Анализ опыта учителей практиков и собственный опыт показывают, что возможна организация исследовательской деятельности на уроках-практикумах, при выполнении лабораторных работ. Ученики работают группами по 4-5 человек, в кабинете подготовлены столы с лабораторным оборудованием. Если есть возможность провести урок в компьютерном кабинете, лабораторные столы располагают недалеко от компьютеров, так как ученики будут самостоятельно работать с компьютерными моделями. Если такой возможности нет, работа с моделью осуществляется фронтально, а затем группы самостоятельно проводят опыты.

Рекомендуется до начала компьютерного эксперимента провести эксперимент "на натуре". Например, сначала сделать несколько экспериментов с тележками различной массы, а затем предложить провести компьютерную лабораторную работу "Моделирование неупругих соударений". В лабораторной работе предлагается выполнить исследовательскую задачу: проведите необходимые компьютерные эксперименты и определите, при каком соотношении масс тележек относительные потери механической энергии при неупругом соударении максимальны. Как должны быть направлены скорости тележек? Во время практического выполнения заданий, учитель консультирует учащихся, следит за соблюдением правил безопасности (Приложение 8). С помощью компьютерной модели можно также проверить справедливость высказанных гипотез.

Эвристическая беседа может включать вопросы и частично-поисковые задания, требующие от учащихся высказываний интуитивного характера (догадки, выдвижения предположений). Такая беседа имеет исследовательский характер.

Урок-исследование по теме «Действие жидкости и газа на погруженные в них тела» можно провести в форме эвристической беседы, т.е. с помощью системы вопросов-ответов. В ходе беседы учащиеся «открывают» факт существования выталкивающей силы, приобретают знания о направлении действия выталкивающей силы, устанавливают качественную зависимость выталкивающей силы от объема погруженной части тела и плотности жидкости или газа (Приложение 9).

Уроки - лабораторные работы преобразованы в уроки-исследования. Урок-исследование эффективен при закреплении, повторении, обобщении знаний. Учитель подбирает материал для наблюдения, планирует определенные этапы работы. В процессе выполнения исследовательских работ формируется умение самостоятельно ставить эксперимент. На втором уроке по теме «Плотность вещества» ученики применяют понятие плотности тела для решения практических задач при выполнении исследовательской работы «Определение плотности твердого тела. Есть ли внутри тела воздушная полость или уплотнение?» (Приложение 10)

Обучающиеся формулируют цель работы, планируют свою деятельность по проведению эксперимента, выбирают необходимое оборудование, выдвигают гипотезу о том, что же в исследуемом теле, полость или уплотнение. Оценка не снижается в том случае, если предположение не подтвердилось. Важно то, что дети учатся сравнивать результаты измерений и вычислений с первоначальным предположением. Выполнив задание, делают вывод и объясняют его на основе полученных данных. В конце работы, ученики могут написать свои комментарии и предложить варианты дальнейшего исследования темы. Кому-то покажется интересным перейти к изучению плотности жидкостей (например, различных напитков), для кого-то вариантом продолжения работы может быть измерение плотности тел сложной формы.

4.1.3 Организация исследовательской деятельности в рамках элективного курса

С введением предпрофильной подготовки в школе повышается внимание к предметам, которые у детей вызывают интерес и стремление изучать их на углубленном уровне. Предпрофильная подготовка по физике ведется в 9-м классе основной школы в рамках учебного межпредметного элективного курса «Исследовательские задачи на стыке наук (биологии, физики, химии)» [27]. Цель данного элективного курса - создание ориентационной и мотивационной основы для осознанного выбора естественнонаучного профиля обучения. Достичь этого предлагается путем знакомства девятиклассников с особенностями естественнонаучной исследовательской деятельности на материале достаточно простых и увлекательных задач междисциплинарного содержания. Программа включает в себя серию из пяти учебных исследовательских задач.

Входящие в программу исследовательские задачи допускают разный уровень выполнения, имеют ясную и интересную постановку, которая мотивирует ребят к исследованию; последовательность задач подчиняется определенной логике, основанной на постепенном усложнении исследовательских действий от задачи к задаче и учитывающей содержание программ естественнонаучных курсов; сценарий учебных занятий по выполнению исследовательских задач включает такие формы коммуникативной деятельности, как работа в группе, участие в дискуссии, презентация полученных результатов.

4.2 Методические рекомендации по организации исследовательской деятельности при обучении физике во внеурочной деятельности

Вне учебных занятий обучение школьников исследовательской деятельности начинается с мастер-класса, проводимого Ярославским Центром телекоммуникаций и информационных систем в образовании «Исследовательская работа школьников» [28]. В ходе мастер-классов учащиеся знакомятся с методикой проведения исследования. После просмотра мастер-класса выполняют свою первую исследовательскую работу «Изучение различий в росте между мальчиками и девочками определенного (вашего) возраста» и оформляют отчет в виде презентации (Приложение 11).

1. Цель: необходимо установить, есть ли разница в росте между мальчиками и девочками в определенном возрасте.

2. Сбор информации: необходимо узнать, какие существуют данные по этому вопросу в научной литературе; измерить рост всех мальчиков и девочек своего класса; измерить рост знакомых своего возраста.

3. Методика исследования (измерить рост отдельно мальчиков и девочек своего класса, составить таблицу с результатами измерений).

4. Обработка результатов и их обсуждение (посмотреть, есть ли разница между вариационными кривыми роста мальчиков и девочек; вычислить среднее арифметическое значение роста мальчиков и девочек по отдельности).

Мастер-классы «Теория решения изобретательских задач» познакомили обучающихся с методом решения творческих задач. Основные понятия ТРИЗ иллюстрировались яркими примерами изобретений и большим количеством интересных практических задач, обсуждались различные формы организации творческого процесса, подробно описывались и иллюстрировались примерами разнообразные подходы к решению изобретательских задач. Первые задачи решаются методом проб и ошибок, то есть просто угадываются. В последующем, постепенно в ходе занятий, школьники привыкают к решению задач алгоритмически, то есть системно.

