Использование экспериментальных задач на уроке физики

88. Изучаем движение шарика.

Приподнимем на некоторую высоту над поверхностью стола шарик. Отпустим его и понаблюдаем за его движением. Если бы соударения были абсолютно упругими (иногда говорят упругими), то шарик всё время подскакивал бы на одну и ту же высоту. В действительности же, высота подскоков постоянно уменьшается. Уменьшается и интервал времени между последовательными подскоками, что явно ощутимо на слух. Спустя некоторое время подскоки прекращаются, и шарик остаётся на столе.

1 задание - теоретическое.

1.1. Определите долю теряемой (коэффициент энергетических потерь) энергии после первого, второго, третьего отскока.

1.2. Получите зависимость времени от количества отскоков.

2 задание - экспериментальное.

2.1. Прямым методом, используя линейку, определите коэффициент энергетических потерь после первого, второго, третьего удара. Можно определить коэффициент энергетических потерь, используя метод, основанный на измерении суммарного времени движения шарика с момента его бросания с высоты H до момента прекращения подскоков. Для этого вам предстоит установить зависимость общего времени движения с коэффициентом энергетических потерь.

2.2. Определите коэффициент энергетических потерь, используя метод, основанный на измерении суммарного времени движения шарика.

3. Погрешности.

3.1. Сравните погрешности измерений коэффициента энергетических потерь в п. 2.1 и 2.2.

89. Устойчивая пробирка.

- Найдите массу выданной вам пробирки и её внешний и внутренний диаметры.

- Вычислите теоретически, при какой наименьшей высоте h_min и наибольшей высоте h_max налитой в пробирку воды она будет устойчиво плавать в вертикальном положении, и найдите численные значения, используя результаты первого пункта.

- Определите h_min и h_max экспериментально и сравните с результатами пункта 2.

Оборудование: Пробирка неизвестной массы с наклеенной шкалой, сосуд с водой, стаканчик, лист миллиметровой бумаги, нитка.

Примечание. Отклеивать шкалу от пробирки запрещается!

90. Угол между зеркалами. Определите двугранный угол между зеркалами с наибольшей точностью.

Оборудование: Система из двух зеркал, измерительная лента, 3 булавки, лист картона.

91. Шаровой сегмент. Шаровым сегментом называется тело, ограниченное сферической поверхностью и плоскостью. При помощи данного оборудования постройте график зависимости объёма V шарового сегмента единичного радиуса r = 1 от его высоты h.

Примечание. Формула объёма шарового сегмента не предполагается известной. Плотность воды принять равной 1,0 г/см³.

Оборудование: Стакан с водой, теннисный шарик известной массы m с проколом, шприц с иглой, лист миллиметровой бумаги, скотч, ножницы.

92. Снег с водой. Определите массовую долю снега в смеси снега и воды на момент выдачи.

Оборудование: Смесь снега со льдом, термометр, часы.

Примечание. Удельная теплоёмкость воды с = 4200 Дж/(кг•С), удельная теплота плавления льда л = 335 кДж/кг.

93. Регулируемый «чёрный ящик».В «черном ящике», имеющем 3 вывода, собрана электрическая цепь, состоящая из нескольких резисторов с постоянным сопротивлением и одного переменного резистора. Сопротивление переменного резистора можно изменять от нуля до некоторого максимального значения R_o с помощью регулировочной ручки, выведенной наружу.

С помощью омметра исследуйте схему «черного ящика» и, предполагая, что число находящихся в нем резисторов минимально,

- изобразите схему электрической цепи, заключенной в «черном ящике»;

- вычислите сопротивления постоянных резисторов и величину R_o;

- оцените точность вычисленных вами значений сопротивлений.

94. Измерение электрических сопротивлений. Определите сопротивления вольтметра, батарейки и резистора. Известно, что реальную батарейку можно представлять как идеальную, последовательно соединенную с некоторым резистором, а реальный вольтметр - как идеальный, параллельно которому включен резистор.

Оборудование: батарейка, вольтметр, резистор с неизвестным сопротивлением, резистор с известным сопротивлением.

95. Взвешивание сверхлёгких грузов. Определить с помощью предложенного оборудования массу m кусочка фольги.

Оборудование: банка с водой, кусок пенопласта, набор гвоздей, деревянные зубочистки, линейка с миллиметровыми делениями или миллиметровая бумага, остро отточенный карандаш, фольга, салфетки.

