Experimentálna práca o využití elektronických učebníc v procese štúdia fyziky. Voliteľný predmet: "Praktická a experimentálna fyzika"

Hodnota a typy samostatného experimentu žiakov vo fyzike. Pri vyučovaní fyziky na strednej škole sa experimentálne zručnosti formujú pri vykonávaní samostatných laboratórnych prác.

Vyučovanie fyziky nemožno prezentovať len formou teoretických hodín, aj keď sa žiakom v triede predvádzajú ukážkové fyzikálne pokusy. Ku všetkým typom zmyslového vnímania je nevyhnutné pridať „ručnú prácu“ v triede. To sa dosiahne, keď študenti vykonávajú laboratórny fyzikálny experiment, keď sami zostavujú inštalácie, merajú fyzikálne veličiny, vykonávajú experimenty. Laboratórne štúdium vyvoláva u študentov veľký záujem, čo je celkom prirodzené, keďže v tomto prípade študent spoznáva svet okolo seba na základe vlastných skúseností a vlastných pocitov.

Význam laboratórnych hodín fyziky spočíva v tom, že žiaci si vytvárajú predstavy o úlohe a mieste experimentu v poznávaní. Pri vykonávaní experimentov si žiaci rozvíjajú experimentálne zručnosti, ktoré zahŕňajú tak intelektuálne zručnosti, ako aj praktické zručnosti. Prvá skupina zahŕňa zručnosti: určiť účel experimentu, predložiť hypotézy, vybrať nástroje, naplánovať experiment, vypočítať chyby, analyzovať výsledky, vypracovať správu o vykonanej práci. Druhá skupina zahŕňa zručnosti: zostavenie experimentálnej zostavy, pozorovanie, meranie, experimentovanie.

Okrem toho, význam laboratórneho experimentu spočíva v tom, že pri jeho realizácii sa u študentov rozvíjajú také dôležité osobné vlastnosti, ako je presnosť pri práci s prístrojmi; dodržiavanie čistoty a poriadku na pracovisku, v záznamoch, ktoré sa robia pri pokuse, organizácia, zotrvanie pri získavaní výsledku. Rozvíjajú určitú kultúru duševnej a fyzickej práce.

V praxi vyučovania fyziky v škole existujú tri typy laboratórnych tried:

Frontálna laboratórna práca vo fyzike;

Fyzikálny workshop;

Domáca experimentálna práca z fyziky.

Čelné laboratórne práce- ide o druh praktickej práce, keď všetci žiaci v triede súčasne vykonávajú rovnaký typ experimentu na rovnakom zariadení. Frontálnu laboratórnu prácu vykonáva najčastejšie skupina študentov pozostávajúca z dvoch ľudí, niekedy je možné zorganizovať aj individuálnu prácu. V súlade s tým by kancelária mala mať 15-20 súprav nástrojov na frontálnu laboratórnu prácu. Celkový počet takýchto zariadení bude asi tisíc kusov. Názvy frontálnych laboratórnych prác sú uvedené v učebných osnovách. Je ich veľa, poskytujú sa takmer ku každej téme kurzu fyziky. Pred vykonaním práce učiteľ zisťuje pripravenosť študentov na vedomé vykonávanie práce, určuje s nimi jej účel, diskutuje o postupe práce, pravidlách práce s prístrojmi, metódach výpočtu chýb merania. Frontálna laboratórna práca nie je obsahovo príliš zložitá, chronologicky úzko súvisí s preberanou látkou a je zvyčajne určená na jednu vyučovaciu hodinu. Opisy laboratórnych prác nájdete v školských učebniciach fyziky.

Fyzikálny workshop realizované s cieľom zopakovať, prehĺbiť, rozšíriť a zovšeobecniť poznatky získané z rôznych tém kurzu fyziky; rozvoj a zdokonaľovanie experimentálnych zručností žiakov prostredníctvom používania zložitejších zariadení, komplexnejšieho experimentu; formovanie ich nezávislosti pri riešení problémov spojených s experimentom. Fyzický workshop nie je časovo spojený so študovaným materiálom, koná sa zvyčajne na konci akademického roka, niekedy na konci prvého a druhého semestra a zahŕňa sériu experimentov na určitú tému. Študenti vykonávajú fyzické workshopy v skupine 2-4 ľudí na rôznych zariadeniach; na ďalších vyučovacích hodinách dochádza k zmene práce, ktorá sa vykonáva podľa špeciálne zostaveného rozvrhu. Pri zostavovaní rozvrhu berte do úvahy počet študentov v triede, počet diel dielne, dostupnosť vybavenia. Na každú prácu fyzikálnej dielne sú vyčlenené dve akademické hodiny, čo si vyžaduje zavedenie dvojitých hodín fyziky do rozvrhu. To predstavuje ťažkosti. Z tohto dôvodu a pre nedostatok potrebného vybavenia sa cvičia hodinové fyzické workshopy. Treba poznamenať, že uprednostňuje sa dvojhodinová práca, keďže práca v dielni je náročnejšia ako frontálna laboratórna práca, vykonávajú sa na zložitejších zariadeniach a podiel samostatnej účasti študentov je oveľa väčší ako v prípade frontálna laboratórna práca. Fyzické workshopy sú poskytované najmä v programoch ročníkov 9-11. Každá trieda má približne 10 hodín študijného času na workshop. Ku každej práci musí učiteľ vypracovať návod, ktorý má obsahovať: názov, účel, zoznam prístrojov a zariadení, stručnú teóriu, popis žiakovi neznámych prístrojov, plán vykonania práce. Po ukončení práce musia žiaci odovzdať správu, ktorá musí obsahovať: názov práce, účel práce, zoznam zariadení, schému alebo nákres inštalácie, plán práce, tabuľku výsledkov, vzorce podľa ktorým boli vypočítané hodnoty veličín, výpočty chýb merania, závery. Pri hodnotení práce študentov v dielni by ste mali brať do úvahy ich prípravu na prácu, správu o práci, úroveň formovania zručností, pochopenie teoretického materiálu, použité metódy experimentálneho výskumu.

Domáca experimentálna práca. Domáca laboratórna práca je najjednoduchší samostatný experiment, ktorý žiaci vykonávajú doma, mimo školy, bez priamej kontroly učiteľa nad priebehom práce.

Hlavné úlohy experimentálnej práce tohto typu:

Formovanie schopnosti pozorovať fyzikálne javy v prírode av každodennom živote;

Formovanie schopnosti vykonávať merania pomocou meracích prístrojov používaných v každodennom živote;

Formovanie záujmu o experiment a štúdium fyziky;

Formovanie samostatnosti a aktivity.

Domáce laboratórne práce možno klasifikovať v závislosti od zariadenia použitého na jej vykonávanie:

Diela, v ktorých sa používajú predmety pre domácnosť a improvizované materiály (odmerka, zvinovací meter, váhy pre domácnosť atď.);

Diela, v ktorých sa používajú domáce zariadenia (lúčové váhy, elektroskop atď.);

Práce vykonávané na priemyselných zariadeniach.

Klasifikácia je prevzatá z.

Vo svojej knihe S.F. Pokrovsky ukázal, že domáce experimenty a pozorovania vo fyzike, ktoré vykonávajú samotní študenti: 1) umožňujú našej škole rozširovať oblasť prepojenia teórie a praxe; 2) rozvíjať záujem študentov o fyziku a techniku; 3) prebudiť tvorivé myslenie a rozvíjať schopnosť vynájsť sa; 4) naučiť študentov samostatnej výskumnej práci; 5) rozvíjať v nich cenné vlastnosti: pozorovanie, pozornosť, vytrvalosť a presnosť; 6) laboratórnu prácu v triede dopĺňajú materiálom, ktorý sa v triede nijakým spôsobom nedá vykonávať (séria dlhodobých pozorovaní, pozorovanie prírodných javov a pod.) a 7) privykajú žiakov na uvedomelú, cieľavedomú prácu.

Domáce experimenty a pozorovania vo fyzike majú svoje charakteristické črty, sú mimoriadne užitočným doplnkom v triede a vo všeobecnosti v školskej praktickej práci.

Študentom sa už dlho odporúča mať domáce laboratórium. jeho súčasťou boli predovšetkým pravítka, kadička, lievik, váhy, závažia, silomer, tribometer, magnet, hodinky so sekundovou ručičkou, železné piliny, rúrky, drôty, batéria, žiarovka. Napriek tomu, že súprava obsahuje veľmi jednoduché nástroje, tento návrh si nezískal popularitu.

Na organizáciu domácej experimentálnej práce žiakov môžete využiť takzvané minilaboratórium navrhnuté učiteľom-metodikom E.S. Obedkov, ktorý zahŕňa množstvo domácich potrieb (penicilínové fľaštičky, gumičky, pipety, pravítka atď.), ktoré má k dispozícii takmer každý študent. E.S. Obedkov vyvinul veľmi veľké množstvo zaujímavých a užitočných experimentov s týmto zariadením.

Bolo tiež možné použiť počítač na uskutočnenie modelového experimentu doma. Je zrejmé, že zodpovedajúce úlohy možno ponúknuť len tým žiakom, ktorí majú doma počítač a softvérové a pedagogické nástroje.

Aby sa žiaci chceli učiť, je potrebné, aby bol proces učenia pre nich zaujímavý. Čo je pre študentov zaujímavé? Aby sme získali odpoveď na túto otázku, pozrime sa na úryvky z článku I.V. Litovko, MOS (P) Škola č. 1 Svobodných „Domáce experimentálne úlohy ako prvok tvorivosti žiakov“, zverejnené na internete. Tu je to, čo I.V. Litovko:

„Jednou z najdôležitejších úloh školy je naučiť žiakov učiť sa, posilňovať ich schopnosť sebarozvoja v procese vzdelávania, na čo je potrebné formovať u školákov primerané stabilné túžby, záujmy a zručnosti. Významnú úlohu v tom zohrávajú experimentálne úlohy z fyziky, ktoré sú svojim obsahom krátkodobými pozorovaniami, meraniami a pokusmi úzko súvisiacimi s témou vyučovacej hodiny. Čím viac pozorovaní fyzikálnych javov, experimentov študent urobí, tým lepšie si osvojí skúmaný materiál.

Na štúdium motivácie študentov boli položené nasledujúce otázky a dostali výsledky:

Čo ťa baví na štúdiu fyziky? ?

a) riešenie problémov -19%;

b) demonštrácia pokusov -21 %;

fyzika"

Maťčitateľ fyziky:

Goršeneva Natalia Ivanovna

2011 G
Úloha experimentu vo vyučovaní fyziky.

Už v definícii fyziky ako vedy je spojenie teoretickej aj praktickej časti. Je veľmi dôležité, aby učiteľ v procese vyučovania fyziky dokázal svojim žiakom čo najúplnejšie demonštrovať prepojenie týchto častí. Keď totiž žiaci tento vzťah pocítia, budú vedieť správne teoreticky vysvetliť mnohé procesy, ktoré sa okolo nich odohrávajú v každodennom živote, v prírode.

Bez experimentu neexistuje a nemôže existovať racionálne vyučovanie fyziky; jedno verbálne učenie fyziky nevyhnutne vedie k formalizmu a memorovaniu naspamäť. Prvé myšlienky učiteľa by mali smerovať k tomu, aby študent videl experiment a urobil ho sám, videl zariadenie v rukách učiteľa a držal ho vo vlastných rukách.

Edukačný experiment je vyučovací nástroj vo forme špeciálne organizovaných a vedených učiteľskými a študentskými experimentmi.

Ciele tréningového experimentu:

Riešenie základných vyučovacích a výchovných problémov;
Formovanie a rozvoj kognitívnej a duševnej činnosti;
Polytechnické školenia;
Formovanie svetonázoru žiakov.

Funkcie experimentu:

Kognitívne (základy vedy sú zvládnuté v praxi);
Vzdelávacie (tvorba vedeckého svetonázoru);
Rozvíjanie (rozvíja myslenie a zručnosti).

Typy fyzikálnych experimentov.

Aké formy praktického učenia možno ponúknuť na doplnenie príbehu inštruktora? V prvom rade ide, samozrejme, o pozorovanie žiakov pri predvádzaní pokusov vykonávaných učiteľom v triede pri vysvetľovaní nového učiva alebo pri opakovaní prebratého učiva, je možné navrhnúť aj pokusy vykonávané učiteľom. študenti sami v triede počas vyučovacích hodín v procese frontálnej laboratórnej práce pod priamym dohľadom učiteľa. Môžete tiež navrhnúť: 1) experimenty, ktoré vykonali samotní študenti v triede počas fyzického workshopu; 2) demonštračné pokusy študentov pri odpovedaní; 3) experimenty vykonávané študentmi mimo školy na domácu úlohu učiteľa; 4) pozorovania krátkodobých a dlhodobých javov prírody, techniky a každodenného života, realizované študentmi doma na špeciálne zadania učiteľa.

Čo možno povedať o vyššie uvedených formách vzdelávania?

Demo experiment je jednou zo súčastí edukačného fyzikálneho experimentu a ide o reprodukciu fyzikálnych javov učiteľom na demonštračnom stole pomocou špeciálnych prístrojov. Vzťahuje sa na názorné empirické vyučovacie metódy. Úloha demonštračného experimentu vo vyučovaní je daná úlohou, ktorú experiment zohráva vo fyzikálno-vedných disciplínach ako zdroj poznania a kritérium ich pravdivosti a jeho schopnosti organizovať vzdelávacie a kognitívne aktivity študentov.

Význam demo fyzikálneho experimentu je, že:

Študenti sa oboznamujú s experimentálnou metódou poznávania vo fyzike, s úlohou experimentu vo fyzikálnom výskume (v dôsledku toho si formujú vedecký svetonázor);

Študenti rozvíjajú niektoré experimentálne zručnosti: pozorujú javy, predkladajú hypotézy, plánujú experiment, analyzujú výsledky, stanovujú vzťahy medzi veličinami, vyvodzujú závery atď.

Demonštračný experiment, ktorý je prostriedkom vizualizácie, prispieva k organizácii študentského vnímania vzdelávacieho materiálu, jeho pochopeniu a zapamätaniu; umožňuje realizovať polytechnické vzdelávanie študentov; podporuje zvýšený záujem o štúdium fyziky a vytváranie motivácie k učeniu. Ale keď učiteľ robí demonštračný experiment, hlavnú činnosť vykonáva sám učiteľ a v lepšom prípade jeden alebo dvaja študenti, ostatní študenti len pasívne pozorujú experiment, ktorý robí učiteľ, pričom sami so svojimi vlastných rúk. Preto je potrebné mať samostatný experiment žiakov z fyziky.

Laboratórne práce.

Pri vyučovaní fyziky na strednej škole sa experimentálne zručnosti formujú, keď sami zostavujú inštalácie, merajú fyzikálne veličiny a vykonávajú experimenty. Laboratórne štúdium vyvoláva u študentov veľký záujem, čo je celkom prirodzené, keďže v tomto prípade študent spoznáva svet okolo seba na základe vlastných skúseností a vlastných pocitov.