После участия в мастер-классах обучающимися была сконструирована модель реактивного двигателя из пустого яйца. В процессе создания модели пройдены основные этапы: изучен принцип действия прибора, описана конструкция, составлен план эксперимента, проведены испытания модели и выполнен анализ эксперимента. Отчет представлен в виде буклета (Приложение 12), создан видеоролик, который используется в качестве дидактического материала.

Индивидуальная исследовательская работа учащихся. Эксперименты по изучению приборов не входят в обязательный минимум лабораторных работ, однако могут быть интересны для учащихся, интересующихся физикой и техникой. В рамках этих работ учащимся необходимо исследовать известные приборы на предмет улучшения их параметров, например, разрешающей способности и т.п. Для того чтобы учащимся было проще разработать методы усовершенствования исследуемых приборов, необходимо четко понимать их назначение, поэтому экспериментальную часть работы можно дополнить соответствующими рефератами или предложить решить несколько специально подобранных задач. Такие экспериментальные работы могут быть выполнены в рамках факультатива, кружка.

Например, в исследовательской работе «Сборка модели зеркального перископа» дано определение устройства, в котором заключены те дополнительные задачи, которые можно поставить перед учащимися: 1) сконструировать перископ, позволяющий проводить измерения расстояний; 2) сконструировать призменный перископ; 3) дополнить перископ линзовыми системами в зависимости от каких-либо специфических задач (Приложение 13).

Проектная работа учащихся. С целью формирования стремления к самообразованию учебная деятельность должна выстраиваться с учетом дифференцированного подхода к обучению. Большие возможности предоставлены программой «Intel: Обучение для будущего» в 2005 году. Метод проектов получил в последнее время широкое признание. В ходе его использования в основу образовательного процесса положена самостоятельная целенаправленная исследовательская деятельность учащихся. Несмотря на то, что исследование носит учебный характер, при его организации используются общепринятые в науке методы познания: наблюдение, опыт, аналогия, анализ и синтез. Действия учителя и учащихся на разных этапах работы над проектом представлены в Приложении 14.

Чтобы ученики смогли, а самое главное, желали выполнять подобную работу, необходимо всегда находиться с ними рядом, помогать, создавать познавательный стимул. При этом важно предоставлять дополнительную информацию, необходимую для работы. Современные информационные технологии позволяют по-новому использовать текстовую, звуковую, графическую и видеоинформацию, тем самым повышая интерес к творчеству. А дальнейшее использование творческих работ стимулирует познавательную активность. Это убедительно показал опыт проведения учебного проекта «Без источника нет постоянного тока» по теме «Постоянный электрический ток» в 8 и 10 классах, в ходе которого учащиеся не только обобщили и систематизировали полученные знания о постоянном электрическом токе, но и получили навыки исследовательского поиска: от постановки проблемного вопроса к формулированию гипотезы, выбору адекватных путей решения проблемы. Проектная работа заключалась в создании презентаций, буклетов.

Создание конечного продукта осуществлялось по четкому плану (см. Таблица 4).

Таблица 4

Процесс создания презентаций	Процесс создания буклетов
· обзор выбранной темы, и обсуждение основополагающих вопросов; · практическая работа учащихся в библиотеках, с электронными ресурсами; · обсуждение найденного материала, создание плана презентации; · разработка презентации, демонстрация и защита работы; · анализ выполненной работы, подведение итогов	· обзор и обсуждение основных частей, · планирование работы учащихся, · практическая и исследовательская работа, · создание публикаций, · защита буклета.

Работая в соответствии с планом, учащиеся распределились на несколько исследовательских групп. Одна группа занималась исследованием видов источников тока. Другая группа анализировала условия возникновения короткого замыкания и как предотвратить короткое замыкание, которое является причиной выхода из строя источников тока. Вся собранная информация обсуждалась в классе, оформлялась в виде учебного проекта в Microsoft Publisher (см. Приложение 15).Телекоммуникационные проекты. Доминирующими в проекте являются методы: исследовательский, творческий, ролево-игровой. Характер координации проекта: скрытый (неявный, имитирующий участника проекта). Характер контактов: среди участников одного учебного заведения, региона, страны. Количество участников проекта: 5-7 человек. Продолжительность проекта: 12 дней.

Основные этапы работы над проектом:

1. Организационный. Участники проекта объединяются в команду, распределяют роли (капитан, экспериментатор, теоретик, ИТ-специалист), создают визитку команды.

2. Выбор и обсуждение главной идеи, целей и задач будущего проекта. Распределение заданий среди членов команды (вопросы викторины или теоретическая часть, исследования, проектные задания, творческие задания).

3. Обсуждение методических аспектов и организация работы учащихся.

4. Структурирование проекта с выделением подзадач для определенных групп учащихся, подбор необходимых материалов.

5. Работа над проектом. Поиск информации, отбор информации, проведение экспериментов, "мозговой штурм".

6. Подведение итогов, оформление результатов; создание презентаций, создание отчетов, отправка работ.

7. Презентация проекта. Отчет о проделанной работе на конференции.

Форма организации работы учащихся различны: индивидуальные проекты, парные проекты, групповые проекты. Проекты проводятся с использованием электронной почты, форумов.

Пример исследования (апрель 2010 года). Недавно закончились Олимпийские игры. В самом разгаре параолимпийские игры. Проанализируйте, какие физические явления помешали нашим олимпийцам, какие законы физики и сущность каких физических явлений должны знать спортсмены разных видов спорта. Результаты исследования представьте в виде слайд-шоу (см. Приложение 16).

Исследовательская работа по краеведению. В основе краеведческой работы лежит исследовательский метод. Работа учащихся в этом случае строится по логике проведения учебного исследования, с использованием всех методов и приемов исследования.

Исследовательские методы организации учебной деятельности приучают учащихся работать в сотрудничестве с другими людьми. Темы для исследований выбираются, как правило, значимые для самих учащихся, при этом участники проводимой исследовательской деятельности не замыкаются личностными интересами, а учатся видеть проблемы и интересы своих партнеров и понимают, что результаты их исследований являются необходимыми составляющими для анализа полученных данных и формулирования выводов.

