Методическая разработка «Физический практикум в курсе основной школы»

Муниципальное Бюджетное Общеобразовательное Учреждение

 « Короворучейская средняя общеобразовательная школа».                    

 Инновационные подходы к организации педагогического процесса.

«Физический практикум в курсе основной школы».

   Учитель физики       

Игнатов Владимир Ильич.

Февраль 2013 год.

Описание разработки.

1.     Вводная часть.

           В ФГОС представлены предметные результаты обучения за курс основной школы такие как: «…планировать, выполнять эксперименты, обрабатывать результаты измерений, представлять результаты измерений с помощью таблиц, графиков и формул, обнаруживать зависимость между физическими величинами, объяснять полученные результаты и делать соответствующие выводы…». То есть учащийся при окончании основной школы должен овладеть практическими навыками и умениями проводить небольшие исследовательские работы. Некоторые элементы такого вида деятельности формируются при выполнении лабораторных и экспериментальных работ в курсе изучения физики  7-го и 8-го классов, но в 9-ом классе число таких работ уменьшается в разы и в результате небольшой приобретенный опыт постепенно сводится на нет. Особенно это касается использования основных измерительных приборов. Хотя они со временем и совершенствуются, видоизменяются, но принципы действия, правила измерения каких-либо величин остаются прежними. Также  практические навыки и умения проверяются при итоговой аттестации, как в традиционной, так и в новой формах. Исходя  из этого, были поставлены следующие цели данной разработки:

Ø Провести анализ лабораторных и практических работ за курс основной школы;

Ø объединить работы, для выполнения которых используются измерительные приборы, изучаемые в курсе основной школы в физический практикум;

Ø внести в них элементы исследовательской работы.

Решаемые задачи:

v совершенствование качества выполнения практических работ;

v дальнейшее развитие практических умений и навыков при пользовании измерительными приборами;

v формирование навыков и умений табличного и графического представления результатов исследований;

v повышение интереса к предмету через познавательную деятельность;

v дифференциация работ физического практикума.

2.     Основная часть.

        При проведении анализа лабораторных работ школьного курса были выделены работы, направленные на совершенствование навыков и умений учащихся при пользовании измерительными приборами (практически все изучаемые в курсе основной школы). Они были объединены в определенные группы (изучаемые физические явления, вид выполняемых действий; Приложение №1). Для качественного выполнения практической части были отобраны приборы, с помощью которых в результате измерений получались результаты, соответствующие определенным физическим законам и закономерностям (не секрет, что с помощью «современного» школьного физического оборудования можно получить совершенно противоположный результат). После проведения качественного и количественного экспериментов для каждой работы была сформулирована конкретная цель исследования. При апробировании и дальнейшей доработке практикума разрабатывались и дополняются разноуровневые планы выполнения работ, исходя из состава класса (план проведения эксперимента, схема или фотография установки, подсказки для построения графических закономерностей; Приложение №2 и 3).

       Практикум проводится в конце учебного гола таким образом, чтобы в распоряжении оставалось 2-3 часа. Это необходимо для подведения общих итогов и проведения итоговой контрольной работы (выполнение практикума своего рода повторение материала курса основной школы). В зависимости от состава класса количество часов варьируется в пределах 11-12 часов. В апреле начинается подготовка, в ходе которой собирается оборудование. Из числа сильных учеников готовятся консультанты (обычно 1-2 человека). Они вместе с учителем проводят проверку всех работ, тем самым знакомятся с ходом выполнения, основными закономерностями, которые должны быть получены в данной работе. Практикуется 2 способа подготовки консультантов: 1-й - каждый отвечает за определенную группу работ или оба - за все работы практикума (предпочтение отдается первому ввиду большой загруженности учащихся). После подготовки в классе формируются группы по 2-3 ученика (исходя из практики, лучше всего создавать группы одинакового уровня знаний - исключается возможность списывания, создаются условия для реализации своих способностей каждому из группы).