V praxi vyučovania fyziky v škole existujú tri typy laboratórnych tried:

Frontálna laboratórna práca vo fyzike;

Fyzikálny workshop;

Domáca experimentálna práca z fyziky.

Vykonávanie nezávislých laboratórnych prác.

Čelné laboratórne práce - ide o druh praktickej práce, keď všetci žiaci v triede súčasne vykonávajú rovnaký typ experimentu na rovnakom zariadení. Frontálnu laboratórnu prácu vykonáva najčastejšie skupina študentov pozostávajúca z dvoch ľudí, niekedy je možné zorganizovať aj individuálnu prácu. Tu vzniká problém: učebňa fyziky nemá vždy dostatočný počet súprav nástrojov a zariadení na vykonávanie takejto práce. Staré vybavenie chátra a, žiaľ, nie všetky školy si môžu dovoliť kúpiť nové. A z časového limitu sa nedá ujsť. A ak jeden z tímov neuspeje, niektoré zariadenie nefunguje alebo niečo chýba, potom začnú prosiť učiteľa o pomoc a odvádzajú pozornosť ostatných od vykonávania laboratórnych prác.

V ročníkoch 9-11 sa koná fyzický workshop.

Ku každej práci musí učiteľ vypracovať návod, ktorý má obsahovať: názov, účel, zoznam prístrojov a zariadení, stručnú teóriu, popis žiakovi neznámych prístrojov, plán vykonania práce. Po ukončení práce musia žiaci odovzdať správu, ktorá musí obsahovať: názov práce, účel práce, zoznam zariadení, schému alebo nákres inštalácie, plán práce, tabuľku výsledkov, vzorce podľa ktorým boli vypočítané hodnoty veličín, výpočty chýb merania, závery. Pri hodnotení práce študentov v dielni by ste mali brať do úvahy ich prípravu na prácu, správu o práci, úroveň formovania zručností, pochopenie teoretického materiálu, použité metódy experimentálneho výskumu.

Čo ak však učiteľ požiada žiakov, aby vykonali experiment alebo pozorovanie mimo školy, teda doma alebo na ulici? domáce experimenty by nemali vyžadovať použitie akýchkoľvek zariadení a značné náklady na materiál. Mali by to byť experimenty s vodou, vzduchom, s predmetmi, ktoré sú v každej domácnosti. Niekto môže pochybovať o vedeckej hodnote takýchto experimentov, samozrejme, tá je tam minimálna. Je však zlé, ak si dieťa samo môže skontrolovať zákon alebo jav objavený mnoho rokov pred ním? Žiadna výhoda pre ľudstvo, ale čo je to pre dieťa! Skúsenosť je tvorivá úloha, robiť niečo sám, študent, či chce alebo nie, sa zamyslí nad tým, aké jednoduchšie je uskutočniť experiment, kde sa s podobným javom stretol v praxi, kde sa tento jav ešte dá buď užitočný. Tu je potrebné poznamenať, že deti sa učia rozlišovať fyzikálne experimenty od všetkých druhov trikov, nezamieňať si jeden s druhým.

Hlavné úlohy experimentálnej práce tohto typu:

Formovanie schopnosti pozorovať fyzikálne javy v prírode av každodennom živote;

Formovanie schopnosti vykonávať merania pomocou meracích prístrojov používaných v každodennom živote;

Formovanie záujmu o experiment a štúdium fyziky;

Formovanie samostatnosti a aktivity.

Domáce laboratórne práce možno klasifikovať v závislosti od zariadenia použitého na jej vykonávanie:

Diela, v ktorých sa používajú predmety pre domácnosť a improvizované materiály (odmerka, zvinovací meter, váhy pre domácnosť atď.);

Diela, v ktorých sa používajú domáce zariadenia (lúčové váhy, elektroskop atď.);

Čo potrebuje dieťa, aby malo doma zážitok? V prvom rade ide pravdepodobne o pomerne podrobný popis zážitku s uvedením potrebných položiek, kde sa vo forme dostupnej pre dieťa hovorí, čo má robiť, čomu venovať pozornosť. Okrem toho je učiteľ povinný poskytnúť podrobné pokyny.

Požiadavky na domáce experimenty. V prvom rade je to, samozrejme, bezpečnosť. Keďže experiment vykonáva žiak doma samostatne, bez priameho dozoru učiteľa, experiment by nemal obsahovať žiadne chemikálie a predmety, ktoré ohrozujú zdravie dieťaťa a jeho domáce prostredie. Skúsenosť by si od študenta nemala vyžadovať žiadne významné materiálne náklady, pri experimente by sa mali používať predmety a látky, ktoré sú takmer v každej domácnosti: riad, tégliky, fľaše, voda, soľ a pod. Experiment, ktorý školáci vykonávajú doma, by mal byť jednoduchý na vykonanie a vybavenie, ale zároveň by mal byť hodnotný pri štúdiu a chápaní fyziky v detstve a mal by byť zaujímavý z hľadiska obsahu. Keďže učiteľ nemá možnosť priamo kontrolovať skúsenosti študentov doma, výsledky experimentu by mali byť náležite formalizované (približne tak, ako sa to robí pri vykonávaní frontálnej laboratórnej práce). Výsledky skúseností študentov doma by sa mali prediskutovať a analyzovať na hodine. Práca študentov by nemala byť slepým napodobňovaním ustálených vzorov, mala by obsahovať čo najširší prejav vlastnej iniciatívy, kreativity a hľadania nového. Na základe uvedeného stručne sformulujeme experimentálne domáce úlohy požiadavky:

Bezpečnosť pri vykonávaní;

Minimálne náklady na materiál;

jednoduchosť implementácie;

Jednoduchosť následného dohľadu zo strany učiteľa;

Prítomnosť kreatívneho sfarbenia.
Domáci experiment je možné nastaviť po dokončení témy na hodine. Potom študenti na vlastné oči uvidia a presvedčia sa o platnosti teoreticky naštudovaného zákona či javu. Teoreticky získané a praxou overené poznatky sa zároveň pevne uložia v ich mysli.

Alebo naopak, opýtajte sa na domácu úlohu a po jej dokončení vysvetlite jav. Tak je možné vytvoriť pre žiakov problematickú situáciu a prejsť k problémovému učeniu, ktoré mimovoľne dáva žiakom kognitívny záujem o preberanú látku, zabezpečuje kognitívnu aktivitu žiakov v priebehu učenia a vedie k rozvoj tvorivého myslenia žiakov. V tomto prípade, aj keď si školáci nevedia sami vysvetliť jav, ktorý videli doma, so záujmom si vypočujú učiteľkin príbeh.

Etapy experimentu:

Odôvodnenie pre uskutočnenie experimentu.
Plánovanie a realizácia experimentu.
Vyhodnotenie získaného výsledku.

Akýkoľvek experiment by mal začať hypotézou a skončiť záverom.

Formulácia a zdôvodnenie hypotézy, ktorá môže byť základom pre experiment.
Určenie účelu experimentu.
Objasnenie podmienok potrebných na dosiahnutie cieľa experimentu.
Plánovanie experimentu, ktorý zahŕňa odpovede na otázky:
- aké pozorovanie vykonať
- aké množstvá merať
- zariadenia a materiály potrebné na vykonávanie experimentov
- priebeh experimentov a postupnosť ich realizácie
- výber formy zaznamenávania výsledkov experimentu
Výber potrebných zariadení a materiálov
Inštalačná kolekcia.
Vedenie experimentu, sprevádzané pozorovaniami, meraniami a zaznamenávaním ich výsledkov
Matematické spracovanie výsledkov meraní
Analýza experimentálnych výsledkov, formulácia záverov

Všeobecnú štruktúru fyzikálneho experimentu možno znázorniť takto:

Pri vykonávaní akéhokoľvek experimentu musíte pamätať na požiadavky na experiment.

Požiadavky na experiment:

Viditeľnosť;
Krátke trvanie;
Presvedčivosť, dostupnosť, spoľahlivosť;
Bezpečnosť.

Okrem vyššie uvedených typov experimentov existujú mentálne, virtuálne experimenty (pozri prílohu), ktoré sa vykonávajú vo virtuálnych laboratóriách a majú veľký význam pri absencii vybavenia.

Psychológovia poznamenávajú, že zložitý vizuálny materiál je lepšie zapamätateľný ako jeho popis. Preto je ukážka pokusov zachytená lepšie ako rozprávanie učiteľa o fyzickom zážitku.

Škola je najúžasnejšie laboratórium, pretože v nej vzniká budúcnosť! A čo to bude, závisí od nás, učiteľov!

Domnievam sa, že ak učiteľ pri vyučovaní fyziky použije experimentálnu metódu, pri ktorej sa žiaci systematicky zapájajú do hľadania spôsobov riešenia otázok a problémov, potom môžeme očakávať, že výsledkom vyučovania bude rozvoj všestranného, originálneho, neobmedzovaného myslenie. A je cesta k rozvoju vysokej intelektuálnej aktivity žiakov.

Aplikácia.
Klasifikácia typov experimentov.
Lúka

(výlety)

Domov

Škola

Mentálne

Reálny

Virtuálne

V závislosti od množstva a veľkosti

Laboratórium
Praktické
demonštrácia

Podľa miesta konania

Spôsobom dirigovania

V závislosti od predmetu

Experimentujte

EXPERIMENTÁLNY

ÚLOHY

PRI TRÉNINGU

FYZIKA

Sosina Natalia Nikolaevna

Učiteľ fyziky

MBOU "TSO č. 22 - lýceum umenia"

Pri výučbe študentov fyziky zohrávajú veľkú úlohu experimentálne problémy. Rozvíjajú myslenie a kognitívnu činnosť, prispievajú k hlbšiemu pochopeniu podstaty javov, rozvoju schopnosti formulovať hypotézu a testovať ju v praxi. Hlavným významom riešenia experimentálnych problémov je formovanie a rozvíjanie pomocou ich pozorovania, meracích schopností a schopnosti manipulovať s prístrojmi. Experimentálne úlohy pomáhajú zvyšovať aktivitu žiakov v triede, rozvíjajú logické myslenie, učia analyzovať javy.

Experimentálne problémy zahŕňajú tie, ktoré nie je možné vyriešiť bez nastavenia experimentov alebo meraní. Podľa úlohy experimentu pri riešení možno tieto úlohy rozdeliť do niekoľkých typov:

Problémy, v ktorých nie je možné získať odpoveď na otázku bez experimentu;

Na vytvorenie problémovej situácie sa používa experiment;

Na ilustráciu javu, na ktorý sa vzťahuje problém, sa používa experiment;

Na kontrolu správnosti riešenia slúži experiment.

Experimentálne problémy je možné riešiť v triede aj doma.

Pozrime sa na niektoré experimentálne problémy, ktoré môžete použiť v lekcii.

NIEKTORÉ PROBLÉMY EXPERIMENTÁLNE PROBLÉMY

Vysvetlite pozorovaný jav

- Ak ohrejete vzduch v dóze a na hrdlo dózy položíte mierne nafúknutý balónik s vodou, potom sa nasaje do dózy. prečo?

(Vzduch v plechovke sa ochladzuje, zvyšuje sa jeho hustota a objem

klesá - loptička je vtiahnutá do nádoby)

- Ak sa mierne nafúknutý balón zaleje horúcou vodou, zväčší sa. prečo?

(Vzduch sa ohrieva, rýchlosť molekúl sa zvyšuje a častejšie narážajú na steny lopty. Zvyšuje sa tlak vzduchu. Škrupina je elastická, tlaková sila napína škrupinu a loptička sa zväčšuje)

- Gumenú loptičku umiestnenú v plastovej fľaši nie je možné nafúknuť. prečo? Čo je potrebné urobiť na nafúknutie balóna?

(Balónik izoluje atmosféru vzduchu vo fľaši. Keď sa objem balónika zväčší, vzduch vo fľaši sa stlačí, tlak sa zvýši a zabráni nafúknutiu balóna. Ak sa vo fľaši vytvorí otvor, vzduch tlak vo fľaši sa bude rovnať atmosférickému tlaku a balón je možné nafúknuť).

- Je možné uvariť vodu v zápalkovej škatuľke?

Výpočtové úlohy

- Ako určiť stratu mechanickej energie na jedno úplné zachvenie bremena?

(Strata energie sa rovná rozdielu hodnôt potenciálnej energie záťaže v počiatočnej a konečnej polohe po jednej perióde).

(Na to potrebujete poznať hmotnosť zápalky a čas horenia).

Experimentálne problémy vyžadujúce vyhľadávanie informácií

odpovedať na otázku

- Prineste silný magnet na hlavičku zápalky, takmer nepriťahuje. Spaľte sírovú hlavičku zápalky a prineste ju späť k magnetu. Prečo je teraz hlava zápasu priťahovaná magnetom?

Nájdite informácie o zložení hlavičky zápalky.

DOMÁCE EXPERIMENTÁLNE PROBLÉMY

Domáce experimentálne problémy žiakov veľmi zaujímajú. Pozorovaním akéhokoľvek fyzikálneho javu, zostavením pokusu doma, ktorý je potrebné vysvetliť pri plnení týchto úloh, sa žiaci učia samostatne myslieť, rozvíjajú svoje praktické zručnosti. Plnenie experimentálnych úloh zohráva v dospievaní obzvlášť dôležitú úlohu, keďže v tomto období sa prestavuje charakter výchovno-vzdelávacej činnosti žiaka. Tínedžer už nie je vždy spokojný s tým, že odpoveď na jeho otázku je v učebnici. Túto odpoveď má potrebu získať zo životných skúseností, pozorovaní okolitej reality, z výsledku vlastných experimentov. Žiaci vykonávajú domáce pokusy a pozorovania, laboratórne práce a experimentálne úlohy ochotnejšie a s veľkým záujmom ako iné druhy domácich úloh. Úlohy sa stávajú zmysluplnejšími, hlbšími, zvyšuje sa záujem o fyziku a techniku. Schopnosť pozorovať, experimentovať, skúmať a navrhovať sa stáva neoddeliteľnou súčasťou prípravy študentov na ďalšiu tvorivú prácu v rôznych oblastiach výroby.