Обучающимися были выполнены работы по исследованию деятельности наших земляков и представлены на Фестивале исследовательских работ учащихся «Портфолио» [29]. В настоящее время ведется работа по краеведению к 1000-летию Ярославля «Имена физиков на улицах города».

В процессе работы прослеживаются основные этапы организации деятельности при использовании исследовательского метода.

Выводы. Анализ литературы по проблеме и школьной практики позволил сделать вывод, что исследовательская деятельность отлично вписывается в классно-урочную систему и может быть организована на всех этапах как традиционного, так и инновационного урока. Можно организовать исследовательскую деятельность на различных этапах самостоятельной работы учащихся, проектной деятельности, при выполнении домашних заданий.

Проведенное нами исследование по организации исследовательского метода обучения в Вареговской СОШ показало, что исследовательская деятельность может быть организована на всех этапах процесса обучения физики: при изучении (введении) нового материала, закреплении, повторении, контроле знаний, умений, навыков.

Работа учителя физики при организации исследовательской деятельности включает в себя несколько функций:

1) организация индивидуальной работы, работы в группах.

2) организация внутриклассной активизации и координации, через выполнение школьниками творческих работ.

Заключение

Проведенный теоретический анализ литературы и школьной практики по исследуемой проблеме позволил сделать вывод, что организация исследовательской деятельности предоставляет возможность успешно решать методические задачи.

В ходе экспериментального исследования были рассмотрены возможности организации исследовательской деятельности на различных этапах урока и проектной деятельности.

Полноценное внедрение исследовательской деятельности в учебный процесс при выполнении описанных методов организации позволяет лаконично дополнять и сочетать традиционные методы преподавания с новыми, использующими информационные технологии, объективно оценивать качество обучения по предмету. Организация исследовательской деятельности - один из способов развить систему определенного уровня мышления, раскрыть творческие способности учащихся, обучение на новом качественном уровне. Исследовательская деятельность может быть организована как компонент традиционного учебного процесса, так и для педагогического проектирования более эффективного исследовательского метода обучения. Вместе с тем, несмотря на эффективность исследовательского метода в процессе обучения, для того чтобы его внедрение происходило с наибольшей отдачей, следует, уделить внимание качеству и целесообразности его применения.

Результаты экспериментального исследования показали, что исследовательская деятельность может быть организована на всех этапах процесса обучения физики: при объяснении нового материала, закреплении, повторении, контроле знаний, умений, навыков. Она правомерно может быть организована учителем при индивидуальной работе, работе в группах; при организации внутриклассной активизации и координации, через выполнение школьниками творческих работ. По отношению к содержанию учебного предмета исследовательская деятельность может выполнять различные функции, поддерживая собственную учебную деятельность ребенка.

Результаты исследования показали, что организация исследовательской деятельности повышает познавательную мотивацию, что приводит, в свою очередь, к повышению успеваемости; позволяет учащимся проявить себя в полной мере на таких занятиях; способствует развитию ситуации психологического комфорта в классе.

Библиографический список

1. Алексеев Н. Г., Леонтович А. В., Обухов А. В., Фомина Л. Ф. Концепция развития исследовательской деятельности учащихся // Исследовательская работа школьников. 2001. №. 1.

2. Андреев В.И. Диалектика воспитания и самовоспитания творческой личности. - Казань: Изд-во КГУ, 1988. - 238 с.

3. Белых С.Л. Управление исследовательской активностью школьника. - М: ж. «Исследовательская работа школьников», 2007.

4. Бугаев А.И. Методика преподавания физики в средней школе. - М: Просвещение, 1981г.

5. Выготский Л.С. Педагогическая психология /Под ред. В.В. Давыдова. - М.: Педагогика - Пресс, 1999. - 536 с.

6. Генденштейн Л.Э., Ю.И.Дик, Л.А.Кирик Физика 10 класс. Методические материалы для учителя. - М.: ИЛЕКСА, 2005. - 303 с.

7. Гладышева Н.К. Нурминский И.И., Статистические закономерности формирования знаний и умений учащихся. - М., 1991.

8. Гутник Е.М., Рыбакова Е.В., Шаронина Е.В. Тематическое и поурочное планирование к учебнику Перышкина А.В. "Физика". 8 кл. - М.: Дрофа, 2005. - 96 с.

9. Иванова Л.А. Проблема познавательной деятельности учащихся на уроках физики при изучении нового материала: Учебное пособие. - М.: МГПИ, 1978. - 110 с.

10. Леонтович А.В. Исследовательская деятельность учащихся.- М.: 2003. - 96с.

11. Леонтьев А.Н. Деятельность. Сознание. Личность. Изд. 2-е. - М.: Политиздат, 1977. - 303 с.

12. Лернер И. Я. Проблемное обучение. -- М.: Знание, 1974.

13. Малафеев Р.И. Проблемное изучение физики в средней школе. Из опыта работы: Пособие для учителей. - М.: Просвещение, 1980. - 127 с.

14. Менчинская Н.А. Психологические вопросы развивающего обучения и новые программы // Советская педагогика. - 1968. - №6.

15. Пинский А.А., Абатурова В.В., Дерзкова Н.П. Предпрофильная подготовка учащихся 9-х классов общеобразовательных учреждений. Итоги эксперимента и перспективы дальнейшего развития. М.: Альянс-Пресс, 2004. - 160с.

16. Полат Е.С. Как рождается проект. - М.,2003. - 296с.

17. Разумовский В.Г. Развитие творческих способностей учащихся в процессе обучения физике. Пособие для учителей. - М.: Просвещение, 1975. - 272 с.

18. Рубинштейн С.Л. Основы общей психологии. - М.: Педагогика, 1946. - 643 с.

19. Синенко, В. Я. Методология и практика школьного образования: учеб. пособие / В. Я. Синенко. - Новосибирск: Изд-во НИПКиПРО, 2008.

20. Талызина Н.Ф. Формирование познавательной деятельности младших школьников. - М.: Просвещение,1988. - 175 с.

