"Использования метода проектов при изучении физики, в частности проектных и исследовательских заданий интегрированного содержания"

В статье представлен опыт использования метода проектов при изучении физики, в частности проектных и исследовательских заданий интегрированного содержания Петровой Н.А преподавателя физики и информатики ОГБПОУ «Нерехтский политехнический техникум Костромской области»

Проектный метод - это дидактическое средство активизации познавательной деятельности, развитии самостоятельности, креативности и одновременно формирования определенных творческих качеств как учителя, так и учеников.

Ключевые слова: проект, проектная деятельность, метод проектов, исследовательская деятельность, межпредметные связи.

Цели проектной деятельности:

·        прививать учащимся навыки самостоятельной работы, проектирования долгосрочных проектов;

·        обеспечивать получение обучающимися прочных знаний и навыков; способствовать повышению личной уверенности каждого участника проектного обучения и его самореализации;

·        развивать у учащихся осознание значимости коллективной работы для получения результата, роли сотрудничества, совместной деятельности в процессе выполнения творческих заданий.

Основные средства обучения:

• для выполнения каждого проекта (для группы, выполняющей проект, или ученика) - один компьютер с мультимедийными возможностями и с выходом в Интернет;
• учебники, справочники, дополнительная литература.

Рассмотрим этот вопрос на примере темы

"Применение электронных таблиц в исследовательской работе по физике"

Тематическая направленность: Электронные таблицы. Моделирование.

Исполнители: студенты 1 - 2 курса СПО, учащиеся старших классов школы.

Цели работы:

актуализация и закрепление знаний по теме "Электронные таблицы";

• отработка практических измерительных навыков, навыков работы с формулами и с электронными таблицами; 
• вовлечение учеников в исследовательскую работу с использованием межпредметных связей. 

Необходимые умения и навыки перед вступлением в проект:

• знать основы работы с электронными таблицами;
• уметь проводить измерения физических величин;
• уметь работать с учебником и справочным материалом.

Аппаратное и программное обеспечение:

• для выполнения каждого проекта (для группы, выполняющей проект) - один компьютер с мультимедийными возможностями;
• офисное приложение - электронные таблицы.

Продолжительность: 8 ч занятий + самостоятельная работа дома.

План работы:

1.     Получение проектной задачи, ее решение и получение итоговых формул, проведение измерений - 1 ч и дома.

2.     Проверка полученных результатов и итоговых формул. Работа над концепцией и видом таблицы - 1 ч и дома. 

3.     Повторение приемов работы с электронной таблицей - 1 ч. 

4.     Заполнение и форматирование электронной таблицы - 2 ч. 

5.     Построение и форматирование графиков - 2 ч. 

6.     Защита проекта - 1 ч.

Проектное задание. 

• На уроке физики в соответствии с заданием провести лабораторную работу.
• Используя учебники физики и справочные материалы по физике, получить расчетные формулы.
• На уроках информатики построить электронные таблицы, заполнить ячейки данными и формулами.
• Выполнить форматирование таблицы, построение и форматирование графиков.

·         Для правильного оформления лабораторной работы необходимо оформить следующие документы:

БЛАНК лабораторной работы (черновик)

ФИ участников группы______________________________________________

БЛАНК

Лабораторная работа№ ___

Название работы

Цель работы:

Приборы и материалы:

Теоретическое обоснование

(Формулы и теоретические сведения, необходимые для выполнения лабораторной работы)

Ход работы

Вывод:

В выводе необходимо ответить на вопросы:

- что вы делали, в чём цель вашей работы;

- какие результаты вы ожидали получить;

- совпали ли результаты вашей работы с ожидаемыми результатами.

Пример оформления бланка – отчета

БЮЛЛЕТЕНЬ – ОТЧЕТ (Создать в MS Office Publisher)

Требования к оформлению «Бюллетеня» лабораторной работы

1 Страница бюллетеня:

Титульный лист является первой страницей любой научной работы и для конкретного вида работы заполняется по определенным правилам. Для лабораторной работы титульный лист оформляется следующим образом.

В верхнем поле листа указывают полное наименование учебного заведения, где выполнялась данная работа.