Požiadavky na domáce experimenty

V prvom rade je to, samozrejme, bezpečnosť. Nakoľko experiment vykonáva žiak doma sám bez priameho dozoru učiteľa, experiment by nemal obsahovať žiadne chemikálie a predmety, ktoré ohrozujú zdravie dieťaťa a jeho domáce prostredie. Skúsenosť by si od študenta nemala vyžadovať žiadne významné materiálne náklady, pri experimente by sa mali používať predmety a látky, ktoré sú takmer v každej domácnosti: riad, tégliky, fľaše, voda, soľ a pod. Experiment, ktorý školáci vykonávajú doma, by mal byť jednoduchý na vykonanie a vybavenie, ale zároveň by mal byť hodnotný pri štúdiu a chápaní fyziky v detstve a mal by byť zaujímavý z hľadiska obsahu. Keďže učiteľ nemá možnosť priamo kontrolovať skúsenosti študentov doma, výsledky experimentu by mali byť náležite formalizované (približne tak, ako sa to robí pri vykonávaní frontálnej laboratórnej práce). Výsledky skúseností študentov doma by sa mali prediskutovať a analyzovať na hodine. Práca študentov by nemala byť slepým napodobňovaním ustálených vzorov, mala by obsahovať čo najširší prejav vlastnej iniciatívy, kreativity a hľadania nového. Na základe vyššie uvedeného môžeme sformulovať požiadavky na experimentálne domáce úlohy:

- bezpečnosť pri vykonávaní;
- minimálne náklady na materiál;
- jednoduchosť implementácie;
- majú hodnotu pri štúdiu a porozumení fyziky;
- jednoduchosť následnej kontroly zo strany učiteľa;
- prítomnosť kreatívneho sfarbenia.

NIEKTORÉ DOMÁCE EXPERIMENTÁLNE PROBLÉMY

- Určte hustotu čokoládovej tyčinky, mydla, vrecka šťavy;

- Vezmite tanierik a ponorte ho okrajom do hrnca s vodou. Podšálka sa potápa. Teraz podšálku spustite hore dnom do vody, pláva. prečo? Určte vztlak plávajúceho taniera.

- Na dne plastovej fľaše urobte dieru pomocou šidla, rýchlo naplňte vodou a pevne uzavrite viečkom. Prečo voda prestala vytekať?

- Ako určiť úsťovú rýchlosť hračkárskej pištole iba pomocou meracej pásky.

- Žiarovka hovorí 60 W, 220 V. Určte odpor cievky. Vypočítajte dĺžku cievky žiarovky, ak je známe, že je vyrobená z volfrámového drôtu s priemerom 0,08 mm.

- Zapíšte si výkon rýchlovarnej kanvice podľa pasu. Určte množstvo tepla uvoľneného za 15 minút a náklady na energiu spotrebovanú počas tejto doby.

Na organizovanie a vedenie hodiny s problematickými experimentálnymi úlohami má učiteľ skvelú príležitosť ukázať svoje tvorivé schopnosti, vybrať si úlohy podľa vlastného uváženia, určené pre konkrétnu triedu, v závislosti od stupňa prípravy študentov. V súčasnosti existuje veľké množstvo metodickej literatúry, o ktorú sa môže učiteľ pri príprave na vyučovanie oprieť.

Môžete použiť knihy ako

L.A. Gorev. Zábavné pokusy z fyziky v 6. - 7. ročníku strednej školy - M .: "Vzdelávanie", 1985

V.N. Lange. Experimentálne fyzikálne úlohy pre vynaliezavosť: učebnica.- M.: Nauka. Hlavná redakcia fyzikálnej a matematickej literatúry, 1985

L. A. Gorlová. Netradičné hodiny, mimoškolské aktivity - M.: "Vako", 2006

V.F.Shilov. Experimentálna domáca úloha z fyziky. 7 - 9 ročníkov. - M .: "Školská tlač", 2003

Niektoré experimentálne problémy sú uvedené v prílohách.

PRÍLOHA 1

(zo stránky učiteľa fyziky V.I. Elkina)

Experimentálne úlohy

1 ... Zistite, koľko kvapiek vody obsahuje pohár, ak máte pipetu, váhu, závažie, pohár vody, nádobu.

Riešenie. Dajte povedzme 100 kvapiek do prázdnej nádoby a určite ich hmotnosť. Koľkokrát je hmotnosť vody v pohári väčšia ako hmotnosť 100 kvapiek, koľkokrát je väčší počet kvapiek.

2 ... Určte plochu rovnomerného kartónu nepravidelného tvaru, ak máte nožnice, pravítko, váhy, závažia.

Riešenie. Odvážte tanier. Vystrihnite z neho pravidelný tvar (napríklad štvorec), ktorého plocha sa dá ľahko zmerať. Nájdite pomer hmotností - rovná sa pomeru plôch.

3 ... Určte hmotnosť jednotného kartónu správneho tvaru (napríklad veľkého plagátu), ak máte nožnice, pravítko, váhy, závažia.

Riešenie. Nemusíte vážiť celý plagát. Určte jeho plochu a potom z okraja vyrežte pravidelný tvar (napríklad obdĺžnik) a zmerajte jeho plochu. Nájdite pomer plochy - rovná sa pomeru hmotnosti.

4 ... Určte polomer kovovej gule bez použitia posuvného meradla.

Riešenie. Určte objem gule pomocou kadičky a zo vzorca V = (4/3) R 3 určte jej polomer.

Riešenie. Pevne naviňte na ceruzku, napríklad 10 závitov nite a zmerajte dĺžku vinutia. Vydelením číslom 10 zistíte priemer závitu. Pomocou pravítka určíme dĺžku cievky, vydelíme ju priemerom jedného závitu a dostaneme počet závitov v jednej vrstve. Po zmeraní vonkajšieho a vnútorného priemeru cievky nájdite ich rozdiel, vydeľte priemerom závitu - zistíte počet vrstiev. Vypočítajte dĺžku jedného závitu v strede cievky a vypočítajte dĺžku nite.

Vybavenie. Kadička, skúmavka, pohár s cereáliami, pohár vody, pravítko.

Riešenie. Zrná považujte za približne rovnaké a sférické. Pomocou sériovej metódy vypočítajte priemer zrna a následne jeho objem. Do skúmavky s obilninami nalejte vodu tak, aby voda vyplnila medzery medzi zrnkami. Pomocou kadičky vypočítajte celkový objem obilniny. Vydelením celkového objemu obilnín objemom jedného zrna spočítajte počet zŕn.

7 ... Pred vami je kus drôtu, meracie pravítko, nožnice na drôt a váha. Ako odrezať dva kusy drôtu naraz (s presnosťou 1 mm), aby ste získali domáce závažia s hmotnosťou 2 a 5 g?

Riešenie. Zmerajte dĺžku a hmotnosť celého drôtu. Vypočítajte dĺžku drôtu na každý gram jeho hmotnosti.

8 ... Určite hrúbku vlasov.

Riešenie. Naviňte slučku do slučky vlasov na ihle a zmerajte dĺžku riadku. Keď poznáte počet závitov, vypočítajte priemer vlasov.

9 ... Existuje legenda o založení mesta Kartágo. Dido, dcéra týrskeho kráľa, stratila manžela, ktorého zabil jej brat, utiekla do Afriky. Tam kúpila od numídskeho kráľa toľko pôdy, „koľko zaberie kravská koža“. Keď sa obchod uskutočnil, Dido rozstrihal hovädziu kožu na tenké tangá a vďaka takémuto triku pokryl plochu dostatočnú na stavbu pevnosti. Akoby teda vznikla pevnosť Kartágo a neskôr bolo postavené mesto. Skúste približne určiť, akú plochu by mohla pevnosť zaberať, ak predpokladáme, že veľkosť hovädzej kože je 4 m2 a šírka remienkov, do ktorých ju Dido nastrihala, je 1 mm.

Odpoveď. 1 km 2.

10 ... Zistite, či hliníkový predmet (napríklad guľa) má vo vnútri dutinu.

Riešenie. Na určenie telesnej hmotnosti vo vzduchu a vo vode použite dynamometer. Vo vzduchu P = mg a vo vode P = mg - F, kde F = gV je Archimedova sila. Nájdite a vypočítajte objem gule V vo vzduchu a vo vode pomocou referenčnej knihy.

11 ... Vypočítajte vnútorný polomer tenkej sklenenej trubice pomocou vážených váh, rovnej hrany a nádoby s vodou.

Riešenie. Nalejte vodu do skúmavky. Zmerajte výšku stĺpca kvapaliny, potom vylejte vodu zo skúmavky a určte jej hmotnosť. Ak poznáte hustotu vody, určte jej objem. Polomer vypočítajte zo vzorca V = SH = R 2 H.

12 Určite hrúbku hliníkovej fólie bez použitia mikrometra alebo posuvného meradla.

Riešenie. Určte hmotnosť hliníkového plechu vážením, plochu - pomocou pravítka. Nájdite hustotu hliníka v referenčnej knihe. Potom vypočítajte objem a zo vzorca V = Sd - hrúbka fólie d.

13 ... Vypočítajte hmotnosť tehly v stene domu.

Riešenie. Keďže tehly sú štandardné, hľadajte v stene tehly, ktoré možno merať na dĺžku, hrúbku alebo šírku. Nájdite hustotu tehly v referenčnej knihe a vypočítajte hmotnosť.

14 ... Vyrobte si „vreckovú“ váhu na váženie tekutiny.

Riešenie. Najjednoduchšia "váha" je kadička.

15 ... Dvaja študenti robili korouhvičku na určenie smeru vetra. Nad nimi umiestnili krásne vlajky, vyrezané z rovnakého kusu cínu - na jednej veternej lopatke obdĺžnikové, na druhej - trojuholníkové. Ktorá vlajka, trojuholníková alebo obdĺžniková, vyžaduje viac farby?

Riešenie. Keďže vlajky sú vyrobené z rovnakého kusu cínu, stačí ich odvážiť, väčšie na váhu majú väčšiu plochu.

16 ... Zakryte list papiera knihou a trhnutím ju zdvihnite. Prečo sa za ňou dvíha list?

Odpoveď. Kúsok papiera zvyšuje atmosférický tlak, pretože v momente odtrhnutia knihy sa medzi ňou a listom vytvorí vzácnosť.

17 ... Ako vyliať vodu z pohára na stole bez toho, aby ste sa ho dotkli?

Vybavenie. Trojlitrová nádoba, do 2/3 naplnená vodou, dlhá gumená trubica.

Riešenie. Ponorte jeden koniec dlhej gumenej trubice úplne naplnenej vodou do nádoby. Vezmite druhý koniec hadičky do úst a vysajte vzduch, kým hladina kvapaliny v hadičke nebude nad okrajom plechovky, potom ju vyberte z úst a druhý koniec hadičky spustite pod hladinu vody v nádobe. plechovka - voda potečie sama. (Túto techniku často používajú vodiči pri prelievaní benzínu z nádrže auta do kanistra).

18 ... Zistite, aký tlak vyvíja kovová tyč, ktorá tesne leží na dne nádoby s vodou.

Riešenie. Tlak na dno pohára je tvorený tlakom stĺpca kvapaliny nad tyčou a tlakom vyvíjaným na dno priamo tyčou. Pomocou pravítka určite výšku stĺpca kvapaliny, ako aj oblasť okraja tyče, na ktorej leží.

19 ... Dve guľôčky rovnakej hmotnosti sa ponoria, jedna do čistej vody, druhá do vysoko slanej vody. Rameno, na ktorom sú zavesené, je v rovnováhe. Zistite, ktorá nádoba obsahuje čistú vodu. Nemôžete ochutnať vodu.

Riešenie. Lopta ponorená do slanej vody stráca na hmotnosti menej ako loptička v čistej vode. Preto bude jeho hmotnosť väčšia, preto je to lopta, ktorá visí na kratšom ramene. Ak okuliare zložíte, vytiahne loptičku zavesenú na dlhšom ramene.

20 ... Čo je potrebné urobiť, aby kúsok plastelíny plával vo vode?

Riešenie. Vyrobte si „loďku“ z plastelíny.

21 ... Plastová fľaša od sódy bola naplnená do 3/4 vodou. Čo je potrebné urobiť, aby sa plastelínová guľa hodená do fľaše potopila, ale vznášala sa, ak sa korok priskrutkuje a stlačí steny fľaše?

Riešenie. Vo vnútri lopty je potrebné vytvoriť vzduchovú dutinu.

22 ... Aký tlak vyvíja mačka (pes) na podlahu?

Vybavenie. Kúsok papiera v klietke (zo žiackeho zošita), tanierik s vodou, domáca váha.

Riešenie. Zvážte zviera na domácej váhe. Navlhčite mu labky a nechajte ho prebehnúť po papieri v klietke (zo žiackeho zošita). Určte oblasť chodidla a vypočítajte tlak.

23 ... Ak chcete rýchlo vyliať šťavu z nádoby, musíte vo veku urobiť dva otvory. Hlavné je, že keď začnete šťavu z plechovky vylievať, sú jedna hore, druhá diametrálne dole. Prečo sú potrebné dve diery a nie jedna? Vysvetlenie. Vzduch vstupuje do horného otvoru. Vplyvom atmosférického tlaku šťava vyteká dnu. Ak je tam len jedna diera, tlak v plechovke sa bude pravidelne meniť a šťava začne „grgať“.

24 ... Šesťhranná ceruzka sa valí na hárku papiera, ktorého šírka okraja je 5 mm. Aká je trajektória pohybu jeho stredu? Kresliť.

Riešenie. Trajektória je sínusoida.

25 ... Na povrchu okrúhlej ceruzky bol vytvorený bod. Ceruzka sa umiestnila na naklonenú rovinu a nechala sa otáčať. Nakreslite trajektóriu bodu vzhľadom na povrch stola, zväčšenú 5-krát.

Riešenie. Trajektória je cykloida.

26 ... Kovovú tyč zaveste na dve trojnožky tak, aby jej pohyb mohol byť translačný; rotačné.

Riešenie. Tyč zaveste na dve nite tak, aby bola vodorovne. Ak ho zatlačíte, bude sa pohybovať a zostane rovnobežne so sebou. Ak ho zatlačíte naprieč, začne vibrovať, t.j. vykonať rotačný pohyb.

27 ... Určte rýchlosť pohybu konca sekundovej ručičky náramkových hodiniek.

Riešenie. Zmerajte dĺžku sekundovej ručičky - to je polomer kruhu, po ktorom sa pohybuje. Potom vypočítajte obvod a vypočítajte rýchlosť

28 ... Určte, ktorá guľa má najväčšiu hmotnosť. (Nemôžete zbierať lopty.)

Riešenie. Umiestnite loptičky do radu a pomocou pravítka povedzte všetkým súčasne rovnakú tlakovú silu. Ten, ktorý odletí na najmenšiu vzdialenosť, je najťažší.

29 ... Určte, ktorá z dvoch zdanlivo rovnakých pružín má najvyšší faktor tuhosti.

Riešenie. Zapnite pramene a roztiahnite ich v opačných smeroch. Pružina s nižším faktorom tuhosti sa natiahne viac.

30 ... Dostanete dve rovnaké gumené loptičky. Ako dokázať, že jedna z loptičiek sa pri páde z rovnakej výšky odrazí vyššie ako druhá? Hádzanie loptičiek, tlačenie sa proti sebe, zdvíhanie zo stola, kotúľanie sa po stole nie je dovolené.

Riešenie. Guličky musia byť stlačené ručne. Ktorá loptička je odolnejšia, odraz bude vyšší.