21. Усова А.В. Формирование учебно-познавательных умений у учащихся в процессе изучения предметов естественного цикла: Пособие для студентов. Челябинск: Изд-во ЧГПУ, 2002.

22. Усова А.В., Бобров А.А. Формирование учебно-познавательных умений у учащихся на уроках физики. - М.: Просвещение, 1980.

23. Усова А.В., Вологодская З.А. Самостоятельная работа учащихся по физике в средней школе. - М.: Просвещение, 1981. - 158 с.

24. Шумакова Н.Б. Исследование как основа обучения// Одаренные дети и современное образование. 2003. №5.

25. Эльконин Д.Б. Психология игры. - 2-е изд. - М.: Гуманит. изд. центр ВЛАДОС, 1999. - 360 с.

26. Чечель И.Д. Управление исследовательской деятельностью педагога и учащегося в современной школе. - М.: Сентябрь, 1998. - 140с.

27. http://edu.of.ru/profil/default.asp?ob_no=13193

28. http://media.edu.yar.ru/?group=1

29. http://portfolio.1september.ru/person.php?id=222-459-616

30. http://schools.keldysh.ru/labmro

31. www.issl.dnttm.ru

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1

Анкета «Мое отношение к уроку физики»

1. Нравится ли вам урок физики?

2. Чем вас заинтересовывает урок физики?

а) решением задач; б) объяснением новой темы;

в) лабораторными работами; г) самостоятельной работой на уроке;

д) нетрадиционными формами проведения урока.

3. Нравится ли вам выполнять исследовательские лабораторные работы?

а) с индивидуальным заданием; б) с общими заданиями, как у всех.

4. Учит ли вас урок физики?

а) мыслить; б) познавать новое;

в) анализировать опыты; г) понять окружающий мир.

5. Появляется ли у вас желание в изучении дополнительной литературы

после уроков физики?

6. Используете ли вы знания, полученные на уроке физики, на других уроках?

7. Не считаете ли вы физику «сухой», сложной наукой?

Варианты ответов:

Да - 2 балла.

Иногда - 1 балл.

Нет - 0 бал.

Приложение 2

Введение понятия

При введении понятия «электрическое напряжение» на уроке демонстрируется горение сетевой лампы накаливания и маленькой лампочки для карманного фонаря, включенных последовательно в сеть с напряжением 220 В.

Эту электрическую цепь целесообразно собрать еще раз при решении задач по теме «Работа и мощность электрического тока».

Для придания интриги можно «пожертвовать» маленькой лампочкой, чтобы поставить естественный вопрос:

Какую мощность должна иметь сетевая лампа, чтобы маленькая лампочка не перегорала?

Наши материальные ресурсы - это набор электрических ламп разного номинала.

Наши идеальные ресурсы - это знания законов постоянного тока.

Изучаемое явление - тепловое действие тока.

Изучаемый объект - электрическая цепь.

Физическая модель - последовательное соединение потребителей тока, равенство токов в проводниках.

Математическая модель - формула электрической мощности.

Преобразование модели - расчет мощности.

Преобразование предметной области - замена лампы мощностью 100 Вт на лампу мощностью 45 Вт.

После замены лампы убеждаемся в том, что электрическая цепь работает, и следовательно убеждаемся в эффективности исследовательского подхода.

Приложение 3

Пример исследования

Вопрос программы: «Изучение явления электромагнитной индукции»

Проблема: получение электрического тока без источника.

Тема исследования: способы получения электрического тока путем изменения магнитного потока.

Актуальность исследования: данное явление лежит в основе работы генератора переменного тока.

Объект исследования: способ получения электрического тока.

Предмет исследования: варианты изменения магнитного поля.

Цель исследования: установить способы получения электрического тока при изменении магнитного потока.

Задачи исследования:

1. Изучить условия возникновения электрического тока без источника.

2. Выявить возможные варианты изменения магнитного потока.

3. Экспериментально проверить возможность получения электрического тока при изменении магнитного потока.

Гипотеза: при любом изменении магнитного потока, пронизывающего контур, в нем возникает индукционный ток.

Приложение 4

Рабочий лист к уроку

«Следствия из закона Ома для полной цепи»

Задание 1

Как и почему меняется напряжение на полюсах источника и внутри него при уменьшении сопротивления внешней части цепи?

1. Проанализируйте изменения величин при уменьшении сопротивления внешней части цепи. Запишите свои предположения в таблицу 1 строка 1.

Таблица1

R	r	R+r	I=е/(R+r)	Uвнутр=Ir	Uвнеш= е - Uвнутр	Вывод
Уменьшается	Постоянно
Увеличивается	Постоянно
R?	Постоянно
Постоянно	Уменьшается
R0	Постоянно

Размещено на http://www.allbest.ru/

2. Докажите справедливость ваших предположений.

Для этого:

2.1. Соберите цепь по схеме, соблюдая при этом полярность измерительных приборов.

2.2. Запишите показание вольтметра при разомкнутом ключе.

е ? U =

2.3. Замкните цепь ключом, определите показания амперметра и вольтметра.

I₁ =

U_{внеш 1} =

2.4. Уменьшите с помощью реостата сопротивление внешней цепи, снимите показания амперметра и вольтметра.

I₂ =

U_{внеш 2} =

2.5. Сравните I₂ и I₁ . I₂ ? I₁

Вывод. Сила тока

(возрастает, уменьшается, не изменяется)

2.6. Вычислите U_{внутр 1} = I₁* r =

(r = 2 Ом)U_{внутр 2} = I₂* r =

Вывод. Напряжение внутри источника

(возрастает, уменьшается, не изменяется)

2.7. Сравните U_{внеш 1} и U_{внеш 2} .U_{внеш 2} ? U_{внеш 1} .

Вывод. Напряжение внешней части цепи

(возрастает, уменьшается, не изменяется)

3. Ответ на поставленный вопрос

Приложение 5

Тема: ”Закон сохранения импульса”

Дидактическая цель: создать условия для осознания и осмысления блока новой учебной информации через метод научного познания.