В среднем поле указывается вид работы, в данном случае лабораторная работа с указанием курса, по которому она выполнена, и ниже ее название. Название лабораторной работы приводится без слова тема и в кавычки не заключается.

Далее ближе к правому краю титульного листа указывают фамилию, инициалы, курс и группу учащегося, выполнившего работу, а также фамилию, инициалы, ученую степень и должность преподавателя, принявшего работу.

В нижнем поле листа указывается место выполнения работы и год ее написания (без слова год).

2 Страница бюллетеня: 

Цель работы должна отражать тему лабораторной работы, а также конкретные задачи, поставленные студенту на период выполнения работы. 

Краткие теоретические сведения. В этом разделе излагается краткое теоретическое описание изучаемого в работе явления или процесса, приводятся также необходимые расчетные формулы. Материал раздела не должен копировать содержание методического пособия или учебника по данной теме, а ограничивается изложением основных понятий и законов, расчетных формул, таблиц, требующихся для дальнейшей обработки полученных экспериментальных результатов. 

Описание экспериментальной установки и методики эксперимента. В данном разделе приводится схема экспериментальной установки с описанием ее работы и излагается методика проведения эксперимента, процесс получения данных и способ их обработки. Если используются стандартные пакеты компьютерных программ для обработки экспериментальных результатов, то необходимо обосновать возможность и целесообразность их применения, а также подробности обработки данных с их помощью. Для лабораторных работ, связанных с компьютерным моделированием физических явлений и процессов, необходимо в этом разделе описать математическую модель и компьютерные программы, моделирующие данные явления.

3 Страница бюллетеня: 

Экспериментальные результаты. В этом разделе приводятся непосредственно результаты, полученные в ходе проведения лабораторных работ: экспериментально или в результате компьютерного моделирования определенные значения величин, графики, таблицы, диаграммы. Обязательно необходимо оценить погрешности измерений.

Анализ результатов работы. Раздел бюллетеня должен содержать анализ полученных результатов, интерпретацию этих результатов на основе физических законов. Следует сравнить полученные результаты с известными литературными данными, обсудить их соответствие существующим теоретическим моделям. Если обнаружено несоответствие полученных результатов и теоретических расчетов или литературных данных, необходимо обсудить возможные причины этих несоответствий.

Выводы. В выводах кратко излагаются результаты работы: полученные экспериментально или теоретически значения физических величин, их зависимости от условий эксперимента или выбранной расчетной модели, указывается их соответствие или несоответствие физическим законам и теоретическим моделям, возможные причины несоответствия.

Бюллетень лабораторной работы оформляется на писчей бумаге стандартного формата А4. Допускается оформление бюллетеня лабораторной работы только в электронном виде средствами Microsoft Office Publisher.

Заполните электронную таблицу по результатам проведенных вами измерений. Возможный вариант электронной таблицы представлен ссылкой в нижней части данной страницы.

Лабораторная работа

ε0

1

Ф/м

ε

2

Ф/м

Измерено

Вычислено

a, м

b, м

d, м

∆иа

∆оа

∆а

∆иb

∆оb

∆b

∆иd

∆od

∆d

Cпр, Ф

Е

∆С, Ф

Пример оформления БЛАНКА-ОТЧЕТА смотри далее

Примеры групповых исследовательских проектных заданий

Задание 1

1.     Исследовать зависимость сопротивления проводника R от длины проводника L, измеряя площадь поперечного сечения S, если известно удельное сопротивление проводника ρ. Длина L меняется от 50 см до 5 м, шаг измерения - 50 см. Построить графики зависимости R(L) для медного провода. 

2.     Исследовать зависимость силы тока I от длины провода L, измеряя электрическое напряжение U и сечение провода S. Построить графики зависимости I(L) для медного провода.

Задание 2

1.     Исследовать зависимость сопротивления проводника R от площади поперечного сечения S, измеряя длину L, если известно удельное сопротивление проводника ρ. S меняется от 1 до 5 мм², шаг измерения – 0,5 мм².

2.     Исследовать зависимость силы тока I от площади поперечного сечения провода S, если известно электрическое напряжение U. Построить графики зависимости R(S) и I(S) для стального провода.

Задание 3

1.     Исследовать зависимость силы тока I от сопротивления проводника R при заданном электрическом напряжении U. Построить график зависимости I(R), если R меняется от 0 до 101 В, шаг измерения - 5 В. 