31 ... Určte koeficient klzného trenia oceľovej gule na dreve.

Riešenie. Vezmite dve rovnaké gule, spojte ich plastelínou, aby sa pri rolovaní neotáčali. Drevené pravítko umiestnite do statívu pod takým uhlom, aby sa po ňom posúvajúce guľôčky pohybovali v priamom smere a rovnomerne. V tomto prípade = tg, kde je uhol sklonu. Po zmeraní výšky naklonenej roviny a dĺžky jej základne nájdite dotyčnicu tohto uhla sklonu (koeficient klzného trenia).

32 ... Máte hračkársku pištoľ a pravítko. Určte rýchlosť "guľky" pri výstrele.

Riešenie. Strieľajte kolmo nahor, všimnite si výšku stúpania. V najvyššom bode sa kinetická energia rovná potenciálu - z tejto rovnosti nájdite rýchlosť.

33 ... Vodorovne umiestnená tyč s hmotnosťou 0,5 kg leží na jednom konci na podpere a na druhom konci na odnímateľnom stole pre demonštračný dynamometer. Aký je údaj na dynamometri?

Riešenie. Celková hmotnosť tyče je 5 N. Keďže tyč spočíva na dvoch bodoch, hmotnosť tela je rovnomerne rozložená na oba body podpery, preto silomer ukáže 2,5 N.

34 ... Na stole študenta je vozík s nákladom. Študent naň mierne zatlačí rukou a vozík po prejdení určitej vzdialenosti sa zastaví. Ako zistím počiatočnú rýchlosť vozíka?

Riešenie. Kinetická energia vozíka v počiatočnom momente jeho pohybu sa rovná práci trecej sily po celej dráhe pohybu, teda m 2/2 = Fs. Na zistenie rýchlosti potrebujete poznať hmotnosť naloženého vozíka, treciu silu a prejdenú vzdialenosť. Na základe toho je potrebné mať váhu, silomer, pravítko.

35 ... Na stole je guľa a kocka z ocele. Ich hmotnosti sú rovnaké. Zdvihol si obe telá a pritlačil ich k stropu. Budú mať rovnakú potenciálnu energiu?

Riešenie. nie Ťažisko kocky je nižšie ako ťažisko lopty, preto je potenciálna energia lopty menšia.

DODATOK 2

(z knihy V.N. Langeho "Experimentálne fyzické problémy pre vynaliezavosť" - experimentálne problémy doma)

1. Boli ste požiadaní, aby ste našli hustotu cukru. Ako to urobiť iba pomocou domácej kadičky, ak je potrebné experiment vykonať s kryštálovým cukrom?

2. Ako priblížiť hmotnosť telesa pomocou 100-gramového závažia, trojuholníkového pilníka a pravítka s dielikmi, ak sa veľmi nelíši od hmotnosti závažia? Čo robiť, ak sa namiesto závažia dáva súprava „medených“ mincí?

3. Ako zistiť hmotnosť pravítka pomocou medených mincí?

4. Váha, ktorá je v dome k dispozícii, je kalibrovaná len do 500 g. Ako ju môžeme použiť na váženie knihy s hmotnosťou okolo 1 kg, ktorá má aj cievku s niťou?

5. K dispozícii máte vaňu naplnenú vodou, malý téglik so širokým hrdlom, pár drobných, kvapkadlo, pastelku (alebo mäkkú ceruzku). Ako použiť tieto - a iba tieto - predmety na zistenie hmotnosti jednej kvapky vody?

6. Ako použiť váhy, súpravu závaží a nádobu s vodou na určenie hustoty kameňa, ak nemožno priamo zmerať jeho objem?

7. Ako rozlíšiť, keď máte k dispozícii pružinu (alebo prúžok gumy), strunu a kus železa, v ktorej z dvoch nepriehľadných nádob je naliaty petrolej a v ktorej - petrolej s vodou?

8. Ako pomocou váhy a sady závaží zistíte kapacitu (tj vnútorný objem) hrnca?

9. Ako rozdeliť obsah valcového pohára naplneného tekutinou až po okraj na dve rovnaké časti, ktoré majú ešte jednu nádobu, ale majú odlišný tvar a o niečo menší objem?

10. Dvaja súdruhovia odpočívali na balkóne a premýšľali, ako bez otvárania zápalkových škatúľ určiť, v koho škatuľke je menej zápaliek. Akú metódu môžete navrhnúť?

11. Ako určiť polohu ťažiska hladkej palice bez použitia akéhokoľvek náradia?

12. Ako zmerať priemer futbalovej lopty pomocou pevného (napríklad obyčajného dreveného) pravítka?

13. Ako zistiť priemer malej guľôčky pomocou kadičky?

14. Je potrebné čo najpresnejšie poznať priemer pomerne tenkého drôtu, ktorý má na tento účel len školský zošit „v klietke“ a ceruzku. čo treba urobiť?

15. Nachádza sa tu obdĺžniková nádoba čiastočne naplnená vodou, v ktorej pláva telo ponorené vo vode. Ako zistiť hmotnosť tohto telesa pomocou jedného pravítka?

16. Ako zistiť hustotu korku pomocou oceľovej ihly a kadičky naplnenej vodou?

17. Ako, mať len pravítko, zistíte hustotu dreva, z ktorého je palica vyrobená, plávajúce v úzkej valcovej nádobe?

18. Sklenená trubica má vo vnútri dutinu. Je možné určiť objem dutiny pomocou váh, súpravy závaží a nádoby s vodou bez porušenia zátok? A ak áno, ako?

19. Na podlahe je pribitý železný plech, ľahká drevená palica (tyč) a pravítko. Vypracujte metódu na určenie koeficientu trenia dreva na železe iba pomocou uvedených položiek.

20. V miestnosti osvetlenej elektrickou lampou musíte zistiť, ktorá z dvoch zberných šošoviek s rovnakým priemerom má najväčšiu optickú silu. Na tento účel nie sú k dispozícii žiadne špeciálne zariadenia. Uveďte spôsob riešenia problému.

21. Existujú dve šošovky s rovnakým priemerom: jedna zbiehavá, druhá rozptylová. Ako určiť, ktorý z nich má najväčšiu optickú silu, bez použitia prístrojov?

22. V dlhej chodbe bez okien visí elektrická lampa. Dá sa zapáliť a uhasiť spínačom inštalovaným pri vchodových dverách na začiatku chodby. Pre tých, ktorí vychádzajú na ulicu, je to nepohodlné, pretože cestu musia absolvovať v tme, kým vyjdú von. Nešťastný je však aj ten, kto vošiel a rozsvietil lampu pri vchode: po prejdení chodby nechá lampu svietiť márne. Je možné vymyslieť schému, ktorá vám umožní zapínať a vypínať lampu z rôznych koncov chodby?

23. Predstavte si, že vás požiadali, aby ste použili prázdnu plechovku a stopky na meranie výšky domu. Vedeli by ste si s úlohou poradiť? Povedzte nám, ako postupovať?

24. Ako zistiť rýchlosť prúdenia vody z vodovodnej batérie, ktorá má valcovú nádobu, stopky a posuvné meradlo?

25. Voda vyteká z voľne uzavretého kohútika tenkým prúdom. Ako môžete určiť prietok vody iba jedným pravítkom, ako aj jej objemový prietok (teda objem vody, ktorý vytečie z kohútika za jednotku času)?

26. Navrhuje sa určiť gravitačné zrýchlenie pozorovaním prúdu vody vytekajúceho z voľne uzavretého vodovodného kohútika. Ako dokončiť úlohu, ak máte na tento účel pravítko, nádobu známeho objemu a hodiny?

27. Povedzme, že potrebujete naplniť veľkú nádrž známeho objemu vodou pomocou flexibilnej hadice vybavenej valcovou tryskou. Chcete vedieť, ako dlho bude táto nudná činnosť trvať. Neviete na to prísť len pomocou pravítka?

28. Ako určiť hmotnosť predmetu pomocou závažia známej hmotnosti, ľahkej šnúry, dvoch klincov, kladiva, kúska plastelíny, matematických tabuliek a uhlomeru?

29. Ako merať tlak vo futbalovej lopte pomocou citlivej stupnice a pravítka?

30. Ako určiť tlak vo vyhorenej žiarovke pomocou valcovej nádoby s jódom a pravítka?

31. Skúste vyriešiť predchádzajúci problém, ak smieme použiť hrniec naplnený vodou a váhu so sadou závaží.

32. Daná úzka sklenená trubica, zapečatená na jednom konci. Rúrka obsahuje vzduch oddelený od okolitej atmosféry stĺpcom ortuti. Existuje aj pravítko. Určte s ich pomocou atmosférický tlak.

33. Ako určiť merné výparné teplo vody s domácou chladničkou, hrncom neznámeho objemu, hodinami a rovnomerne horiacim plynovým horákom? Špecifická tepelná kapacita vody sa považuje za známu.

34. Potrebujete zistiť spotrebu elektrickej energie z mestskej siete televízorom (alebo iným elektrospotrebičom), pomocou stolovej lampy, cievky nite, žehličky a elektromera. Ako dokončíte tento quest?

35. Ako zistiť odpor elektrickej žehličky v prevádzke (nie sú informácie o jej výkone) pomocou elektromera a rádiového prijímača? Zvážte oddelene prípady batériových rádií a mestských rozvodov.

36. Za oknom sneží, ale v izbe je teplo. Bohužiaľ nie je nič na meranie teploty - chýba teplomer. Ale potom je tu batéria galvanických článkov, veľmi presný voltmeter a ampérmeter, medený drôt koľko len chcete a fyzická príručka. Je možné s ich pomocou zistiť teplotu vzduchu v miestnosti?

37. Ako vyriešiť predchádzajúci problém, ak neexistovala žiadna fyzická príručka, ale okrem uvedených položiek je povolené používať elektrický sporák a hrniec s vodou?

38. Označenia pólov boli vymazané z magnetu v tvare podkovy, ktorý máme k dispozícii. Existuje samozrejme mnoho spôsobov, ako zistiť, ktorá je južná a ktorá severná. Ale musíte túto úlohu dokončiť pomocou televízora! Čo by si mal urobiť?

39. Ako určiť znaky pólov neoznačenej batérie pomocou cievky izolovaného drôtu, železnej tyče a televízora.

40. Ako zistíte, či je oceľová tyč zmagnetizovaná, ak máte k dispozícii kus medeného drôtu a cievku nite?

41. Dcéra sa obrátila na otca, ktorý zaznamenával stav elektromera pri svetle lampy, so žiadosťou, aby ju pustil na prechádzku. Otec dal povolenie a požiadal svoju dcéru, aby sa vrátila presne o hodinu neskôr. Ako môže otec kontrolovať dĺžku prechádzky bez použitia hodín?

42. Problém 22 je pomerne často publikovaný v rôznych zbierkach, a preto je dobre známy. Úloha je však rovnakého charakteru, ale o niečo ťažšia. Vymyslite obvod, ktorý vám umožní zapínať a vypínať elektrickú lampu alebo iné zariadenie napájané zo siete z ľubovoľného počtu rôznych miest.

43. Ak položíte drevenú kocku na plátno potiahnutý disk rádiového prehrávača blízko osi otáčania, kocka sa bude otáčať spolu s diskom. Ak je vzdialenosť k osi otáčania veľká, kocka sa spravidla z disku vyhodí. Ako určiť koeficient trenia dreva na látke len s jedným pravítkom?

44. Vypracujte metódu na určenie objemu miestnosti pomocou dostatočne dlhej a tenkej nite, hodín a závažia.

45. Pri výučbe hudby, baletného umenia, pri tréningu športovcov a na niektoré iné účely sa často používa metronóm - zariadenie, ktoré vydáva periodické prudké kliknutia. Trvanie intervalu medzi dvoma údermi (kliknutiami) metronómu sa nastavuje pohybom závažia na špeciálnej výkyvnej stupnici. Ako vygradovať metronóm za pár sekúnd pomocou struny, oceľovej guľôčky a zvinovacieho metra, ak sa to nerobí v továrni?

46. Hmotnosť metronómu s nestupňovanou stupnicou (pozri predchádzajúci problém) musí byť nastavená tak, aby časový interval medzi dvoma údermi bol rovný jednej sekunde. Na tento účel je dovolené použiť dlhý rebrík, kameň a zvinovací meter. Ako by sa mal tento súbor položiek zlikvidovať, aby sa úloha dokončila?

47. Nachádza sa tu drevený obdĺžnikový hranol s jedným okrajom oveľa väčším ako ostatné dva. Ako použiť iba jedno pravítko na určenie koeficientu trenia tyče na povrchu podlahy v miestnosti?

48. Moderné mlynčeky na kávu sú poháňané elektromotorom s nízkym výkonom. Ako bez demontáže mlynčeka na kávu určiť smer otáčania rotora jeho motorov

49. Dve duté gule s rovnakou hmotnosťou a objemom sú natreté rovnakou farbou, ktorá je nežiaduca poškriabať. Jedna guľa je vyrobená z hliníka a druhá je vyrobená z medi. Aký je najjednoduchší spôsob, ako zistiť, ktorá guľa je hliníková a ktorá medená?

50. Ako určiť "hmotnosť určitého telesa pomocou rovnomernej lišty s predelmi a kúska nie veľmi hrubého medeného drôtu? Je dovolené použiť aj fyzickú príručku."

51. Ako odhadnúť polomer konkávneho guľového zrkadla (alebo polomer zakrivenia konkávnej šošovky) pomocou stopiek a oceľovej gule známeho polomeru?

52. Dve rovnaké guľovité sklenené banky sú naplnené rôznymi kvapalinami. Ako určiť, v ktorej kvapaline je rýchlosť svetla väčšia, ak má na tento účel iba elektrickú lampu a list papiera?

53. Zafarbený celofánový film možno použiť ako jednoduchý monochromátor - zariadenie, ktoré oddeľuje pomerne úzky interval svetelných vĺn od spojitého spektra. Ako z tohto intervalu určiť priemernú vlnovú dĺžku pomocou stolovej lampy, gramofónu s platňou (najlepšie dlhohrajúcej), pravítka a hárku kartónu s malým otvorom? Je dobré, ak sa na vašom experimente zúčastní kamarát s ceruzkou.