Триединая дидактическая цель:

Образовательная: способствовать формированию представления о замкнутой системе тел, пониманию закона сохранения импульса.

Развивающая: способствовать развитию умения применять полученные знания в знакомых и новых учебных ситуациях, умения анализировать, выделять главное, делать вывод. Способствовать развитию физического мышления

Воспитательная: способствовать воспитанию у учащихся желания самостоятельно добывать знания, быть уверенным в себе.

Методы обучения: частично-поисковый, исследовательский.

Формы организации познавательной деятельности: фронтальная, парная, индивидуальная.

Ход урока

Орг. момент.

Актуализация.

Что изучили на прошлом уроке?

Что называется импульсом тела?

Что называется импульсом силы?

Получите выражение, связывающее импульс силы и изменение импульса тела на основе второго закона Ньютона.

Прочитайте полученное выражение.

Обладает ли шарик импульсом относительно стола?

Что необходимо сделать, чтобы изменить импульс шарика?

Действуют ли на шарик силы?

Почему импульс шарика не изменяется?

Целеполагание. Опыт: Взаимодействие двух шариков.

Какое явление мы наблюдаем?

Обладали ли шарики импульсом до взаимодействия? После взаимодействия?

Что произошло с импульсами шариков?

Итак, целью нашего урока будет: узнать, как изменяются импульсы тел при взаимодействии. А исходным фактом будет опыт, в котором мы убедились, что импульсы тел при взаимодействии изменяются.

Факт: Импульсы тел при взаимодействии изменяются.

Цель: Узнать, как изменяются импульсы тел при взаимодействии.

Изучение нового материала.

Построим модель изучаемого явления.

Шарики также взаимодействуют с опорой и Землей. Но будем считать, что они взаимодействуют только между собой, т.е. образуют замкнутую систему.

Модель: Замкнутая система - это система тел, взаимодействующих только между собой.

Далее следует вывод формулы закона сохранения импульса (Фронтально, один ученик у доски). Геометрическая сумма импульсов тел замкнутой системы остается постоянной при любых движениях и взаимодействиях тел системы.

Это выражение называется законом сохранения импульса.

Вернемся к опыту с шариками. Что можно сказать о геометрической сумме импульсов шариков до и после взаимодействия?

Вернемся к цели урока. Узнали ли мы как изменяются импульсы тел при взаимодействии?

Из модели вытекают логичные следствия.

Следствия: давайте применим закон сохранения импульса для решения конкретной задачи: взаимодействие шариков, движущихся навстречу.

Имея такое выражение, мы можем решить конкретную задачу. Пусть шарики одинаковой массы движутся навстречу с одинаковыми по модулю скоростями.

Чему равна геометрическая сумма импульсов тел до взаимодействия?

Какой можно сделать вывод?

Подумайте в парах, как еще могли бы двигаться шарики?

Домашнее задание: получить аналогично рассмотренному примеру выражение закона сохранения импульса для трех других способов движения шариков.

Вы никогда не задумывались, почему происходит отдача при выстреле из ружья? А ведь это явление объясняется тоже с точки зрения закона сохранения импульса (доклад ученика)

Закрепление. Работа в группах: Объясните с точки зрения закона сохранения импульса данное явление (демонстрация полета надутого и отпущенного шарика).

Какой двигатель работает по такому же принципу?

Итак, экспериментальным подтверждением закона является очень важное движение - реактивное.

Эксперимент: Реактивное движение. Выход на тему следующего урока.

Рефлексия.

Мы изучили закон сохранения импульса методом научного познания.

Каковы его основные этапы?

Что являлось исходным фактом? Моделью? Следствиями? Экспериментом?

Какой этап, на ваш взгляд, является самым главным?

Достигли ли мы цели урока?

Приложение 6

Метод проекта на уроках физики при изучении темы "Законы Ньютона" 10-й класс (обобщающий урок)

1. Какие самостоятельные исследования учащихся в проекте?

· Первый закон Ньютона. Второй закон Ньютона. Третий закон Ньютона.

2. Вопросы для изучения.

· Формулировка закона. Математическая запись. Границы применимости закона и следствия. Работы, каких ученых нашли отражение в работах Ньютона? Практическое применение законов.

3. Оформление итоговой работы учащихся: презентация в Power Point, фотоальбом, сообщение, страница журнала.

4. Каким темам тематического учебного плана соответствует проект?

· Законы Ньютона. Силы. Масса. Инерция. Ускорение.

5. Краткая аннотация проекта.

· В современном мире учащиеся должны уметь в огромном мире информации уметь систематизировать и обобщать; самостоятельно находить информацию и обрабатывать её.

· Цель данной работы - понимание законов Ньютона и систематизирование материала в формате удобным учащимся.

· Проект рассчитан на 3 недели. Выполнение его планируется как во внеурочное время, так и во время урока.

· Изучение данного материала предусмотрено Стандартом общего образования.

· По типу деятельности проект - информационный, творческий.

6. Изучение материала при выполнении проекта.



Тема	Организация деятельности	Организация контроля
1. Лекция: “Законы Ньютона” 2. Практикум по решению задач на законы Ньютона (базовый уровень) 3. Выполнение лабораторной работы № 3 “Определение коэффициента упругости” 4. Тренинг по задачам повышенного уровня сложности на законы Ньютона. 5. Защита проекта группами и индивидуально. 6. Зачётная контрольная работа (в виде теста)	Организация работы по проекту, задания, заполнение таблицы “Силы”. Проверка таблицы. Решение задач - самостоятельное и с комментарием учителя. Выполнение лабораторной работы. Решение задач под руководством учителя. Защита полученных результатов. Зачёт.	Создание групп для работы. Фронтальный опрос. Проверка домашнего задания. Отчёт. Индивидуальный контроль. Дифференцированное домашнее задание. Работа в группах. Зачёт

На этапе защиты работа организуется следующим образом:

1. Защита по группам - представление презентации одного из законов Ньютона.

2. Дополнительно: остальные группы задают вопросы по теме защиты (по 1 вопросу от группы).

