средств ИКТ;

  • комплекс дает возможность внедрить в практику преподавания новые демонстрационные и лабораторные работы.

  • вести учащегося по пути субъективного открытия, управлять проблемно – поисковой и исследовательской деятельностью учащегося.

Для ученика:

  • знакомит учеников с современными методами научных исследований;

  • школьники получают представление о системах автоматизированного сбора данных;

  • освобождаются в ряде случаев от выполнения вспомогательных действий по обработке результатов измерений и оформлению отчета.

  • развивает познавательный интерес;

  • формирует разносторонние экспериментальные умения и практические навыки школьников;

  • предоставляет широкие возможности для проектной деятельности учащихся;

  • обучение идет через открытие;

  • развивает творческие способности учащихся.





  1. КЕЙС «ИЗУЧЕНИЕ ЗВУКОВЫХ ВОЛН»

Входящее в комплект лабораторного экспериментального комплекта AFS и LabQuest методическое обеспечение в виде классических лабораторных не в полной мере на мой взгляд соответствует современным требованиям предъявляемым к обучению в современной школе, в особенности при наличии и использовании столь современного оборудования.

Мною были переработаны данные методические материалы, с целью максимального приближения к требованиям кейс-технологий и использования их при изучении физики в ходе выполнения учащимися лабораторных работ. Еще одной целью моей работы была цель максимально приблизить изучаемый материал к практическим аспектам применения полученных знаний в своей жизнедеятельности.

Как пример моей работы предлагаю к ознакомлению кейс «Изучение звуковых волн» (Материал который выдается учащимся):


ИЗУЧЕНИЕ ЗВУКОВЫХ ВОЛН

Введение

Колебания, распространяющиеся в какой-либо среде с течением времени, называют волнами. Волны, которые возникают в среде в результате действия в этой среде сил упругости, называют упругими волнами. Ощущение звука возникает в результате воздействия механических упругих колебаний на слуховой аппарат человека. Ухо человека воспринимает колебания определённой частоты и интенсивности, поэтому колебания, частота которых лежит в пределах от 16 до 20 000 Гц и могут быть восприняты ухом, называются звуковыми. Любое тело, совершающее механические колебания, частота которых лежит в указанном диапазоне, является источником звука.

Важнейшей характеристикой колебаний является период — время, в течение которого совершается одно полное колебание. Другой величиной, характеризующей колебания, является частота колебаний — число колебаний, совершаемых за единицу времени (за 1 с). Если, например, звучащие ветви камертона совершают 440 полных колебаний за 1 с (при этом они создают звук ля первой октавы), то это значит, что частота колебаний камертона 440 Гц. По частоте колебаний звучащего тела можно судить о высоте, или тоне, звука: чем больше частота колебаний, тем выше звук и, наоборот, чем меньше частота, тем ниже звук. Третьим параметром, характеризующим колебания, является амплитуда колебаний — значение наибольшего отклонения от положения равновесия. Амплитуда колебаний определяет громкость звука: чем больше амплитуда колебаний, тем громче звук.

Звуковые волны невидимы, однако их можно услышать и зарегистрировать с помощью физических приборов, например с помощью датчика звука (микрофона). Мембрана датчика звука реагирует на колебания давления воздуха вблизи датчика, затем колебания мембраны преобразуются в электрический сигнал. Этот сигнал обрабатывается с помощью устройства сбора данных, и на экране УИОД отображается график колебаний.


Вопросы, требующие изучения и исследования:

  1. Каким образом возможно возникновение звука?

  2. Что может являться источником звука?

  3. Что такое звук?

  4. Какие характеристики имеет звук?

  5. Условия распространения звука?

  6. Что в повседневной жизни более актуально: усиление звука или шумоизоляция?

  7. Как усилить звук или уменьшить?



Оборудование и материалы исследования:

Наименование

Кол-во, шт.

1

Лабораторный экспериментальный комплект (УИОД)

1

2

Камертон школьный на подставке

2

3

Датчик звука (микрофон)

1


Изолон

1

И

Лист бумаги



Задачи

Часть 1

1. Построить графическое изображение звуковой волны.

2. Определить частоту и период звука, издаваемого камертоном.

3. Измерить амплитуду звука, издаваемого камертоном.


4. Возбудить звуковые колебания второго камертона, с помощью первого.

5. Определить амплитуду звука второго камертона, в котором возбуждаются колебания первым.

6. Проанализировать полученные данные.

Часть 2

1. Определить амплитуду, частоту и период звука, издаваемого генератором звука УИОД.

2. Определить амплитуду звука УИОД после прохождения звуком листа бумаги и изолона.

3. Определить во сколько раз амплитуда звука уменьшилась после прохождения указанных выше материалов.

4. Проанализировать полученные данные.

5. Сделать выводы и дать ответы на поставленные вопросы.


Выполнение эксперимента

Перед началом работы вам необходимо проверить подключение и работу датчика звука. Для этого вы должны подключить датчик к УИОД, выбрать в меню Файл пункт Новый. Датчик должен определиться автоматически, тогда на экране устройства или на доске класса при проецировании программы эмулятора вы увидите изображение, показанное на рисунке 1.

hello_html_259982bc.png


Рис. 1

Не забудьте провести обнуление показаний датчика звука. Параметры замеров выставляются автоматически при работе с датчиком звука, не изменяйте их.

Часть 1. Опыт с камертоном

1. Опыт 1 проводится с камертоном. Ударьте по одной из ветвей камертона резиновым молоточком. Запустите процесс измерения, нажав кнопку hello_html_7da89f34.jpg, и начните эксперимент с камертоном

2. По экспериментальной кривой зависимости амплитуды звука от времени заполните таблицу результатов, образец которой приведен ниже. Для того чтобы выяснить значения сигнала и времени в любой точке графика, нажмите стилусом на интересующую точку. В полях, расположенных справа от графика, отобразятся соответствующие числовые значения.