Úvod

Kapitola 1. Teoretické základy využitia experimentálnej metódy na hodinách fyziky na strednej škole

1 Úloha a význam experimentálnych úloh v školskom kurze fyziky (definícia experimentu v pedagogike, psychológii a v teórii vyučovacích metód fyziky)

2 Rozbor programov a učebníc o využití experimentálnych úloh v školskom kurze fyziky

3 Nový prístup k vykonávaniu experimentálnych úloh vo fyzike s pomocou konštruktérov Lego na príklade časti „Mechanika“

4 Metódy vykonávania pedagogického experimentu na úrovni zisťovacieho experimentu

5 Závery z prvej kapitoly

Kapitola 2. Vývoj a metódy vykonávania experimentálnych úloh v časti „Mechanika“ pre žiakov 10. ročníka všeobecného vzdelávacieho profilu

1 Vývoj systémov experimentálnych úloh na tému „Kinematika bodu“. Metodické odporúčania na použitie na hodinách fyziky

2 Vývoj sústav experimentálnych úloh na tému „Kinematika tuhého telesa“. Metodické odporúčania na použitie na hodinách fyziky

3 Vývoj systémov experimentálnych úloh na tému „Dynamika“. Metodické odporúčania na použitie na hodinách fyziky

4 Vývoj systémov experimentálnych úloh na tému „Zákony zachovania v mechanike“. Metodické odporúčania na použitie na hodinách fyziky

5 Vývoj systémov experimentálnych úloh na tému „Statika“. Metodické odporúčania na použitie na hodinách fyziky

6 Závery k druhej kapitole

Záver

Bibliografia

Odpoveď na otázku

Úvod

Relevantnosť témy. Všeobecne sa uznáva, že štúdium fyziky poskytuje nielen faktografické poznanie, ale rozvíja aj osobnosť. Telesná výchova je nepochybne oblasťou rozvoja inteligencie. To posledné, ako viete, sa prejavuje v duševných aj objektívnych činnostiach človeka.

V tomto smere má osobitný význam experimentálne riešenie problémov, ktoré nevyhnutne predpokladá oba druhy činnosti. Ako každý typ riešenia problémov má štruktúru a vzorce spoločné pre proces myslenia. Experimentálny prístup otvára možnosti pre rozvoj imaginatívneho myslenia.

Experimentálne riešenie fyzikálnych problémov sa vzhľadom na ich obsah a metodológiu riešenia môže stať dôležitým prostriedkom rozvoja univerzálnych výskumných zručností a schopností: zostavenie experimentu na základe určitých výskumných modelov, samotné experimentovanie, schopnosť izolovať a formulovať najvýznamnejšie výsledky. navrhnúť hypotézu adekvátnu študovanému predmetu a na jej základe postaviť fyzikálny a matematický model, zapojiť do analýzy výpočtovú techniku. Novosť obsahu fyzikálnych úloh pre žiakov, variabilita výberu experimentálnych metód a prostriedkov, potrebná samostatnosť myslenia pri tvorbe a rozbore fyzikálnych a matematických modelov vytvárajú predpoklady pre formovanie tvorivých schopností.

Vývoj systému experimentálnych úloh vo fyzike na príklade mechaniky je teda relevantný z hľadiska vývinového a osobnostne orientovaného učenia.

Predmetom výskumu je proces výučby žiakov desiateho ročníka.

Predmetom skúmania je sústava experimentálnych úloh z fyziky na príklade mechaniky, zameraná na rozvoj intelektových schopností, formovanie bádateľského prístupu, tvorivú činnosť žiakov.

Cieľom výskumu je vyvinúť systém experimentálnych úloh vo fyzike na príklade mechaniky.

Výskumná hypotéza - Ak sú do systému fyzikálneho experimentu v časti "Mechanika" zaradené ukážky učiteľa, súvisiace domáce a triedne skúsenosti študentov, ako aj experimentálne zadania pre študentov vo výberových predmetoch a kognitívna aktivita študentov počas ich realizácia a diskusia je organizovaná na základe problematickosti, potom budú mať školáci možnosť získať popri znalostiach základných fyzikálnych pojmov a zákonitostí aj informačné, experimentálne, problémové, aktivitné zručnosti, ktoré povedú k zvýšenému záujmu o fyziku ako vyučovací predmet . Na základe cieľa a hypotézy štúdie boli splnené tieto úlohy:

1. Určiť úlohu a význam experimentálnych úloh v školskom kurze fyziky (definícia experimentu v pedagogike, psychológii a v teórii vyučovacích metód fyziky).

Analyzujte programy a učebnice o použití experimentálnych úloh v školskom kurze fyziky.

Odhaliť podstatu metodiky pedagogického experimentu na úrovni zisťovacieho experimentu.

Vypracovať systém experimentálnych zadaní pre sekciu "Mechanika" pre študentov 10 ročníkov všeobecného vzdelávacieho profilu.

Vedecká novosť a teoretický význam práce je nasledovný: Ustálila sa úloha experimentálneho riešenia fyzikálnych úloh ako prostriedku v rozvoji kognitívnych schopností, bádateľských zručností a tvorivej činnosti žiakov 10. ročníka.

Teoretická hodnota výskumu je daná vývojom a zdôvodnením metodologických základov technológie dizajnu a organizácie vzdelávacieho procesu pre experimentálne riešenie fyzikálnych problémov ako prostriedku vývinového a na študenta zameraného učenia.

Na vyriešenie stanovených úloh sa použil súbor metód:

· teoretický rozbor psychologickej a pedagogickej literatúry a komparatívnych metód;

· systematický prístup k posudzovaniu výsledkov teoretického rozboru, metóda vzostupu od abstraktného ku konkrétnemu, syntéza teoretického a empirického materiálu, metóda zmysluplného zovšeobecňovania, logické a heuristické rozvíjanie riešení, pravdepodobnostné prognózovanie, prediktívne modelovanie, myslenie experimentovať.

Práca pozostáva z úvodu, dvoch kapitol, záveru, bibliografie, príloh.

Schválenie vypracovaného systému úloh sa uskutočnilo na základe internátnej školy č.30 Stredného všeobecného vzdelávania akciovej spoločnosti „Ruské železnice“, adresa: mesto Komsomolsk – na Amur, Lenin Avenue 58/2 .

Kapitola 1. Teoretické základy využitia experimentálnej metódy na hodinách fyziky na strednej škole

1 Úloha a význam experimentálnych úloh v školskom kurze fyziky (definícia experimentu v pedagogike, psychológii a v teórii vyučovacích metód fyziky)

Robert Woodworth, ktorý vydal svoju klasickú učebnicu experimentálnej psychológie (Experimental psychology, 1938), definoval experiment ako usporiadanú štúdiu, v ktorej výskumník priamo modifikuje faktor (alebo faktory), ostatné ponecháva nezmenené a pozoruje výsledky systematických zmien. ...

V. Slastenin definoval v pedagogike experiment ako výskumnú činnosť s cieľom skúmať vzťahy príčin a následkov v pedagogických javoch.

Vo filozofii Sokolov V.V. opisuje experiment ako metódu vedeckého poznania.

Zakladateľom fyziky je A.P. Znamenskiy. opísal experiment ako typ kognitívnej aktivity, v ktorej sa kľúčová situácia pre konkrétnu vedeckú teóriu neodohráva v reálnej akcii.

Podľa Roberta Woodwortha je uvádzací experiment experiment, ktorý zisťuje prítomnosť nejakého nemenného faktu alebo javu.

Zisťovací experiment sa podľa V. Slastenina vykonáva na začiatku štúdia a je zameraný na objasnenie stavu v školskej praxi na skúmanú problematiku.

Podľa Roberta Woodworthsa je cieľom formatívneho (transformačného, vzdelávacieho) experimentu aktívne formovať alebo vzdelávať určité aspekty psychiky, úrovne aktivity atď.; sa využíva pri štúdiu špecifických spôsobov formovania osobnosti dieťaťa, pričom poskytuje spojenie psychologického výskumu s pedagogickým hľadaním a navrhovaním najefektívnejších foriem výchovnej práce.

Podľa V. Slastenina ide o formačný experiment, v procese ktorého sa konštruujú nové pedagogické javy.

Experimentálne úlohy sú podľa V. Slastenina krátkodobé pozorovania, merania a experimenty úzko súvisiace s témou vyučovacej hodiny.

Osobne orientované učenie je učenie, pri ktorom sa najprv odhaľuje osobnosť dieťaťa, jeho originalita, sebahodnota, subjektívne prežívanie každého dieťaťa a potom sa spája s obsahom vzdelávania. Ak sa v tradičnej filozofii vzdelávania sociálno-pedagogické modely rozvoja osobnosti popisovali vo forme externe nastavených modelov, štandardov poznávania (kognitívnej činnosti), tak osobnostne orientované učenie vychádza z uznania jedinečnosti subjektívnej skúsenosti žiaka ako dôležitým zdrojom individuálnej životnej činnosti, prejavujúcej sa najmä v poznaní. Uznáva sa teda, že vo výchove nedochádza len k detskému zvnútorneniu daných pedagogických vplyvov, ale k „stretnutiu“ danej a subjektívnej skúsenosti, akejsi „kultivácii“ tej druhej, jej obohacovaniu, inkrementácii, pretváraniu, ktoré tvorí „vektor“ individuálneho rozvoja.Uznanie študenta ako hlavného konajúceho osobnostne orientovaná pedagogika je postavou celého vzdelávacieho procesu.

Pri navrhovaní vzdelávacieho procesu treba vychádzať z uznania dvoch rovnocenných zdrojov: vyučovania a učenia. Ten nie je len derivátom prvého, ale je nezávislý, osobne významný, a teda veľmi účinný zdroj rozvoja osobnosti.

Osobnostne orientované učenie je založené na princípe subjektivity. Vyplýva z nej viacero ustanovení.

Učebný materiál nemusí byť pre všetkých študentov rovnaký. Študent by mal dostať možnosť vybrať si to, čo zodpovedá jeho subjektivite pri štúdiu látky, plnení úloh, riešení problémov. V obsahu náučných textov sú možné a akceptovateľné protichodné úsudky, variabilita prezentácie, prejav rôznych emocionálnych postojov, autorské polohy. Žiak si požadované učivo s vopred určenými závermi neučí naspamäť, ale sám si ho vyberá, študuje, analyzuje a robí si vlastné závery. Dôraz sa nekladie na rozvoj len pamäti žiaka, ale na samostatnosť jeho myslenia a originalitu jeho záverov. Študenta k tomu tlačí problematickosť zadaní, nejednoznačnosť vzdelávacieho materiálu.

Formatívny experiment je typ experimentu, špecifický výlučne pre psychológiu, pri ktorom má aktívne ovplyvňovanie experimentálnej situácie na subjekt prispieť k jeho duševnému rozvoju a osobnostnému rastu.

Zamyslite sa nad úlohou a významom experimentálnych úloh v psychológii, pedagogike, filozofii a teórii metód vyučovania fyziky.

Hlavnou metódou výskumnej práce psychológa je experiment. Slávny ruský psychológ S.L. Rubinstein (1889-1960) vyzdvihol tieto vlastnosti experimentu, ktoré určujú jeho dôležitosť pre získavanie vedeckých faktov: „1) Výskumník sám v experimente spôsobuje jav, ktorý študuje, namiesto toho, aby čakal, ako pri objektívnom pozorovaní, kým náhodný tok javu mu dáva možnosť pozorovať ho... 2) Experimentátor, ktorý má schopnosť vyvolať skúmaný jav, môže meniť, meniť podmienky, za ktorých sa jav vyskytuje, namiesto toho, aby ich, ako pri jednoduchom pozorovaní, bral tak, ako mu ich dáva náhoda. 3) Izomerizáciou jednotlivých podmienok a zmenou jednej z nich, pričom ostatné zostávajú nezmenené, experiment odhaľuje význam týchto individuálnych podmienok a vytvára pravidelné vzťahy, ktoré určujú proces, ktorý študuje. Experiment je teda veľmi silným metodologickým nástrojom na identifikáciu vzorov. 4) Odhalením pravidelných súvislostí medzi javmi môže experiment často meniť nielen samotné podmienky v zmysle ich prítomnosti alebo neprítomnosti, ale aj ich kvantitatívne vzťahy. Výsledkom je, že experiment stanovuje kvalitatívne zákonitosti, ktoré možno formulovať matematicky.

Najvýraznejším pedagogickým smerom, určeným na realizáciu myšlienok „nového vzdelávania“, je experimentálna pedagogika, ktorej hlavnou snahou je rozvoj vedecky podloženej teórie výchovy a vzdelávania, schopnej rozvíjať individualitu jednotlivca. Založená v 19. storočí. experimentálna pedagogika (termín navrhol E. Meiman) zameraná na komplexné štúdium dieťaťa a podloženie pedagogickej teórie experimentálne. Mala silný vplyv na rozvoj národnej pedagogickej vedy. ...

Žiadna téma by nemala byť pokrytá čisto teoreticky, rovnako ako žiadna práca by sa nemala robiť bez pokrytia jej vedeckej teórie. Šikovné spojenie teórie s praxou a praxe s teóriou dodá potrebný výchovný a výchovný efekt a zabezpečí splnenie požiadaviek, ktoré na nás pedagogika kladie. Hlavným nástrojom vyučovania fyziky (jej praktickej časti) v škole je demonštračný a laboratórny pokus, s ktorým sa musí žiak vysporiadať v triede pri vysvetľovaní učiteľovi, pri laboratórnych prácach, vo fyzikálnej dielni, na fyzikálnom krúžku i doma. .

Bez experimentu je a nemôže existovať racionálne vyučovanie fyziky; jedno verbálne učenie fyziky nevyhnutne vedie k formalizmu a memorovaniu naspamäť.

Experiment v školskom kurze fyziky je odrazom vedecko-výskumnej metódy vlastnej fyzike.

Usporiadanie experimentov a pozorovaní má veľký význam pre oboznámenie študentov s podstatou experimentálnej metódy, s jej úlohou vo vedeckom výskume vo fyzike, ako aj pri formovaní schopnosti samostatne získavať a aplikovať poznatky a rozvíjať tvorivé schopnosti.

Zručnosti získané počas experimentov sú dôležitým aspektom pre pozitívnu motiváciu študentov k výskumnej činnosti. V školskej praxi sa experiment, experimentálna metóda a experimentálna činnosť žiakov realizujú najmä pri formulácii demonštračných a laboratórnych pokusov, pri problémových a výskumných metódach vyučovania.

Samostatnú skupinu experimentálnych základov fyziky tvoria fundamentálne vedecké experimenty. Množstvo experimentov sa demonštruje na zariadeniach dostupných v škole, iné na modeloch a ďalšie pri sledovaní filmov. Štúdium zásadných experimentov umožňuje zintenzívniť aktivity študentov, prispieva k rozvoju ich myslenia, vzbudzuje záujem a podporuje nezávislý výskum.

Veľké množstvo pozorovaní a ukážok neposkytuje žiakom schopnosť samostatne a celostne viesť pozorovanie. Túto skutočnosť možno pripísať skutočnosti, že vo väčšine experimentov ponúkaných študentom sa určuje zloženie a postupnosť všetkých operácií. Tento problém sa ešte prehĺbil príchodom tlačených zošitov na laboratórne práce. Študenti, ktorí len za tri roky štúdia (od 9. do 11. ročníka) dokončili viac ako tridsať laboratórnych prác na takýchto notebookoch, nedokážu určiť základné operácie experimentu. Hoci pre študentov s nízkou a uspokojivou úrovňou učenia poskytujú situáciu úspechu a vytvárajú kognitívny záujem, pozitívnu motiváciu. To opäť potvrdzuje výskum: viac ako 30 % školákov miluje hodiny fyziky pre možnosť samostatne vykonávať laboratórne a praktické práce.