3. Работа в группах: “Подумай и объясни” (на обдумывание 3-4 мин.), а затем вопрос учителя группе без подготовки нужно дать ответ (заранее в группе в начале защиты выбирается командир для организации работы группы).

· Вы на абсолютно гладком катке. Перебираете ногами и - ни с места! Как вам сдвинуться с места?

· При прополке посевов вручную не следует выдёргивать из земли сорняки слишком быстро. Почему?

· Правильно ли утверждение: при перетягивании каната побеждает тот, кто прикладывает к канату большую силу.

· Может ли сила трения разогнать тело?

· Почему боксёров делят на весовые категории?

· Какая сила сообщает ускорение последнему вагону отходящего от станции пассажирского поезда?

4. Работа в группах: “Реши задачу”.

· Какова сила тяги двигателя самолёта, если его масса 60 т, длина взлётной полосы 100 м, а время разбега 2 мин?

· Лыжник массой 60 кг, в конце спуска с горы имеет скорость 10 м/с на горизонтальном участке он останавливается за 40 с после спуска. Определите модуль силы сопротивления движению на этом участке.

· На тело действуют две под прямым углом силы: 40 Н и 30 Н. Масса тела 20 кг, начальная скорость тела равна нулю, время разгона 4 с. какова скорость тела после прекращения действия силы?

4. Рефлексия - проблемный вопрос темы: “Действуют ли законы Ньютона?”

Приложение 7

Карточки напоминания к лабораторной работе I уровня (для учащихся с низким уровнем сформированности практических умений и навыков).

1) Оформи в тетради план работы:

1. Название (учебник)

2. Цель: «Научиться»….

3. Приборы (учебник)

4. Ход работы оформи в виде таблицы.

№	Р, (Н)	Fтр, (Н)	м = Fтр / Р	Мср=(м1+м2 +м3) / Р
1
2
3

а) вес бруска найди с помощью динамометра (см. рисунок)

б) найди силу трения, передвигая брусок с помощью динамометра равномерно по деревянной линейке (см. рисунок)

в) проделай опыт 3 раза, меняя массу бруска с помощью набора грузов по 100г.

2) Найдите коэффициент трения для каждого опыта и найдите среднее значение и сравните с табличным.

3) Сделайте вывод о коэффициенте трения.

Карточки-напоминания к лабораторным работам II уровня (для учащихся со средним уровнем сформированности умений и навыков).

1. Оформи в тетради работу по известному плану:

1)Название.

2)Цель.

3)Приборы.

4)Таблицы и все расчеты.

5)График.

6)Вывод.

Пояснение: подсказка

1) Коэффициент решения можно найти, зная, что Fтр = м N

Подумай! Чему будет равен N, если тело движется со скоростью V-const, тогда м = Fтр / Р

2) Вес и силу трения можно найти с помощью динамометра, но помни, что V-const.

3) График построить не трудно: на одной оси значение Fтр, на другой Р (сделай не меньше 3х опытов). Учитывай погрешность.

4) Из графика найди м. Сравни с табличным, сделай вывод.

Задание к лабораторной работе: « Определение коэффициента трения скольжения» исследовательского характера:

1.Выясни, как зависит сила трения от способа обработки трущихся поверхностей (используй различные из предложенных поверхностей).

2. Выясни, как зависит сила трения от площади и массы соприкасающихся поверхностей.

Отчет (предложенный вариант)

1.Я предполагаю, что ………………..

2.Я основываюсь на том, что ……………

3.Рассуждения, на основе которых выдвинута гипотеза ………………

4. Что я предполагаю сделать для проверки предложения ……………..

5.Мне необходимы приборы………………

6.План моих действий …………………..

7.Анализ плана:

Что я измеряю? Например: 1)Площадь поверхности; 2) Массу грузов;

Чем я измеряю? Например: 1) линейкой, 2) весами;

Что будет постоянно? Например:1) скорость движения бруска по поверхности.

Сделай вывод о значении коэффициента трения.

Приложение 8

Лабораторная работа "Моделирование неупругих соударений"

Вариант 1

Класс _______ Фамилия___________________ Имя__________________

1. Откройте в разделе "Механика" окно модели "Упругие и неупругие соударения".

2. Установите режим неупругих соударений.

3. Нажмите кнопку "Старт", понаблюдайте за происходящим на экране.

4. Прервите движение тележек нажатием кнопки "Стоп". Обратите внимание на то, что на экране компьютера отображаются значения импульсов и кинетической энергии тележек как до, так и после соударений.

5. Для продолжения эксперимента снова нажмите кнопку "Старт".

6. Проведите компьютерные эксперименты.

§ Эксперимент N1.

1. Установите, нажав кнопку "Сброс", следующие параметры эксперимента:

2. Тележка1 Тележка2

3. V1 = 2м/с, m1 = 2 кг; V2 = -1м/с, m2 = 3 кг.

4. Рассчитайте импульсы и кинетическую энергию тележек до соударения:

5. P1 = ____ E1 = ____ P2 = ____ E2 = _____

6. Нажмите кнопку "Старт". Обратите внимание на изменение величин кинетической энергии и импульсов тележек после неупругого соударения.

7. Ответьте на следующие вопросы:

1) Выполняется ли закон сохранения импульса при неупругом соударении? Ответ обоснуйте:

2) до соударения P = P1 + P2 = __________________

3) после соударенияP?______ =_____ + _____= _______

4) Таким образом, P : P? значит, при неупругом соударении закон сохранения импульса _____________________

5) Выполняется ли закон сохранения механической энергии при неупругом соударении? Ответ обоснуйте:

6) до соударенияE = ______ + ______ = ________

7) после соударения E?______ = _____+ ______= ________

8) Таким образом, E :. E? значит, при неупругом соударении закон сохранения механической энергии __________________

9) Каковы потери механической энергии при столкновении тележек?

10) E = __________________________________

11) В какую форму перешла часть механической энергии тележек при столкновении? ________________________

§ Эксперимент N2 (экспериментальная задача).