96. ВАХ ЧЯ. Определите вольт-амперную характеристику (ВАХ) «чёрного ящика» (ЧЯ). Опишите методику снятия ВАХ и постройте её график. Оцените погрешности.

Оборудование: ЧЯ, ограничивающий резистор известным сопротивлением R, мультиметр в режиме вольтметра, регулируемый источник тока, соединительные провода, миллиметровая бумага.

Внимание. Подключать ЧЯ к источнику тока в обход ограничивающего резистора строго запрещается.

97. Мягкая пружина.

- Экспериментально исследуйте зависимость удлинения мягкой пружины под действием ее собственного веса от числа витков пружины. Дайте теоретическое объяснение найденной зависимости.

- Определите коэффициент упругости и массу пружины.

- Исследуйте зависимость периода колебания пружины от ее числа витков.

Оборудование: мягкая пружина, штатив с лапкой, рулетка, часы с секундной стрелкой, шарик из пластилина массой m = 10 г, миллиметровая бумага.

98. Плотность проволоки. Определите плотность проволоки. Ломать проволоку не разрешается.

Оборудование: кусок проволоки, миллиметровая бумага, нить, вода, сосуд.

Примечание. Плотность воды 1000 кг/м³.

99. Коэффициент трения. Определить коэффициент трения скольжения материала шпульки по дереву. Ось шпульки должна быть горизонтальна.

Оборудование: шпулька, нить длиной 0,5 м, деревянная линейка, закрепленная под углом в штативе, миллиметровая бумага.

Примечание. Во время проведения работы запрещается изменять положение линейки.

100. Доля механической энергии. Определите долю механической энергии, теряемой шариком при падении без начальной скорости с высоты 1 м.

Оборудование: теннисный шарик, линейка длиной 1,5 м, лист белой бумаги формата А4, лист копировальной бумаги, стеклянная пластинка, линейка; кирпич.

Примечание: при малых деформациях шарика можно (но не обязательно) считать справедливым закон Гука.

101. Сосуд с водой «черный ящик». «Черный ящик» представляет собой сосуд с водой, в который опущена нить, на которой закреплены два груза на некотором расстоянии друг от друга. Найдите массы грузов и их плотности. Оцените размеры грузов, расстояние между ними и уровень воды в сосуде.

Оборудование: «черный ящик», динамометр, миллиметровая бумага.

102. Оптический «черный ящик». Оптический «черный ящик» состоит из двух линз, одна из которых является собирающей, а другая - рассеивающей. Определите их фокусные расстояния.

Оборудование: трубка с двумя линзами (оптический «черный» ящик), лампочка, источник тока, линейка, экран с листом миллиметровой бумаги, лист миллиметровой бумаги.

Примечание. Допускается использование света удаленного источника. Приближать лампочку вплотную к линзам (то есть ближе, чем позволяют стойки) не разрешается.

2.5 Опытное апробирование

В течение 2013-2014 учебного года по месту работы - в ГУ «Адаевская СШ» Камыстинского района Костанайской области, были проведены 3 этапа эксперимента.

Первый этап - подготовительный (анализ литературы).

Второй этап - разработка методов и средств использования экспериментальных физических задач на уроках физики.

Третий этап - реализация обучающего эксперимента, обработка данных результатов экспериментального обучения.

В ходе исследования была поставлена цель: выявить и изучить возможности использования экспериментальных задач на уроках физики, на основе анализа психолого-педагогических исследований по проблеме разработать методические рекомендации использования экспериментальных физических задач, способствующих повышению качества знаний учащихся по физике, повышению интереса учащихся к физике как к предмету.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. дать анализ научно-педагогической литературы по данной теме;

2. раскрыть сущность использования экспериментальных задач в школьном курсе физики;

3. разработать некоторые методические рекомендации использования экспериментальных физических задач на уроках физики.

В целях исследования использования экспериментальных задач в процессе изучения физики в средней школе было проведено анкетирование учителей физики в нескольких школах области. В анкете приняли участие 9 учителей физики школ района.

В своей работе используют экспериментальные задачи только 33 % учителей. Причина низкого процента использования экспериментальных задач на уроке: нехватка учебного времени, отсутствие методических рекомендаций. Нехватки в физическом оборудовании по школам - нет. Если свести до минимума время, необходимое для решения экспериментальных задач на уроке, а это значит - подобрать такие задачи, которые можно решить в течение 15-20 минут, то убеждены, что в учебном процессе обязательно нужно использовать экспериментальные задачи и готовы их использовать - около 80 % учителей (см. Приложение Г).