Aby sa u študentov formovali všetky prvky experimentálnych metód edukačného výskumu v triede a laboratórnej práci: merania, pozorovanie, fixácia ich výsledkov, matematické spracovanie získaných výsledkov a zároveň ich implementácia je sprevádzaná vysokou stupeň nezávislosti a efektívnosti, pred začiatkom každého experimentu je študentom navrhnutý heuristický predpis „Učím sa zostaviť experiment“ a pred pozorovaním heuristický predpis „Učím sa pozorovať“. Povedia žiakom, čo majú robiť (ale nie ako), načrtnú smer pohybu vpred.

Veľké možnosti na organizovanie samostatných experimentov žiakov má „Zápisník pre experimentálny výskum žiakov 10. ročníka“ (autori NI Zaprudskiy, AL Karpuk). V závislosti od schopností študentov sa im ponúknu dve možnosti vykonania (nezávisle s použitím všeobecných odporúčaní na plánovanie a vykonanie experimentu - možnosť A alebo v súlade s krok za krokom navrhovanými akciami vo možnosti B). Výber ďalšieho experimentálneho výskumu a experimentálnych problémov k programu poskytuje veľké príležitosti na realizáciu záujmov študentov.

Vo všeobecnosti v procese samostatnej experimentálnej činnosti študenti získavajú tieto špecifické zručnosti:

· pozorovať a študovať javy a vlastnosti látok a telies;

· opísať výsledky pozorovaní;

· predkladať hypotézy;

· vybrať nástroje potrebné na vykonávanie experimentov;

· vykonať merania;

· vypočítať chyby priamych a nepriamych meraní;

· prezentovať výsledky meraní vo forme tabuliek a grafov;

· interpretovať výsledky experimentov;

· Vyvodiť závery;

· diskutovať o výsledkoch experimentu, zúčastniť sa diskusie.

Vzdelávací fyzikálny experiment je neoddeliteľnou, organickou súčasťou kurzu fyziky na strednej škole. Úspešná kombinácia teoretického materiálu a experimentu, ako ukazuje prax, dáva najlepší pedagogický výsledok.

.2 Analýza programov a učebníc o využití experimentálnych úloh v školskom kurze fyziky

Na strednej škole (10. - 11. ročník) je široko využívaných a využívaných päť učebných materiálov.

UMK - "Fyzika 10-11" vyd. Kasyanov V.A.

Trieda. 1-3 hodiny týždenne. Učebnica, vyd. Kasyanov V.A.

Kurz je určený pre študentov všeobecnovzdelávacích tried, pre ktorých fyzika nie je nosným predmetom a musia sa študovať v súlade so základnou zložkou učiva. Hlavným cieľom je formovať u školákov predstavy o metodológii vedeckého poznania, o úlohe, mieste a vzťahu teórie a experimentu v procese poznávania, o ich vzťahu, o štruktúre Vesmíru a o postavení človeka v procese poznávania. svet okolo nich. Kurz je koncipovaný tak, aby si u študentov vytvoril názor na všeobecné princípy fyziky a hlavné problémy, ktoré rieši; realizovať environmentálnu výchovu školákov, t.j. formovať svoje chápanie vedeckých aspektov ochrany životného prostredia; rozvíjať vedecký prístup k analýze novoobjavených javov. Obsahovo a metodicky je tento učebný materiál autorom vylepšený vo väčšej miere ako ostatné, vyžaduje si však 3 a viac hodín týždenne na štúdium (10-11 ročníkov).Súprava obsahuje:

Metodická príručka pre učiteľa.

Zošit na laboratórne práce ku každej z učebníc.

UMK - "Fyzika 10-11", vyd. Myakishev G.Ya., Bukhovtsev B.B., Sotskiy N.N.

Trieda. 3-4 hodiny týždenne. Učebnica, vyd. Myakishev G.Ya., Bukhovtsev B.B., Sotskiy N.N.

Trieda. 3-4 hodiny týždenne. Učebnica, vyd. Myakishev G. Ya, Bukhovtsev B. B.

10. ročník z fyziky. Navrhnuté na 3 a viac hodín týždenne, tímu prvých dvoch známych autorov Myakishev G.Ya., Bukhovtsev B.B. dodal Sotsky N.N., ktorý napísal časť mechaniky, ktorej štúdium sa teraz stalo nevyhnutným na vyššej špecializovanej škole. 11. ročník z fyziky. 3-4 hodiny týždenne. Skupina autorov je rovnaká: Myakishev G.Ya., Bukhovtsev B.B. Tento kurz bol mierne upravený, v porovnaní so „starým Myakiševom“ sa takmer nezmenil. Dochádza k miernemu presunu jednotlivých častí do maturitnej triedy. Tento súbor je prepracovanou verziou tradičných učebníc (s ich pomocou študoval takmer celý ZSSR) pre stredné školy od rovnakých autorov.

UMK - "Fyzika 10-11", vyd. L. I. Antsiferov

Trieda. 3 hodiny týždenne. Učebnica, vyd. L.I. Antsiferov

Program kurzu je založený na cyklickom princípe budovania vzdelávacieho materiálu, zabezpečuje štúdium fyzikálnej teórie, jej využitie pri riešení problémov, aplikáciu teórie v praxi. Rozlišujú sa dve úrovne vzdelávacieho obsahu: základné minimum, povinné pre každého, a vzdelávací materiál so zvýšenou náročnosťou, určený pre školákov, ktorí sa obzvlášť zaujímajú o fyziku. Túto učebnicu napísal známy metodik z Kurska prof. L.I. Antsiferov Dlhoročná práca na pedagogickej univerzite a prednášanie študentom viedli k vytvoreniu tohto školského kurzu. Tieto učebnice sú náročné pre všeobecnú úroveň vzdelávania, vyžadujú si revíziu a ďalšie učebné materiály.

UMK - "Fyzika 10-11", vyd. Gromov S.V.

Trieda. 3 hodiny týždenne. Učebnica, vyd. Gromov S.V.

Trieda. 2 hodiny týždenne. Učebnica, vyd. Gromov S.V.

Učebnice sú určené pre vyššie ročníky všeobecnovzdelávacích škôl. Zahŕňa teoretickú prezentáciu „školskej fyziky“. Značná pozornosť sa zároveň venuje historickým materiálom a faktom. Poradie prezentácie je nezvyčajné: mechanika končí kapitolou STR, nasleduje elektrodynamika, MKT, kvantová fyzika, fyzika atómového jadra a elementárnych častíc. Táto štruktúra podľa autora kurzu umožňuje formovať v mysliach študentov prísnejšiu predstavu o modernom fyzickom obraze sveta. V praktickej časti sú uvedené popisy minimálneho počtu štandardných laboratórnych činností. Prechod materiálu zahŕňa riešenie veľkého počtu problémov, sú uvedené algoritmy na riešenie ich hlavných typov. Vo všetkých vyššie uvedených učebniciach pre stredné školy by mal byť realizovaný takzvaný všeobecnovzdelávací stupeň, ktorý však bude vo veľkej miere závisieť od pedagogickej zručnosti učiteľa. Všetky tieto učebnice v modernej škole môžu byť použité na hodinách prírodovedných, technických a iných profilov s rozsahom 4-5 hodín týždenne.

UMK - "Fyzika 10-11", vyd. Mansurov A.N., Mansurov N.A.

11. ročník 2 hodiny (1 hodina) týždenne. Učebnica, vyd. Mansurov A.N., Mansurov N.A.

Na tejto súprave pracujú jednotlivé školy! Ale je to prvá učebnica pre predpokladaný humanitný profil fyziky. Autori sa snažili vytvoriť si predstavu o fyzickom obraze sveta, dôsledne sa berú do úvahy mechanické, elektrodynamické a kvantovo-štatistické obrazy sveta. Obsah kurzu zahŕňa prvky kognitívnych metód. Kurz obsahuje fragmentárny popis zákonitostí, teórií, procesov a javov. Matematický aparát sa takmer nepoužíva a nahrádza ho slovný popis fyzikálnych modelov. Riešenie problémov a laboratórna práca sa neposkytuje. Okrem učebnice vyšli učebné pomôcky a plánovanie.

3 Nový prístup k vykonávaniu experimentálnych úloh vo fyzike s pomocou konštruktérov Lego na príklade časti „Mechanika“

fyzikálna škola experimentálna mechanika

Implementácia moderných požiadaviek na formovanie experimentálnych zručností nie je možná bez použitia nových prístupov k praktickej práci. Je potrebné používať techniku, pri ktorej laboratórne práce neplnia ilustratívnu funkciu k preberanej látke, ale sú plnohodnotnou súčasťou obsahu vzdelávania a vyžadujú si využitie výskumných metód vo výučbe. Zároveň sa zvyšuje úloha frontálneho experimentu pri štúdiu nového materiálu pomocou výskumného prístupu a maximálny počet experimentov by sa mal presunúť z demonštračného stola učiteľa na lavice študentov. Pri plánovaní vzdelávacieho procesu je potrebné dbať nielen na počet laboratórnych prác, ale aj na druhy činností, ktoré tvoria. Je vhodné preniesť časť prác z nepriamych meraní do výskumu na kontrolu vzťahov medzi veličinami a zostrojenie grafov empirických závislostí. Zároveň venujte pozornosť formovaniu nasledujúcich zručností: navrhnite experimentálne usporiadanie na základe formulácie hypotézy skúseností; zostavte grafy a vypočítajte z nich hodnoty fyzikálnych veličín; analyzovať výsledky experimentálnych štúdií, vyjadrené vo forme experimentálnych štúdií, vyjadrené vo forme tabuľky alebo grafu, vyvodiť závery na základe výsledkov experimentu.

Federálna zložka štátneho vzdelávacieho štandardu vo fyzike predpokladá prioritu činnosti založeného na prístupe k vyučovaciemu procesu, rozvoj zručností študentov pozorovať prírodné javy, popisovať a zovšeobecňovať výsledky pozorovaní a využívať na štúdium jednoduché meracie prístroje. fyzikálne javy; prezentovať výsledky pozorovaní pomocou tabuliek, grafov a na tomto základe identifikovať empirické závislosti; aplikovať získané poznatky na vysvetlenie rôznych prírodných javov a procesov, princípov činnosti najdôležitejších technických zariadení, na riešenie fyzikálnych problémov. Veľký význam pre realizáciu týchto požiadaviek má využitie technológií Lego vo vzdelávacom procese.

Využitie Lego konštruktérov zvyšuje motiváciu žiakov učiť sa, pretože vyžaduje si znalosti prakticky zo všetkých akademických disciplín od umenia a histórie až po matematiku a vedu. Interdisciplinárne aktivity vychádzajú z prirodzeného záujmu o dizajn a konštrukciu rôznych mechanizmov.

Moderná organizácia výchovno-vzdelávacej činnosti vyžaduje, aby študenti dávali teoretické zovšeobecnenia na základe výsledkov vlastnej činnosti. Pre akademický predmet „fyzika“ je vzdelávací experiment.

Úloha, miesto a funkcie samostatného experimentu vo vyučovaní fyziky sa zásadne zmenili: žiaci musia ovládať nielen špecifické praktické zručnosti, ale aj základy prírodovednej metódy poznávania, a to je možné realizovať len systémom samostatných experimentálnych výskumu. Konštruktéri Lego takýto výskum podstatne mobilizujú.

Charakteristickým rysom výučby predmetu "Fyzika" v akademickom roku 2009/2010 je využitie vzdelávacích Lego - konštruktérov, ktoré vám umožnia plne implementovať princíp učenia zameraného na študenta, vykonávať demonštračné experimenty a laboratórne práce pokrývajúce takmer všetky témy. predmetu fyziky a plní nie tak ilustračnú funkciu k študovanému materiálu, ale vyžaduje použitie výskumných metód, čo prispieva k zvýšeniu záujmu o študovaný predmet.

1.Zábavný priemysel. PervoRobot. Sada: 216 LEGO prvkov vrátane RCX a IR vysielača, svetelný senzor, 2 dotykové senzory, 2 9V motory.

2.Automatizované zariadenia. PervoRobot. Sada: 828 LEGO prvkov vrátane počítača RCX Lego, infračerveného vysielača, 2 svetelných senzorov, 2 dotykových senzorov, 2 9V motorov.

.Prvý robot NXT. Sada obsahuje: programovateľnú riadiacu jednotku NXT, tri interaktívne servomotory, sadu senzorov (vzdialenosť, dotyk, zvuk, svetlo atď.), batériu, prepojovacie káble, ako aj 407 stavebných LEGO prvkov - nosníky, nápravy, prevody kolesá, kolíky, tehly, taniere atď.

.Energia, práca, sila. Súprava obsahuje štyri rovnaké, kompletné minisúpravy po 201 dielov, vrátane motorov a elektrických kondenzátorov.

.Technika a fyzika. V súprave: 352 dielov určených na štúdium základných zákonov mechaniky a teórie magnetizmu.

.Pneumatika. Sada obsahuje: čerpadlá, potrubia, valce, ventily, vzduchový zásobník a tlakomer na stavbu pneumatických modelov.

.Obnoviteľné zdroje energie. Sada obsahuje 721 prvkov vrátane mikromotora, solárnej batérie, rôznych prevodov a spojovacích drôtov.

Súpravy PervoRobot založené na riadiacich jednotkách RCX a NXT sú určené na vytváranie programovateľných robotických zariadení, ktoré umožňujú zber dát zo senzorov a ich primárne spracovanie.

Vzdelávacie Lego-konštruktory radu "EDUCATIONAL" (vzdelávanie) je možné využiť pri štúdiu časti "Mechanika" (bloky, páky, druhy pohybu, premena energie, zákony zachovania). S dostatočnou motiváciou a metodickou prípravou, pomocou tematických stavebníc Lego, je možné pokryť hlavné časti fyziky, vďaka čomu bude vyučovanie zaujímavé, efektívne, a teda poskytne študentom kvalitnú prípravu.

.4 Metodika vykonávania pedagogického experimentu na úrovni zisťovacieho experimentu

Existujú dve možnosti konštrukcie pedagogického experimentu.

Prvým je, keď sa experimentu zúčastňujú dve skupiny detí, z ktorých jedna je zapojená do experimentálneho programu a druhá do tradičného programu. V treťom stupni štúdia sa porovná úroveň vedomostí a zručností oboch skupín.

Druhým je, keď sa experimentu zúčastňuje jedna skupina detí a v tretej fáze sa porovnáva úroveň vedomostí pred a po formatívnom experimente.

V súlade s hypotézou a cieľmi výskumu bol vypracovaný plán pedagogického experimentu, ktorý zahŕňal tri etapy.

Etapa zisťovania bola vykonaná o mesiac, rok. Jeho účelom bolo študovať vlastnosti / vedomosti / zručnosti atď. ... u detí ... vo veku.