Две тележки массами m1 = 4 кг и m2 = 1 кг движутся навстречу друг другу. Скорость первой тележки V1 = 0,5 м/с. Какова должна быть скорость второй тележки, чтобы после неупругого соударения обе тележки остановились?

Ответ. _______________________________________________________.

7. Решите задачи.

§ Задача1.

§ Тележка массой m1 = 1 кг движется со скоростью V1 = 2м/с и сталкивается с неподвижной тележкой массой m2 = 3 кг. Определите скорость U тележек после абсолютно неупругого соударения.

Решение.

1. Составьте уравнение закона сохранения импульса для неупругого соударения:

___________________________________________________________

2. Решите уравнение относительно скорости U:

U = _______________________________________________________

3. Выполните проверку по размерности

[U] = _________________ = ____________________

4. Подставьте числовые значения и получите ответ:

U = __________________ = _______________________

Ответ. __________________________

5. Проведите компьютерный эксперимент и проверьте ваш ответ.

§ Задача2.

§ Тележка массой m1 = 6 кг движется со скоростью V1 = 2 м/с и сталкивается с неподвижной тележкой. Определите массу второй тележки, если после неупругого соударения тележки движутся со скоростью U = 1.5 м/с.

Ответ. _________________________

Проведите компьютерный эксперимент и проверьте ваш ответ.

§ Задача3.

Две тележки массами m1 = 6 кг и m2 = 10 кг движутся навстречу друг другу. Скорости тележек V1 = 1,4 м/с и V2 = 1,8 м/с соответственно. Определите направление и модуль скорости тележек после абсолютно неупругого соударения.

Ответ. ___________________________

Проведите компьютерный эксперимент и проверьте ваш ответ.

§ Задача4.

§ Две тележки массами m1 = 3 кг и m2 = 1 кг движутся со скоростями V1 = 2м/с и V2 = 2 м/с навстречу друг другу. Определите количество теплоты, которое выделится при неупругом соударении тележек.

§ Ответ: _____________________________

Проведите компьютерный эксперимент и проверьте ваш ответ.

§ Исследовательская задача

Проведите необходимые компьютерные эксперименты и определите, при каком соотношении масс тележек относительные потери механической энергии при неупругом соударении максимальны. Как должны быть направлены скорости тележек?

Ответ. Максимальные потери величиной ____% будут в случае, если скорости тележек направлены _____________, причём m1/m2 = ___________________ .

Количество выполненных заданий:____Количество ошибок:_____Ваша оценка:______

Приложение 9

Методическая разработка урока-исследования

в 7 классе по теме «Действие жидкости и газа на погруженные в них тела»

Цель урока: создать условия для овладения учащимися понятием выталкивающей силы.

Оборудование и ТСО: компьютер, проектор, экран, электронная презентация, таблицы, аквариум, теннисный мяч, два яблока: красное и зеленое, динамометр, мензурка, отливной стакан, вода пресная, вода соленая, картофель, тела одинаковой массы, но разного объема, тела одинакового объема, но разной массы;

Комплект для учащихся: мензурка, карандаш, динамометр, отливной сосуд, груз, тезисный план урока, лист для фиксирования целей; задания для организации независимой практики, диагностический тест.

Ход урока.

1. Безоценочный этап

Назначение: обеспечение готовности учащихся к совместной деятельности, «разогрев», создание положительного настроя на урок.

Просим их представить сочное красное яблоко…

И неожиданно, помещаем заранее приготовленное яблоко в аквариум! Что мы видим? Оно плавает! Достаем зеленое яблоко и тоже помещаем его в аквариум. Оно тонет! В чем дело? Намеренно подводим учащихся к выдвижению гипотезы, о том, что возможно причина в цвете? Даем время ребятам высказать свои предположения, скорее всего, учащимися будет озвучена гипотеза о влиянии воды на погруженное тело.

Совместно с учащимися формулируем учебную задачу: выяснить, как влияет жидкость на тело, погруженное в неё.

Озвучиваем тему занятия, помогаем учащимся сформулировать и зафиксировать личностные цели изучения данной темы: какую цель вы ставите перед собой на этот урок? Чему каждый из вас хочет научиться сегодня? Что этот вопрос значит именно для вас?

Общие цели записываем на доске, ребята дополняют своими целями.

Напоминаем учащимся, что основными этапами научного познания мира являются следующие:

Наблюдение, эксперимент

Выдвижение гипотезы

Проверка гипотезы экспериментом

Выбор наиболее вероятной гипотезы и её обоснование

Теоретические расчеты

2. Этап изучения нового (повторяются все этапы научного познания)

Предлагаем провести эксперименты по обнаружению выталкивающей силы:

1. Охарактеризуйте поведение карандаша внутри жидкости: опишите, что произойдет с карандашом, если его погрузить в мензурку и быстро отпустить?

Вывод: если карандаш начал двигаться, значит, на него подействовала сила. Карандаш (или теннисный шарик) движется вверх, значит, эта сила направлена вверх.

2. Пронаблюдайте, как измениться растяжение пружины, если прикрепленный к ней груз опустить в жидкость. Опишите, что вы видели?

Вывод: тело становиться легче в воде! А если опустить груз в соленую воду? Проверяем…

Насколько же легче становится груз в воде?

(Вес тела в воздухе. Вес в пресной воде. Разность показаний в воздухе и воде)

Сравнивая показания, учащиеся убеждаются, что в воде тело становиться легче.

Повторяем вместе с учащимися этапы наших действий, приходим к выводу, что это и есть та сила, с которой вода выталкивает тело:

Нашли вес тела в воздухе.

Нашли вес тела в воде.

Вычислили разность показаний динамометра= выталкивающая сила.

Предлагаем учащимся выяснить: от чего зависит выталкивающая сила?

Активизируем знания через систему вопросов, сопровождая ответы учащихся видеорядом:

Как распределяется давление внутри жидкости под действие силы тяжести?

Чем объясняется увеличение давления жидкости с глубиной?

Как распределяется давление в жидкости на одном и том же уровне?