Во всех классах, где вел физику, (7, 8, 9 классы) в течение года на уроках использовал экспериментальные задачи. В конце каждой четверти были проведены итоговые контрольные работы. Результаты приведены в таблице 8.

Таблица 8

Результаты контрольных работ за 4 четверти 2013-14 учебного года

Цель проведения контрольных работ:

- определить общий уровень физических знаний и умений;

- определить качество сформированности знаний;

- проанализировать способность учащихся применять свои знания и умения;

- выявить уровень физических знаний в соответствии с программой по физике.

Анализируя итоги контрольных работ, приходим к выводу, что во всех классах повысился уровень физических знаний и умений учащихся, в соответствии с рисунком 53, т.е. проведенные в течение года уроки с использованием экспериментальных задач, реализуют поставленные задачи.

Мои наблюдения, беседы, анкетирование учащихся, анализ их деятельности на уроках, анализ результатов выполнения экспериментальных домашних задач выявило повышение интереса учащихся. Если раньше за урок ребята задавали 1-2 вопроса, то после уроков с использованием экспериментальных задач число вопросов резко возрастает, причём характер вопросов изменяется. Ребята стремятся проникнуть в сущность объекта изучения, с особым интересом подходят к выбору различных способов решения задач, на уроках стали возникать кратковременные споры, в общем, класс становится активнее. После уроков ученики чаще стали собираться вокруг учительского стола или около установки, разбирая и доказывая друг другу правильность их рассуждений, предлагая свои способы решения. Учащиеся стали больше работать дома. Когда предлагаются экспериментальные задачи, в классе наступает оживление, учащиеся активнее работают. В данном направлении работаю только один год, но, результат очевиден. Поэтому, и в дальнейшем собираюсь использовать как можно чаще и систематично экспериментальные задачи в учебном процессе.

Заключение

Перед образованием стоит задача не столько передать знания учащимся, сколько воспитать самодостаточную личность, ориентирующуюся в современном мире.

Необходимой частью учебного процесса в физике является решение экспериментальных задач. Главная особенность экспериментальных задач состоит в том, что они дают возможность учащемуся проявить творческую самостоятельность, и приучают его при решении конкретных вопросов исходить из неразрывной связи теории с опытом. Вследствие этой связи весь ход решения задачи и его физический смысл приобретают особую ясность для учащихся [37].

Основным достоинством экспериментальных задач является их вещественная постановка, их непосредственная связь с реальными явлениями, протекающими на глазах учащихся.

Эксперимент же не только учит - он увлекает ученика, заставляет лучше понимать то явление, которое демонстрируется. Ведь известно, что человек, заинтересованный в конечном результате, добивается успеха. Так и в данном случае - заинтересовав ученика, мы пробуждаем в нем тягу к знаниям.

В дипломной работе выполнены поставленные задачи: просмотрены и проанализированы статьи и учебные материалы по данному вопросу, разработаны некоторые методические рекомендации использования экспериментальных физических задач на уроках физики.

Проведен констатирующий эксперимент с использованием разработанных методических рекомендаций, в ходе которого пришли к выводу, что во всех классах повысился уровень физических знаний и умений учащихся, повысился интерес учащихся к физике как к предмету. Это означает, что систематическое применение экспериментальных задач на уроках развивает творческое мышление учащихся, мотивирует к осознанному изучению физики, т.е. мы достигли своей цели.

Поэтому, мы рекомендуем использовать как можно чаще и систематично экспериментальные задачи в учебном процессе, как эффективный способ обучения физике.

Список использованной литературы

1. Киселёв В.В., Козлов С.А. Экспериментальные задачи по физике. Ставрополь: 2012. 44 с.

2. Пойа Д. Как решать задачу. М.: 1961. 105 с.

3. Каменецкий С. Е., Орехов В. П. Методика решения задач по физике в средней школе. М.: «Просвещение», 2008. 450 с.

4. Зинченко П. И. Непроизвольное запоминание. М.: «Изд-во АПН РСФСР», 1961. 373 с.

5. Иванова Л.А., Каменецкий С.Е. и др. Методика преподавания школьного курса физики: Общие вопросы. М.: 1979. 248 с.