Vo fáze formovania (mesiac, rok) sa pracovalo na forme ... pomocou ....

Kontrolná fáza (mesiac, rok) bola zameraná na kontrolu asimilácie detí ... veku experimentálneho programu vedomostí / zručností.

Experiment sa uskutočnil v .... Zúčastnil sa ho počet detí (uveďte vek).

V prvej fáze zisťovacieho experimentu sú predstavy / vedomosti / zručnosti detí o ...

Bola vyvinutá séria úloh na štúdium vedomostí detí ...

cvičenie. Cieľ:

Analýza zadania ukázala: ...

cvičenie. Cieľ:

Analýza zadania...

cvičenie. ...

3 až 6 úloh.

Výsledky analýzy úloh by mali byť umiestnené v tabuľkách. V tabuľkách je uvedený počet detí alebo percento z ich celkového počtu. V tabuľkách môžete uviesť úrovne rozvoja tejto zručnosti u detí, prípadne počet splnených úloh atď. Príklady tabuliek:

Tabuľka č....

Počet detí №№ Absolútny počet% 1 úloha (pre určité vedomosti, zručnosti) 2 úloha 3 úloha

Alebo taká tabuľka: (v tomto prípade je potrebné uviesť, podľa akých kritérií deti patria do konkrétnej úrovne)

Na identifikáciu úrovne ... u detí sme vyvinuli nasledujúce kritériá:

Boli zvýraznené tri úrovne ....:

Vysoká:...

Priemer:...

Krátky: ...

V tabuľke č je uvedený pomer počtu detí v kontrolnej a experimentálnej skupine podľa úrovní.

Tabuľka č....

Úroveň vedomostí / zručností Počet detí # # Absolútny počet% Vysoká Stredná Nízka

Zistenia naznačujú, že ....

Vykonané experimentálne práce umožnili určiť spôsoby a prostriedky ....

1.5 Závery k prvej kapitole

V prvej kapitole sme skúmali úlohu a význam experimentálnych úloh pri štúdiu fyziky na škole. Uvádzajú sa definície: experiment v pedagogike, psychológii, filozofii, vyučovacie metódy fyziky, experimentálne úlohy v rovnakých oblastiach.

Po analýze všetkých definícií môžeme vyvodiť nasledujúci záver o podstate experimentálnych úloh. Samozrejme, definícia týchto úloh ako výskumných úloh je do istej miery podmienená, pretože možnosť školskej učebne fyziky a úroveň pripravenosti študentov, dokonca aj vo vyšších ročníkoch, znemožňujú úlohu vykonávať fyzikálny výskum. Preto tie úlohy, v ktorých môže študent objavovať pre neho nové, neznáme zákonitosti, alebo na riešenie ktorých musí urobiť nejaké vynálezy, treba zaradiť medzi výskumné, kreatívne. Takéto nezávislé objavenie zákona známeho vo fyzike alebo vynález metódy merania fyzikálnej veličiny nie je jednoduchým opakovaním známeho. Tento objav alebo vynález, ktorý má len subjektívnu novosť, je pre študenta objektívnym dôkazom jeho schopnosti samostatnej tvorivosti, umožňuje mu získať potrebnú dôveru vo svoje sily a schopnosti. A napriek tomu môžete tento problém vyriešiť.

Po analýze programov a učebníc "Fyzika" 10. ročník o použití experimentálnych úloh v časti "Mechanika". Môžeme povedať, že laboratórne práce a experimenty v tomto kurze nestačia na plné vnímanie všetkého materiálu v časti „Mechanika“.

Uvažuje sa aj o novom prístupe k výučbe fyziky – využívaní Lego – konštruktérov, ktoré umožňujú rozvíjať tvorivé myslenie žiakov.

Kapitola 2. Vývoj a metódy vykonávania experimentálnych úloh v časti „Mechanika“ pre žiakov 10. ročníka všeobecného vzdelávacieho profilu

1 Vývoj systémov experimentálnych úloh na tému „Kinematika bodu“. Metodické odporúčania na použitie na hodinách fyziky

Štúdiu témy bodová kinematika je venovaných 13 hodín.

Jazda s neustálym zrýchľovaním.

Pre túto tému bola vyvinutá experimentálna úloha:

Na vykonanie práce sa používa stroj Atwood.

Na vykonanie práce musí byť stroj Atwood nainštalovaný striktne vertikálne, čo sa dá ľahko skontrolovať rovnobežnosťou stupnice a závitu.

Účel experimentu: Overenie zákona o rýchlosti

Merania

Skontrolujte vertikálnu polohu stroja Atwood. Vyvážte zaťaženie.

Prstencová polica P1 je na stupnici zosilnená. Upravte jeho polohu.

Uložte na správny náklad preťaženie v 5-6 g.

Rovnomerným pohybom z hornej polohy na prstencovú rímsu prejde pravé závažie dráhu S1 v čase t1 a na konci tohto pohybu nadobudne rýchlosť v. Na prstencovej poličke náklad klesá preťažením a potom sa pohybuje rovnomerne rýchlosťou, ktorú získal na konci zrýchlenia. Na jej určenie by sa mal merať čas t2 pohybu bremena po dráhe S2. Každý experiment teda pozostáva z dvoch meraní: najprv sa meria čas rovnomerne zrýchleného pohybu t1 a potom sa záťaž reštartuje, aby sa zmeral čas rovnomerného pohybu t2.

Vykoná sa 5-6 experimentov pri rôznych hodnotách dráhy S1 (s krokom 15-20 cm). Cesta S2 je voľne zvolená. Prijaté údaje sa zapíšu do tabuľky prehľadu.

Metodické vlastnosti:

Napriek tomu, že základné rovnice kinematiky priamočiareho pohybu majú jednoduchý tvar a nevzbudzujú pochybnosti, experimentálne overenie týchto vzťahov je veľmi náročné. Ťažkosti vznikajú najmä z dvoch dôvodov. Po prvé, pri dostatočne vysokých rýchlostiach pohybu telies je potrebné s veľkou presnosťou merať čas ich pohybu. Po druhé, v akomkoľvek systéme pohybujúcich sa telies existujú sily trenia a odporu, ktoré je ťažké zohľadniť s dostatočnou presnosťou.

Preto je potrebné vykonávať také experimenty a experimenty, ktoré odstránia všetky ťažkosti.

2 Vývoj sústav experimentálnych úloh na tému „Kinematika tuhého telesa“. Metodické odporúčania na použitie na hodinách fyziky

Štúdium témy Kinematika trvá 3 hodiny a zahŕňa nasledujúce časti:

Mechanický pohyb a jeho relativita. Translačný a rotačný pohyb tuhého telesa. Materiálny bod. Trajektória pohybu. Rovnomerný a rovnomerne zrýchlený pohyb. Voľný pád. Pohyb tela v kruhu. Na túto tému sme navrhli nasledujúcu experimentálnu úlohu:

účel práce

Experimentálne overenie základnej rovnice dynamiky rotačného pohybu tuhého telesa okolo pevnej osi.

Myšlienka experimentu

Experiment skúma rotačný pohyb sústavy telies upevnených na osi, v ktorej sa môže meniť moment zotrvačnosti (Oberbeckovo kyvadlo). Rôzne momenty vonkajších síl vytvárajú závažia zavesené na nite navinutom na kladke.

Experimentálne nastavenie

Os Oberbeckova kyvadla je upevnená v ložiskách, takže celý systém sa môže otáčať okolo horizontálnej osi. Pohybom závaží po lúčoch ľahko zmeníte moment zotrvačnosti systému. Okolo kladky je navinutá niť od cievky k cievke, ku ktorej je priviazaná plošina známej hmotnosti. Závažia zo súpravy sú umiestnené na plošine. Výška pádu závaží sa meria pomocou pravítka pripevneného rovnobežne so závitom. Kyvadlo Oberbeck môže byť vybavené elektromagnetickou spojkou - štartérom a elektronickými stopkami. Pred každým experimentom je potrebné kyvadlo starostlivo nastaviť. Osobitná pozornosť by sa mala venovať symetrii usporiadania závaží na priečniku. V tomto prípade je kyvadlo v stave indiferentnej rovnováhy.

Experimentovanie

Úloha 1. Odhad momentu trecej sily pôsobiacej v sústave

Merania

Závažia m1 namontujte na priečnik do strednej polohy a umiestnite ich v rovnakej vzdialenosti od osi tak, aby kyvadlo bolo v polohe indiferentnej rovnováhy.

Uložením malých závaží na plošinu sa určí približne minimálna hmotnosť m0, pri ktorej sa kyvadlo začne otáčať. Trecí moment sa odhaduje z pomeru

kde R je polomer kladky, na ktorej je navinutá niť.

Ďalšie merania je vhodné vykonať s hmotnosťou m 10m0.

Úloha 2. Kontrola základnej rovnice dynamiky rotačného pohybu

Merania

Posilnite závažia m1 v minimálnej vzdialenosti od osi otáčania. Vyváženie kyvadla. Odmerajte vzdialenosť r od osi kyvadla k stredom závaží.

Niť je navinutá na jednej z kladiek. Počiatočná poloha plošiny sa volí na lište mierky, počítajúc napríklad pozdĺž jej spodného okraja. Potom bude konečná poloha nákladu na úrovni zdvihnutej prijímacej plošiny. Výška pádu h nákladu sa rovná rozdielu medzi týmito hodnotami a môže byť ponechaná rovnaká vo všetkých experimentoch.

Prvý náklad sa umiestni na plošinu. Po umiestnení závažia na úroveň horného odčítania sa táto poloha zafixuje upnutím závitu elektromagnetickou spojkou. Na meranie sú pripravené elektronické stopky.

Uvoľnite niť a nechajte náklad spadnúť. To sa dosiahne uvoľnením spojky. Stopky sa aktivujú automaticky. Náraz na prijímaciu plošinu zastaví pád bremena a stopky.

Meranie času pádu s rovnakou hmotnosťou sa vykonáva najmenej trikrát.

Merania času pádu bremena m pri iných hodnotách momentu Mn. Za týmto účelom pridajte na platformu ďalšie preťaženia alebo preneste závit na inú kladku. Pri rovnakej hodnote momentu zotrvačnosti kyvadla je potrebné vykonať merania s najmenej piatimi hodnotami momentu Mn.

Zväčší sa moment zotrvačnosti kyvadla. K tomu stačí závažia m1 symetricky posunúť o niekoľko centimetrov. Krok takéhoto posunu by sa mal zvoliť tak, aby sa získalo 5-6 hodnôt momentu zotrvačnosti kyvadla. Meranie času pádu bremena m (str. 2-str. 7). Všetky údaje sa zapisujú do tabuľky prehľadu.

3 Vývoj systémov experimentálnych úloh na tému „Dynamika“. Metodické odporúčania na použitie na hodinách fyziky

Štúdium témy Dynamika má 18 hodín.

Odporové sily pri pohybe pevných látok v kvapalinách a plynoch.

Účel experimentu: Ukázať, ako rýchlosť vzduchu ovplyvňuje let lietadla.

Materiály: malý lievik, loptička na stolný tenis.

Otočte lievik širokou stranou nadol.

Vložte loptu do lievika a podoprite ju prstom.

Fúkajte do úzkeho konca lievika.

Prestaňte podopierať loptu prstom, ale fúkajte ďalej.

Výsledky: Lopta zostáva v lieviku.

prečo? Čím rýchlejšie vzduch prechádza okolo lopty, tým menší tlak na loptu vyvíja. Tlak vzduchu nad loptou je oveľa menší ako pod ňou, takže loptičku podporuje vzduch pod ňou. Vplyvom tlaku pohybujúceho sa vzduchu sú krídla lietadla akoby vytlačené nahor. Vďaka tvaru krídla sa vzduch pohybuje rýchlejšie nad jeho hornou plochou ako pod spodnou plochou. Preto vzniká sila, ktorá tlačí rovinu nahor – zdvih. ...

4 Vývoj systémov experimentálnych úloh na tému „Zákony zachovania v mechanike“. Metodické odporúčania na použitie na hodinách fyziky

Na tému zákonov zachovania v mechanike je pridelených 16 hodín.

Impulzný zákon zachovania. (5 hodín)

Pre túto tému sme navrhli nasledujúcu experimentálnu úlohu:

Účel: študovať zákon zachovania hybnosti.

Každý z vás sa už zrejme stretol s nasledujúcou situáciou: bežíte určitou rýchlosťou po chodbe a zrazíte sa so stojacou osobou. Čo sa deje s touto osobou? Skutočne sa začína pohybovať, t.j. naberá rýchlosť.

Urobme experiment na interakciu dvoch loptičiek. Na tenkých nitkách visia dve rovnaké gule. Posuňte ľavú loptičku nabok a uvoľnite ju. Po zrážke loptičiek sa ľavá zastaví a pravá sa začne pohybovať. Výška, do ktorej sa pravá guľa zdvihne, bude rovnaká ako výška, do ktorej bola predtým odklonená ľavá loptička. To znamená, že ľavá guľa prenesie všetok svoj impulz na pravú. Tak ako sa hybnosť prvej gule zníži, hybnosť druhej gule sa zvýši o rovnakú hodnotu. Ak hovoríme o systéme 2 loptičiek, potom hybnosť systému zostáva nezmenená, to znamená, že je zachovaná.

Táto zrážka sa nazýva elastická (snímky 7-9).

Elastické nárazové značky:

-Nedochádza k trvalej deformácii, a preto sú splnené oba zákony zachovania v mechanike.

-Po interakcii sa telá pohybujú spolu.

-Príklady tohto typu interakcie: hranie tenisu, hokeja atď.

-Ak je hmotnosť pohybujúceho sa telesa väčšia ako hmotnosť stacionárneho telesa (m1> m2), potom sa jeho rýchlosť znižuje bez zmeny smeru.

-Ak je to naopak, potom sa prvé teleso od nej odráža a pohybuje sa opačným smerom.

Existuje tiež nepružná kolízia

Pozrime sa: vezmite jednu veľkú guľu, jednu malú. Malá guľa je v pokoji a veľká sa dáva do pohybu smerom k malej.

Po zrážke sa guľôčky pohybujú spolu rovnakou rýchlosťou.

Elastické nárazové značky:

-V dôsledku interakcie sa telesá pohybujú spolu.

-V telesách dochádza k zvyškovej deformácii, preto sa mechanická energia premieňa na vnútornú energiu.

-Splnený je len zákon zachovania hybnosti.

-Príklady zo životných skúseností: zrážka meteoritu so Zemou, údery kladivom na nákovu atď.

-Keď sú hmotnosti rovnaké (jedno z telies je nehybné), polovica mechanickej energie sa stratí,

-Ak je m1 oveľa menej ako m2, väčšina z toho je stratená (guľka a stena),

-Ak sa naopak prenáša malá časť energie (ľadoborec a malá ľadová kryha).