В таблицу отчёта занесите следующие данные:

начальное и конечное время, соответствующее выбранному участку графика;

число полных циклов колебаний на выбранном участке графика;

максимальное и минимальное значения сигнала в одном из циклов.

3. Если ударить по камертону посильнее, вы увидите увеличение амплитуды колебаний на экране УИОД. Занесите результаты измерений с сильным ударом и со слабым ударом в отчётную таблицу. Распечатайте один из полученных результатов. Для этого в меню Файл выберите команду Печать, затем пункт График. Подпишите график.

4. Поставьте два камертона рядом, ударив по одному из них, пронаблюдайте последующие явления. Как убедиться в том, что второй камертон тоже зазвучал?

5. Запустите процесс измерения, и начните эксперимент со вторым камертоном. В таблицу отчёта занесите следующие данные для второго камертона:

начальное и конечное время, соответствующее выбранному участку графика;

число полных циклов колебаний на выбранном участке графика;

максимальное и минимальное значения сигнала в одном из циклов

  1. Сделайте запись с выводом:

Почему зазвучал второй камертон?

Какая амплитуда и частота звука второго камертона и почему?


Часть 2. Опыт с генератором звука

  1. Опыт 2 проводится с помощью встроенного генератора звука УИОД. Для этого нажмите на изображение домика внизу экрана. Всплывающее меню отразит, в том числе, и генератор звука (рис. 2).


hello_html_m337a2668.png


Рис. 2


  1. Выставьте на генераторе частоту, совпадающую с частотой камертона 400 Гц (рис. 3).

hello_html_557b7c.png


Рис. 3

3. Нажмите на кнопку Домой (изображение домика внизу экрана и во всплывающем меню LabQuest App). Запустите процесс измерения, нажав кнопку hello_html_7da89f34.jpg, и начните эксперимент с генератором звука. По экспериментальной кривой зависимости амплитуды звука от времени (рис. 4) заполните таблицу результатов, образец которой приведен в инструкции для учащихся. Вы можете убедиться, что частота колебаний камертона совпадает с частотой генератора звука. В таблицу результатов занесите следующие данные:

начальное и конечное время, соответствующее выбранному участку графика;

число полных циклов колебаний на выбранном участке графика;

максимальное и минимальное значения сигнала в одном из циклов.

Рис. 4

4. Между динамиком УИОД и датчиком звука расположите лист бумаги. Измерьте амплитуду и частоту сигнала.

5. Между динамиком УИОД и датчиком звука расположите лист изолона. Измерьте амплитуду и частоту сигнала.

6. Сравните амплитуды сигналов в трех случаях. Сделайте запись с выводом по результатам сравнения амплитуд звукового сигнала в этих трех случаях.

Итог.

Домашнее задание :

  1. Проанализировать полученные данные.

  2. Ответить письменно на вопросы поставленные в начале работы.

Обработка результатов эксперимента

Заполните таблицу результатов эксперимента

Источник звука

I Камертон (слабый удар)

I Камертон (сильный удар)

II Камертон

Генератор

УИОД

Генератор

УИОД- бумага

Генератор

УИОД-изолон

Начальное время колебаний (выбирается произвольно), t1, с







Конечное время колебаний t2, с







Число полных колебаний, N







Максимальное значение сигнала







Источник звука

I Камертон (слабый удар)

I Камертон (сильный удар)

II Камертон

Генератор

УИОД

Генератор

УИОД- бумага

Генератор

УИОД-изолон

Минимальное значение сигнала







Период колебаний, T, с







Частота колебаний, ν, Гц














Отношение амплитуд колебаний










ВЫВОДЫ:

Проведенная работа по внедрению кейс-технологий показала высокую эффективность при работе с учащимися, повысило их заинтересованность в изучении физике, повышению успеваемости по предмету, развитию аналитических способностей и наконец самое главное: осознание необходимости изучения такой науки как физика в плане неотъемлемой части познания мира, окружающей действительности и практического применения.

Самые низкие цены на курсы профессиональной переподготовки и повышения квалификации!

Предлагаем учителям воспользоваться 50% скидкой при обучении по программам профессиональной переподготовки.

После окончания обучения выдаётся диплом о профессиональной переподготовке установленного образца (признаётся при прохождении аттестации по всей России).

Обучение проходит заочно прямо на сайте проекта "Инфоурок".

Начало обучения ближайших групп: 18 января и 25 января. Оплата возможна в беспроцентную рассрочку (20% в начале обучения и 80% в конце обучения)!

Подайте заявку на интересующий Вас курс сейчас: https://infourok.ru/kursy

Автор
Дата добавления 24.06.2016
Раздел Физика
Подраздел Статьи
Просмотров54
Номер материала ДБ-131614
Получить свидетельство о публикации

УЖЕ ЧЕРЕЗ 10 МИНУТ ВЫ МОЖЕТЕ ПОЛУЧИТЬ ДИПЛОМ

от проекта "Инфоурок" с указанием данных образовательной лицензии, что важно при прохождении аттестации.

Если Вы учитель или воспитатель, то можете прямо сейчас получить документ, подтверждающий Ваши профессиональные компетенции. Выдаваемые дипломы и сертификаты помогут Вам наполнить собственное портфолио и успешно пройти аттестацию.

Список всех тестов можно посмотреть тут - https://infourok.ru/tests

Похожие материалы

Включите уведомления прямо сейчас и мы сразу сообщим Вам о важных новостях. Не волнуйтесь, мы будем отправлять только самое главное.
Специальное предложение
Вверх