       Первый урок практикума проводится с целью ознакомления с работами, инструктажем по технике безопасности, распределение групп по рабочим местам (каждая работа вначале располагается на определенном месте; для контроля знания выполняемой работы, самостоятельности выполнения их местонахождение изменяется один - два раза в течение периода проведения практикума - Приложение №4). Как показала практика, трудными для учащихся являются первые два урока. Это объясняется следующим: 1- смена учебной деятельности - от пассивного созерцания к активному творчеству; 2- необходимость повторения старого материала- 7,8 класс; 3- проявление самостоятельности, инициативы - хоть и назначены консультанты, но работы выполнять надо самим; 4- в отличие от обычных работ каждая группа выполняет свою, несхожую с работой другой. На втором, третьем уроке все встает на свои места - помощь консультантов, учителя, общение друг с другом создают деловую, творческую атмосферу при выполнении работ.

       Немаловажный фактор - это проверка самостоятельного выполнения, т.е. как исключить процесс списывания. С этой целью учащиеся выполняют работы на отдельных двойных листах, которые с описанием работы, результатами экспериментов сдаются учителю перед выполнением следующей. К каждому экспериментальному заданию разработаны контрольные вопросы, которые легко позволяют судить о степени самостоятельности в выполнении, обработке результатов и написании общего вывода по проведенной работе (Приложение №5). Вопросы заранее не выдаются, они могут задаваться по ходу выполнения эксперимента, обработке результатов и конечно при сдаче работы в случае возникновения сомнения в самостоятельном выполнении работы.

      Также при выполнении практикума часто возникает проблема сменяемости порядка работ: одна группа после выполнения работы должна перейти на следующую, но она занята другой группой (не уложились по времени). Чтобы не нарушать общий график движения по работам, необходимо иметь второй комплект. В практикуме используется оборудование, которое в любой школе имеется хотя бы в двойном экземпляре. Этим самым снижается общая нервозность (время поджимает, не успеем выполнить, получим отметку ниже и т.д.), не нарушается деловой ритм. На последнем уроке подводится общий итог: количество выполненных работ, оценки за выполнение, анализ недочетов при выполнении, допущенные ошибки. Отметки ставятся за каждую выполненную работу от 3-х до 5-ти баллов в зависимости от уровня сложности (Приложение №2, отмеченные знаком * и **). Ввиду того, что консультанты помогают при выполнении практикума остальным учащимся, оценки им выставляются за выполненные работы с учетом их непосредственной деятельности. Практикум считается выполненным при наличии не менее 6 оформленных и сданных работ.

3.Заключительная часть.

      В данной разработке показана одна из форм образовательного процесса, позволяющая провести повторение основных физических явлений и законов, дальнейшее совершенствование практических умений и навыков, применение полученных знаний в измененных ситуациях (элементы исследовательской работы). А так как активируется познавательная деятельность учащихся- то повышается и интерес к предмету. Как показала практика использования данной технологии, проведение физического практикума дает возможность подготовить учащихся к восприятию теоретического материала в курсе средней школы, проведению лабораторных и практических работ на более высоком качественном уровне. Этому способствует знание приборов, правила работы с ними, порядок проведения измерений, обработка полученных данных и их интерпретация в виде таблиц, графиков, умение правильной формулировки окончательного вывода проведенных исследований. Используя данную технологию, считаю возможным  разработать практикумы по учебным предметам естественнонаучного цикла.

Литература.

·        А.В. Перышкин, Физика 7, М. Дрофа 2006; Физика 8, М.  Дрофа 2004.

·        А.В.Перышкин, Е.М. Гутник, Физика 9, М. Дрофа 2004.

·        А.В. Усова, А.А. Бобров. Формирование учебных умений и навыков учащихся на уроках физики. М. Просвещение 1988.

·        А.В. Усова. Методика преподавания физики в 7-8 классах средней школы, М. Просвещение 1990.

·        В.А. Буров, С.Ф. Кабардин, В.И. Свиридов, Фронтальные экспериментальные задания по физике. М. Просвещение 1981.

·        В.А. Лукашик, Е.В. Иванова, Сборник задач по физике 7-9. М. Просвещение 2007.

·        Н.К. Гладышева, И.И. Нурманский. Методика преподавания физики в 8-9 классах общеобразовательных учреждений. М.Просвещение 2001.