2.     В Листе2 исследовать зависимость силы тока I от электрического напряжения U при заданном сопротивлении проводника R. Построить график зависимости I(U), если U меняется от 0 до 100 В, шаг измерения – 10 В.

Задание 4 

Тело совершает прямолинейное равномерное движение из точки с координатой х₀(м) со скоростью v(м/с).

1.     Исследовать зависимость скорости (v), перемещения (S) и конечной координаты (х) от времени t(с), где время меняется от 0 до 2 мин, шаг измерения – 15 с.

2.     Построить график зависимости этих величин от времени. Значения х₀ (измерить) и v (вычислить, зная S и t) ввести самостоятельно.

Задание 5

1.     Исследовать зависимость скорости v и ускорения а, от времени t тела, движущегося по наклонной плоскости из состояния покоя, измеряя перемещение равноускоренного движения, время t и начальную скорость v₀.

2.     Построить графики зависимости v(t) и a(t), если время t меняется от 0,0с до 5,0с, шаг измерения – 0,2с. 

Задание 6 

1.     Исследовать зависимость скорости v и перемещения S равноускоренного движения от времени t, если известны начальная скорость v₀(из состояния покоя) и проекция ускорения а_х (вычислить, зная v₀, t, S). 

2.     Построить графики зависимости v(t) и S(t), если время t меняется от 0,0с до 5,0с, шаг измерения – 0,2с.

Задание 7 

Дан пружинный маятник, совершающий гармонические незатухающие колебания (сопротивление среды не учитывать). Жесткость пружины – к (Н/м), масса груза – m (кг).

1.     Исследовать зависимость периода колебаний (Т), от жесткости пружины (к) и построить график этой зависимости. Предусмотреть возможность введения любого значения массы груза (m). Жесткость (к) меняется от 40 до 100 Н/м, шаг измерения – 10 Н/м.

2.     Исследовать зависимость периода колебаний (Т) от массы груза (m) и построить график этой зависимости. Предусмотреть возможность введения любого значения жесткости пружины (к). Масса груза m меняется от 100 до 400 г, шаг измерения – 50 г.

Задание 8

При малых деформациях тело испытывает упругую деформацию, при которой возникает сила упругости F, подчиняющаяся закону Гука.

1.     Исследовать зависимость модуля силы упругости F(Н) от коэффициента жесткости к (Н/м) и построить график этой зависимости. Предусмотреть возможность введения любого значения деформации х (м). Жесткость (к) меняется от 40 до 100 Н/м, шаг измерения - 10 Н/м. (Значение х введите сами, но учтите, что деформация обычно составляет несколько сантиметров и ее надо ввести в метрах).

2.     Исследовать зависимость модуля силы упругости F от деформации х и построить график этой зависимости. Предусмотреть возможность введения любого значения коэффициента жесткости к. Деформация х меняется от 0 до 2 см, шаг измерения – 0,5 см. (Значение к (Н/м) введите сами.)

Краткое описание документа:

В статье представлен опыт использования метода проектов при изучении физики, в частности проектных и исследовательских заданий интегрированного содержания Петровой Н.А преподавателя физики и информатики ОГБПОУ «Нерехтский политехнический техникум Костромской области»

Проектный метод - это дидактическое средство активизации познавательной деятельности, развитии самостоятельности, креативности и одновременно формирования определенных творческих качеств как учителя, так и учеников.

Ключевые слова: проект, проектная деятельность, метод проектов, исследовательская деятельность, межпредметные связи.

Цели проектной деятельности:

• прививать учащимся навыки самостоятельной работы, проектирования долгосрочных проектов;
• развивать у учащихся осознание значимости коллективной работы для получения результата, роли сотрудничества, совместной деятельности в процессе выполнения творческих заданий.

обеспечивать получение обучающимися прочных знаний и навыков; способствовать повышению личной уверенности каждого участника проектного обучения и его самореализации;

Основные средства обучения:

• для выполнения каждого проекта (для группы, выполняющей проект, или ученика) - один компьютер с мультимедийными возможностями и с выходом в Интернет;
• учебники, справочники, дополнительная литература.