6. Усова А.В., Бобров А.А. Формирование учебных умений и навыков учащихся на уроках физики. М.: «Просвещение», 1988. 112 с.

7. Основы методики преподавания физики в средней школе. / Под ред. Разумовского В.П., Фабриканта В.А., Перышкина А.В. М.: «Просвещение», 1984.

8. Разумовский В.Г., Хижнякова Л.С., Архипова А.И. и др. Современный урок физики в средней школе. М.: «Просвещение», 1983. 224 с.

9. Иванова Л.А. Активизация познавательной деятельности учащихся на уроках физики при изучении нового материала. М.: «Просвещение», 2006. 492 с.

10. Каменецкий С.Е., Пурышева Н.С., Носова Т.И. и др. Теория и методика обучения физики в школе: Частные вопросы. М.: «Академия», 2000. 384 с.

11. Матвеева Н.А. Экспериментальные задачи в основной школе. // Физика в школе. 2006. № 8. с. 189.

12. Бугаев А.И. Методика преподавания физики в средней школе. М.: «Просвещение», 2007. 289 с.

13. Фридман Л.М. и др. Как научиться решать задачи. М.: «Просвещение», 1979.

14. Сластенин В. А. Педагогика. М.: «Гардарики», 2009. 190 с.

15. Буров В.А. и др. Фронтальные экспериментальные задания по физике в средней школе. М.: «Академия», 2005. 208 с.

16. Знаменский П.А. Методика преподавания физики. Л.: «Учпедгиз», 1955.

17. Мошков С. С. Экспериментальные задачи по физике. Л.: «Учпедгиз», 1955.

18. Галлингер И.В. Экспериментальные задания на уроках физики // Физика в школе. 2008. № 2. с. 26-31.

19. Теория и методика обучения физике в школе. Общие вопросы. / Под ред. Каменецкого С. Е., Пурышевой Н. С. М.: «ГЕОТАР Медиа», 2007. 640 с.

20. Усова А. В., Тулькибаева Н. Н. Практикум по решению физических задач. М.: «Просвещение», 2009. 208 с.

21. Давыдов В.В. Теория развивающего обучения. М.: «ИНТОР», 1996. 544 с.

22. Антипин И. Г. Экспериментальные задачи по физике в 6-7 классах. М.: «Просвещение», 1974. 127 с.

23. Шилов В.Ф. Домашние экспериментальные задания по физике. 7-9 классы. М.: «Школьная пресса», 2003. 2, с. 9-10.

24. Шилов В.Ф. Домашние экспериментальные задания по физике. 9-11 классы. М.: «Знание», 2008. 96 с.

25. Методика преподавания физики в средней школе. / Под ред. Орехова В.П. и Усовой А.В. М.: 1980.

26. Анофрикова С. В., Бобкова М.А., Бордонская Л.А. и др. Методика преподавания физики в средней школе: Частные вопросы. М.: «Просвещение», 1987. 336 с.

27. Иванов А.И. и др. Фронтальные экспериментальные задания по физике: для 10 класса. М.: «Вузовский учебник», 2009. 313 с.

28. Блудов М.И. Беседы по физике. М.: «Просвещение», 2007. 112 с.

29. Жужа Е., Жужа М, Черная Н. Экспериментальные задачи по физике. // Квант. 2007. № 6. с. 212.

30. Марголис А.А., Парфентьева Н.Е., Иванова Л.А. Практикум по школьному физическому эксперименту. М.: «Просвещение», 2007. 304 с.

31. Знаменский А.П. Основы физики. М.: «Просвещение», 2007. 212 с.

32. Ланге В.Н. Экспериментальные физические задачи на смекалку. М.: «Наука», 2009. 128 с.

33. Сёмке А.И. Интересные факты для составления задач по физике: Физика + География + Биология…7-9 классы. // Библиотечка «Первого сентября», сер. «Физика». Вып. 35.). М.: «Чистые пруды», 2010.

34. Трофимова Т.И. Курс физики: Учебное пособие для вузов. М.: «Высшая школа», 2000.

35. Зотов Ю.Б. Организация современного урока. М.: «Просвещение, 1984».

36. Давыдов В.В. Проблемы развивающего обучения. М.: «Педагогика», 1986.

37. Кабардин О.Ф. Педагогический эксперимент. // Физика в школе. 2009. № 6. с. 24-31.

Размещено на Allbest.ru