·        Народноё образование, 2006, №2, Примерная программа по физике.

·        ООО «Физикон», 2004-MSC Softwar CO, 2002.Интерактивный курс физики 7-11.

·        Программы для общеобразовательных учреждений. Физика. Астрономия. М. Дрофа 2001.

·        Ученический эксперимент по физике. Методические рекомендации к лабораторным работам.  М. 2003.

Приложение №1.

Работы физического практикума (9 класс).

I группа- Силы в природе.

      №1. Изучение силы трения, возникающей при скольжении одного тела по поверхности второго.

          Цели: Исследовать зависимость силы трения от: а) от рода соприкасающихся поверхностей; б) площади опоры соприкасающихся поверхностей; в) от силы давления; г) построить график зависимости силы трения от силы давления.

      №2. Изучение силы упругости.

          Цели: Исследование удлинения пружины от массы груза и жесткости пружины;                                    построение графика зависимости удлинения пружины от массы тела; определение коэффициента жесткости пружины.

II группа- Электрический ток и его законы.

      №3. Измерение силы тока и напряжения.

          Цели: Исследовать зависимость силы тока от напряжения; построения графика зависимости силы тока от напряжения; определение сопротивления проводника и потребляемой им мощности;

      №4. Измерение силы тока и напряжения при последовательном и параллельном соединении проводников.

          Цели: Установить основные закономерности при различных видах соединения проводников.

III группа- Тепловые процессы.

      №5. Изменение температуры горячей воды при ее остывании; процесс теплообмена при смешивании горячей и холодной воды.

          Цели: Пронаблюдать за процессом остывания воды и построить график зависимости температуры от времени; Сравнить количество теплоты, отданное горячей водой и полученное холодной.

IV группа- Колебательные системы.

      №6. Изучение механических колебаний.

          Цели: Исследовать зависимость периода колебаний пружинного маятника от массы груза и нитяного маятника от длины нити.

V группа- Взаимодействие тел.

      №7.  Измерение массы и объема тела произвольной формы, расчет плотности вещества.

          Цели: Установить из какого вещества изготовлено исследуемое тело.

VI группа- Преломление света.

       №8. Изучение явления преломления света.

          Цели: Доказать, что свет на границе раздела 2-х сред отклоняется от прямолинейного движения; вычислить показатель преломления стекла.

      №9. Определение фокусного расстояния собирающей линзы и получение  изображений с помощью собирающей линзы.

          Цели: Установить, как изменяется размеры изображения при изменении расстояния от предмета до линзы и от линзы до экрана.

Приложение№2.

  Соберите электрическую цепь по первой фотографии и начертите схему данной цепи, используя условные обозначения (установите вид соединения резисторов).

1.     После проверки учителем или консультантом включите цепь и снимите показания амперметра.

2.     С помощью вольтметра измерьте напряжение на первом и втором резисторах.

3.     Переставьте амперметр влево между резисторами, затем между ключом и ЛИПом. Снимите показания.

4.     Сравните полученные результаты и сформулируйте закономерности  данного вида соединения проводников.

5.     Аналогичные действия самостоятельно проведите  для другого вида соединения проводников (вторая фотография; в случае затруднений обращайтесь к консультанту).

6.     * Рассчитайте общее сопротивление при последовательном соединении и сравните с сопротивлением резисторов по их маркировке (используйте закон Ома).

7.     ** Рассчитайте общее сопротивление при параллельном соединении (пункт 6).

 Установите на коврик стеклянную пластину,затем иголки так, как показано на фотографиях. Смотря на 2 иголки с одной стороны, добейтесь, чтобы они располагались на одной прямой. Затем установите 2 иголки с другой стороны пластины, чтобы их не было видно из-за первых двух. На коврик положите лист бумаги, очертите пластину. Не убирая бумаги и не трогая пластину, проделайте предыдущие эксперименты и по точкам на бумаге постройте падающий и преломленный лучи, углы падения и преломления (укажите их на чертеже).                                                                    *Измерьте углы, запишите их. Проделайте аналогичные опыты еще для 2-х произвольных значений.