Демонстрационный эксперимент (проводит ученик, по желанию)

Оборудование: 1) стакан с водой, динамометр, два тела одинаковой массы, но разного объема;

Сравниваем разности веса двух тел одинаковой массы, но разного объема, в воздухе и воде. Зависит ли и как величина выталкивающей силы от объема?

2) рычажные весы, на них уравновешены эти грузы, два стакана с водой;

Нарушится ли равновесие весов, если грузы опустить в воду? Если в стакан насыпать соль?

Учащиеся вспоминают, что если они надевают спасательный жилет, или надувной круг, то они не тонут в воде, даже если не умеют плавать.

Вывод: величина выталкивающей силы зависит от объема, чем больше объем тела, тем больше выталкивающая сила (выводы появляются на доске, дублируются на слайдах).

В результате, учащиеся убеждаются, что на тело, погруженное в жидкость, действует выталкивающая сила, направленная вверх, величина этой силы зависит от объема тела и жидкости, в которую его погружают (от её плотности).

Предлагаем новую проблему: бывает ли такой случай, когда тело всплывает в воздухе? Проверяем, отпустив воздушный шарик, надутый гелием.

Исторический факт: открытие Архимеда.

Сила, которая выталкивает тело из жидкости или газа, называется выталкивающей, или архимедовой силой. Значение этой силы древнегреческий ученый Архимед установил примерно за 250 лет до н.э.

3. Для организации обратной связи используем заранее заготовленные листы обратной связи:

Показать на опыте как вода выталкивает картофель.

Определить выталкивающую силу на опыте.

Зависит ли выталкивающая сила от глубины погружения?

Проверяем правильность ответа, работая с интерактивной моделью.

4. Для организации независимой самостоятельной практики учащихся, организуем групповую дискуссию по предложенным вопросам:

Собака-водолаз легко вытаскивает тонущего из воды, но на берегу не может сдвинуть его с места. Значит ли это, что на суше на человека действует меньшая сила тяжести, чем в воде?

Где легче научиться плавать - в реке, или в море? Почему?

Если в стакан с газированной водой опустить виноградинку, то она сначала утонет, а потом будет всплывать. Означает ли это, что выталкивающая сила, действующая на виноградинку, изменялась, или изменилась сила притяжения?

5. Самоконтроль и самооценка: В чем я разобрался? Доволен ли я? Что мне понравилось сегодня на уроке? Прописать в тетради.

6. Подведение коллективных итогов. Рефлексия.

7. Домашнее задание на выбор, в зависимости от своей успешности на уроке

8. Завершение урока: тест для выяснения картины затруднений на 3-4 мин.

Приложение 10

Исследовательская работа

«Определение плотности твердого тела. Есть ли внутри тела воздушная полость или уплотнение?»

Цель работы:_________________________________________________

Приборы и материалы:_________________________________________

Гипотеза:_______________________________________________________________________________________________________________________________________________

Задание

Для двух тел выполните следующее действия и заполните таблицу.

1. Измерьте массу тела на весах.

2. Измерьте размеры тела, вычислите его объем.

3. Рассчитайте плотность тела

№	Масса тела m, г	Размеры тела	Объем тела V, смі	Плотность вещества, г/смі
		a, см	b, см	с, см

Сделайте вывод и объясните его на основе полученных данных:

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Заключение

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Оцените свою работу в Вашей группе и работу своих товарищей по группе, для этого поставьте галочку в нужной клеточке таблицы.

Оценка и самооценка исследования

	Удовлетворительно	Хорошо	Отлично
Работа всей моей группы
Моя работа в группе
Мое отношение к этому исследованию

Приложение 11

Слайд 1

Слайд 2



Слайд 3

Слайд 4



Слайд 5

Слайд 6



Слайд 7

Слайд 8

Приложение 12

Приложение 13

Опыты для индивидуальной исследовательской работы учащихся на базе лабораторного набора «Оптика»

1. Сборка модели зеркального перископа

Перископ (от греч. periskopйo смотрю вокруг, осматриваю), оптический прибор для наблюдения из укрытий. Многие перископы позволяют измерять горизонтальные и вертикальные углы на местности и определять расстояние до наблюдаемых объектов. Устройство и оптические характеристики перископы обусловлены его назначением, местом установки и глубиной укрытия, из которого ведётся наблюдение. Простейшим является вертикальный перископ, состоящий из вертикальной зрительной трубы и 2 зеркал, установленных под углом 45^о к оси трубы и образующих оптическую систему, которая преломляет световые лучи, идущие от наблюдаемого предмета, и направляет их в глаз наблюдателя. Распространены призменные перископы, в трубе которых вместо зеркал установлены прямоугольные призмы, а также телескопическая линзовая система и оборачивающая система, с помощью которых можно получать увеличенное прямое изображение. Поле зрения перископов при малом увеличении (до 1,5 раза) составляет около 40^о; оно обычно уменьшается с ростом увеличения. Некоторые типы перископов позволяют вести круговой обзор.

Цель работы: используя два зеркала, собрать устройство для наблюдения предмета, скрытого за препятствием.

Оборудование: планшет, магнитные держатели 2 шт., зеркало 2 шт., лимб.

Ход работы.

1. В средней части рабочего стола поставьте сложенный пополам лист бумаги, как это показано на рисунке. Лист будет выполнять роль препятствия, мешающего рассматривать объект наблюдения. За лист положите лимб, чтобы он не был виден.

2. Удерживая металлический планшет вертикально, разместите в его нижней части держатель с прикрепленным зеркалом. Держатель разверните так, чтобы зеркало расположилось под углом около 45° к краям планшета.

3. На противоположном краю планшета разместите второй держатель с зеркалом.

4. Направьте планшет в сторону лимба, лежащего за учебником.

5. Разверните нижнее зеркало так, чтобы в нем появилось изображение верхнего зеркала.

6. Поворачивая верхнее зеркало, добейтесь появления изображения лимба в нижнем зеркале.

7. Экспериментально установите, как расстояние между зеркалами влияет на величину части лимба, наблюдаемую в зеркале.

...