**Используя закон преломления света, найдите показатель преломления стекла.

 Расположите имеющееся оборудование, включите лампочку и получите четкое изображение лампочки на экране, двигая линзу, экран или лампочку.

Охарактеризуйте полученное изображение. Изменяя расположение лампочки, получите всевозможные изображения.

Для одного из изображений измерьте нужные расстояния и определите фокусное расстояние данной линзы.

*Начертите для одного из случаев ход лучей, постройте полученное изображение.

**Определите фокусное расстояние линзы и ее оптическую силу.

Получите на экране четкое изображение удаленного предмета, измерьте расстояние от линзы до экрана и сравните с ранее полученным результатом.

Приложение №3.

Инструкция для построения графиков.

         Для построения графика зависимости одной физической величины от другой необходимо придерживаться следующей последовательности:

1.     Начертить систему координат. На оси абсцисс указать физическую величину, которая изменяется в эксперименте, а по оси ординат - которая исследуется.

2.     Исходя из полученных результатов, выбрать масштаб таким образом, чтобы в выбранной системе координат отображались все полученные в ходе эксперимента данные, например: Ось силы тяжести Fт (оХ)  1 см- 2Н; ось силы упругости Fу (оY) 1см- 0,5Н.

3.     Как можно точнее отметить в системе координат соответствующие пары точек.

4.     По полученным точкам построить соответствующий график.

5.     В случае разбросанности точек  линия графика должна располагаться таким образом, что общее расстояние от точек до графика с одной стороны было примерно равно расстоянию с другой.

6.     *По полученному графику необходимо сделать вывод о зависимости одной физической величины от другой.

7.     **При необходимости определить по графику требуемую величину.

Приложение №4.

Приложение №5.

Контрольные вопросы к работам физического практикума.

№1.

           Как можно измерить силу трения скольжения? Силу трения покоя?                      Зависит ли сила трения от массы тела?                                                                                           Как можно рассчитать коэффициент трения по графику зависимости силы трения от силы давления?

№2.

           Зависит ли удлинение пружины от веса подвешенного груза?                             Как визуально можно определить, что у вас в руках находится пружина с другой жесткостью?                                                                                                                           Как по графику зависимости удлинения пружины от массы определить коэффициент жесткости?  

№3 и №4.

           Как соединяются амперметр и вольтметр для измерения силы тока и напряжении в электрической цепи?                                                                                                             Покажите, что значит соединить последовательно или параллельно?                   Показания, каких приборов надо снять, чтобы вычислить сопротивление проводника? Потребляемую мощность?                                                                                                  При каком виде соединения проводников общее сопротивление уменьшается? 

№5.

           Как наиболее точно провести измерение температуры любого тела.          Почему происходит понижение температуры горячей воды? Что можно сказать о процессе остывания по графику?                                                                                           Как рассчитывается количество теплоты?                                                                            Если выполняется закон сохранения энергии, то почему различаются количество теплоты для холодной и горячей воды?

№6.

            Изменится ли период колебаний нитяного маятника при изменении амплитуды колебаний? При изменении массы груза?                                                                              Влияет ли жесткость пружины на частоту колебаний пружинного маятника?                   Как наиболее точно можно определить период колебаний маятника?

№7.

            Назовите основные методы определения объема тела правильной формы.                 Как определить объем тела неправильной формы?                                                                Каким образом можно узнать, что данное тело сделано из железа?                              При измерении какой величины в данной работе допускается наибольшая погрешность?

№8.

            Как по-другому можно доказать, что свет отклоняется от прямолинейного движения? Начертите угол падения и угол отражения света?                                              На границу какового вещества падает свет, если угол преломления больше угла падения?                                                                                                                                        Где в быту используется данный метод выполнения работы?

№9.

            Какие измерения надо провести, чтобы определить фокусное расстояние? Как выяснить, что данная линза собирающая?                                                                            Как определить фокусное расстояние, проведя только одно измерение?                        Где надо установить линзу относительно лампочки, чтобы изображение получилось увеличенным; такого же размера?