To znamená, že existujú dva typy zrážok: elastické a neelastické. ...

5 Vývoj systémov experimentálnych úloh na tému „Statika“. Metodické odporúčania na použitie na hodinách fyziky

Preštudovať si tému „Statika. Rovnováha absolútne tuhých telies “je uvedená 3 hodiny.

Pre túto tému sme navrhli nasledujúcu experimentálnu úlohu:

Účel experimentu: Nájdite polohu ťažiska.

Materiály: plastelína, dve kovové vidličky, špáradlo, vysoký pohár alebo dóza so širokým hrdlom.

Z plastelíny vyvaľkáme guľu s priemerom asi 4 cm.

Zasuňte vidličku do lopty.

Vložte druhú vidličku do gule pod uhlom 45 stupňov vzhľadom na prvú vidličku.

Do gule medzi vidličky zapichneme špáradlo.

Špáradlo položte koncom na okraj pohára a posúvajte sa do stredu pohára, kým sa nedosiahne rovnováha.

Zrátané a podčiarknuté: V určitej polohe sú špáradlá vyvážené.

prečo? Pretože sú vidlice umiestnené navzájom pod uhlom, ich hmotnosť je akoby sústredená v určitom bode na palici medzi nimi. Tento bod sa nazýva ťažisko.

.6 Závery k druhej kapitole

V druhej kapitole sme prezentovali experimentálne úlohy na tému „Mechanika“.

Zistilo sa, že každý experiment, vývoj konceptov, ktoré umožňujú kvalitatívne charakteristiky vo forme čísel. Na vyvodenie všeobecných záverov z pozorovaní, na zistenie príčin javov je potrebné stanoviť kvantitatívne vzťahy medzi veličinami. Ak sa získa takáto závislosť, potom sa nájde fyzikálny zákon. Ak sa nájde fyzikálny zákon, potom nie je potrebné robiť experiment v každom jednotlivom prípade, stačí vykonať príslušné výpočty.

Po experimentálnom štúdiu kvantitatívnych vzťahov medzi veličinami je možné identifikovať vzory. Na základe týchto zákonitostí sa rozvíja všeobecná teória javov.

Záver

Už v definícii fyziky ako vedy je spojenie teoretickej aj praktickej časti. Považuje sa za dôležité, aby učiteľ v procese výučby študentov fyziky mohol svojim študentom čo najúplnejšie demonštrovať vzťah týchto častí. Keď totiž žiaci tento vzťah pocítia, budú vedieť správne teoreticky vysvetliť mnohé procesy, ktoré sa okolo nich odohrávajú v každodennom živote, v prírode. To môže byť indikátorom celkom úplného zvládnutia materiálu.

Skúsenosť však nielen učí, ale aj uchvacuje študenta, umožňuje mu lepšie pochopiť jav, ktorý predvádza. Koniec koncov, je známe, že človek, ktorý sa zaujíma o konečný výsledok, dosahuje úspech. Takže v tomto prípade, keď študenta zaujmeme, prebudíme túžbu po vedomostiach.

Bibliografia

1.Bludov M.I. Rozhovory o fyzike. - M .: Vzdelávanie, 2007.112 s.

2.Burov V.A. a ďalšie front-end experimentálne úlohy z fyziky na strednej škole. - M .: Akadémia, 2005 .-- 208 s.

.Gallinger I.V. Experimentálne úlohy na hodinách fyziky // Fyzika v škole. - 2008. -№ 2. - S. 26 - 31.

.A.P. Znamensky Základy fyziky. - M .: Vzdelávanie, 2007 .-- 212 s.

5.Ivanov A.I. a ďalšie Front-end experimentálne úlohy z fyziky: pre 10. ročník. - M .: Vysokoškolská učebnica, 2009 .-- 313 s.

6.Ivanova L.A. Posilnenie kognitívnej aktivity študentov na hodinách fyziky pri štúdiu nového materiálu. - M .: Vzdelávanie, 2006 .-- 492 s.

7.Výskum v psychológii: metódy a plánovanie / J. Goodwin. SPb .: Peter, 2008 .-- 172 s.

.O.F. Kabardin Pedagogický experiment // Fyzika v škole. - 2009. -№ 6. - S. 24-31.

9.Myakishev G.Ya., Bukhovtsev B.B., Sotsky N.N. Physics. 10. ročník Návod: Návod. - M .: Gardarika, 2008 .-- 138 s.

10.Programy pre vzdelávacie inštitúcie. fyzika. Zostavil Yu.I. Dick, V.A. Korovin. - M .: Vzdelávanie, 2007.112 s.

11.Rubinstein S.L. Základy psychológie. - M .: Vzdelávanie, 2007 .-- 226 s.

.Slastenin V. Pedagogika. - M .: Gardariki, 2009 .-- 190 s.

.Sokolov V.V. filozofia. - M .: Vysoká škola, 2008 .-- 117 s.

14.Teória a metódy vyučovania fyziky v škole. Všeobecné otázky. Editoval S.E. Kamenetsky, N.S. Purysheva. - M .: GEOTAR Media, 2007 .-- 640 s.

15.Kharlamov I.F. Pedagogika. Ed. 2. prepracovaná a pridať. - M .: Vysoká škola, 2009 - 576s.

16.Shilov V.F. Experimentálna domáca úloha z fyziky. 9 - 11 ročníkov. - M .: Vedomosti, 2008 .-- 96 s.

Odpoveď na otázku

Vzťah medzi skutočným a možným, vzťah medzi existuje a možno - to je intelektuálna inovácia, ktorá sa podľa klasických štúdií J. Piageta a jeho školy stáva dostupná deťom po 11-12 roku života. Viacerí Piagetovi kritici sa snažili ukázať, že vek 11-12 rokov je veľmi podmienený a dá sa posunúť akýmkoľvek smerom, že prechod na novú intelektuálnu úroveň neprebieha trhavo, ale prechádza niekoľkými medzistupňami. . Nikto však nespochybňoval samotný fakt, že v intelektuálnom živote človeka na pomedzí základnej školy a dospievania sa objavuje nová kvalita. Tínedžer začína s analýzou úlohy, ktorá pred ním stojí, pokusom zistiť možné vzťahy použiteľné na údaje, ktoré má k dispozícii, a potom sa pomocou kombinácie experimentu a logickej analýzy pokúša zistiť, ktorý z možných vzťahov skutočne existujú.

Zásadné preorientovanie myslenia od poznania toho, ako je usporiadaná realita, k hľadaniu potenciálnych príležitostí, ktoré sa skrývajú za bezprostrednou danosťou, sa nazýva prechod k hypoteticko-deduktívnemu mysleniu.

Nové hypoteticko-deduktívne prostriedky chápania sveta prudko posúvajú hranice vnútorného života tínedžera: jeho svet je naplnený ideálnymi konštrukciami, hypotézami o ňom samom, o jeho okolí a o ľudstve ako celku. Tieto hypotézy ďaleko presahujú hranice existujúcich vzťahov a priamo pozorovateľných vlastností ľudí (vrátane nich samých) a stávajú sa základom pre experimentálne testovanie ich vlastných potenciálnych schopností.

Hypoteticko-deduktívne myslenie je založené na rozvoji kombinatoriky a výrokových operácií. Prvý krok kognitívnej reštrukturalizácie sa vyznačuje tým, že myslenie sa stáva menej objektívnym a vizuálnym. Ak dieťa vo fáze špecifických operácií triedi predmety iba na základe identity alebo podobnosti, teraz je možné klasifikovať heterogénne objekty podľa ľubovoľne zvolených kritérií vyššieho rádu. Analyzujú sa nové kombinácie predmetov alebo kategórií, porovnávajú sa abstraktné výroky alebo myšlienky rôznymi spôsobmi. Myslenie presahuje pozorovanú a obmedzenú realitu a operuje s ľubovoľným počtom ľubovoľných kombinácií. Kombinovaním predmetov je dnes možné systematicky spoznávať svet, zisťovať v ňom možné zmeny, hoci dospievajúci ešte nevedia vyjadriť matematické zákony, ktoré sa za tým skrývajú, pomocou vzorcov. Samotný princíp takéhoto opisu však už bol nájdený a realizovaný.

Výrokové operácie sú mentálne akcie vykonávané, na rozdiel od špecifických operácií, nie s objektovými reprezentáciami, ale s abstraktnými pojmami. Týkajú sa rozsudkov, ktoré sú kombinované z hľadiska ich vhodnosti alebo nesúladu s navrhovanou situáciou (pravda alebo nepravda). Nejde len o nový spôsob spájania faktov, ale o logický systém, ktorý je oveľa bohatší a variabilnejší ako konkrétne operácie. Objaví sa schopnosť analyzovať akúkoľvek situáciu bez ohľadu na skutočné okolnosti; dospievajúci po prvýkrát získavajú schopnosť systematicky konštruovať a testovať hypotézy. Zároveň dochádza k ďalšiemu rozvoju špecifických mentálnych operácií. Abstraktné pojmy (ako objem, hmotnosť, sila atď.) sa dnes mentálne spracúvajú bez ohľadu na konkrétne okolnosti. Uvažuje sa o vlastných myšlienkach. Vychádzajú z nej dedukcie, ktoré už nie je potrebné testovať v praxi, keďže sú v súlade s formálnymi zákonmi logiky. Myslenie sa začína riadiť formálnou logikou.

Medzi 11. a 15. rokom života teda dochádza v kognitívnej oblasti k výrazným štrukturálnym zmenám, ktoré sa prejavujú v prechode k abstraktnému a formálnemu mysleniu. Dokončujú vývojovú líniu, ktorá sa začala v dojčenskom veku formovaním senzomotorických štruktúr a pokračuje v detstve až do predpubertálneho obdobia formovaním špecifických mentálnych operácií.

Laboratórna práca "Elektromagnetická indukcia"

V tejto práci sa skúma fenomén elektromagnetickej indukcie.

Ciele práce

Zmerajte napätie generované pohybom magnetu v cievke.

Skúmajte vplyvy zmeny pólov magnetu pri pohybe v cievke, zmeny rýchlosti pohybu magnetu, pomocou rôznych magnetov na výsledné napätie.

Nájdite zmenu magnetického toku, keď je magnet spustený do cievky.

Zákazka

Položte hadičku na cievku.

Upevnite trubicu na statív.

Pripojte napäťový senzor k výstupu 1 panela. CoachLab II / II + používa namiesto snímača napätia 4 mm vodiče.

Pripojte káble k žltým a čiernym konektorom na výstupe 3 (zobrazené na obrázku a popísané v Coach Labs).

Open Coach Lab 6 Skúmanie fyziky> Elektromagnetická indukcia.

Spustite meranie stlačením tlačidla Štart. Pri vykonávaní práce sa používa automatický záznam. Vďaka tomu, napriek tomu, že experiment trvá asi pol sekundy, je možné merať vznikajúce indukčné EMF. Keď amplitúda meraného napätia dosiahne určitú hodnotu (štandardne, keď sa napätie zvýši a dosiahne 0,3 V), počítač začne zaznamenávať meraný signál.

Začnite zasúvať magnet do plastovej trubice.

Merania začnú, keď napätie dosiahne 0,3 V, čo zodpovedá začiatku spúšťania magnetu.

Ak je minimálna hodnota spúšťania veľmi blízka nule, nahrávanie sa môže spustiť v dôsledku rušenia signálu. Preto by minimálna hodnota pre štartovanie nemala byť blízka nule.

Ak je hodnota, ktorá sa má spustiť, vyššia ako maximálna (nižšia ako minimálna) hodnota napätia, záznam sa nikdy nespustí automaticky. V tomto prípade musíte zmeniť podmienky spúšťania.

Analýza prijatých údajov

Môže sa ukázať, že získaná závislosť napätia od času nie je symetrická k nulovej hodnote napätia. To znamená, že dochádza k rušeniu. To neovplyvní kvalitatívnu analýzu, ale výpočty je potrebné opraviť, aby sa zohľadnili tieto interferencie.

Vysvetlite priebeh (minimálne a najvyššie hodnoty) zaznamenaného napätia.

Vysvetlite, prečo sú výšky (nízke) asymetrické.

Určte, kedy sa magnetický tok najviac mení.

Určte celkovú zmenu magnetického toku počas prvej polovice fázy pohybu, keď bol magnet zatlačený do cievky?

Na nájdenie tejto hodnoty použite možnosti Proces / Analyze> Area alebo Process / Analyze> Integral.

Určte celkovú zmenu magnetického toku počas druhej polovice fázy pohybu, keď bol magnet vytiahnutý z cievky?

Značky: Vývoj systému experimentálnych úloh vo fyzike na príklade sekcie "Mechanika" Diplom z pedagogiky

Popis práce: Tento článok môže byť užitočný pre učiteľov fyziky pracujúcich v ročníkoch 7-9 podľa programov rôznych autorov. Obsahuje ukážky domácich pokusov a pokusov realizovaných s pomocou detských hračiek, ako aj kvalitatívne a experimentálne problémy vrátane riešení, ktoré sú rozdelené do tried. Materiál tohto článku môžu použiť samotní študenti ročníkov 7-9, ktorí majú zvýšený kognitívny záujem a túžbu vykonávať nezávislý výskum doma.

Úvod. Pri výučbe fyziky, ako viete, má veľký význam názorný a pôsobivý demonštračný a laboratórny experiment, ktorý ovplyvňuje pocity detí, vzbudzuje záujem o to, čo sa študuje. Pre vzbudenie záujmu o hodiny fyziky, najmä v nižších ročníkoch, môžete napríklad na hodinách predvádzať detské hračky, ktoré sú často jednoduchšie a efektívnejšie ako predvádzacie a laboratórne vybavenie. Používanie detských hračiek je veľmi prospešné, pretože umožňujú veľmi názorne na predmetoch známych z detstva demonštrovať nielen určité fyzikálne javy, ale aj prejavy fyzikálnych zákonov v okolitom svete a ich aplikáciu.

Pri niektorých témach budú hračky takmer jedinými názornými pomôckami. Technika používania hračiek na hodinách fyziky podlieha požiadavkám na rôzne typy školských experimentov:

1. Hračka by mala byť farebná, ale bez detailov zbytočných pre zážitok. Všetky drobné detaily, ktoré v tomto experimente nemajú zásadný význam, by nemali rozptyľovať pozornosť študentov, a preto ich treba buď uzavrieť, alebo urobiť menej nápadnými.

2. Hračka by mala byť žiakom známa, pretože zvýšený záujem o dizajn hračky môže zakryť podstatu samotnej demonštrácie.

3. Mali by ste sa postarať o jasnosť a výraznosť experimentov. Aby ste to dosiahli, musíte si vybrať hračky, ktoré najjednoduchšie a najjasnejšie demonštrujú tento jav.

4. Skúsenosť musí byť presvedčivá, nesmie obsahovať nesúvisiace javy a nesmie viesť k dezinterpretácii.

Hračky môžu byť použité v ktorejkoľvek fáze tréningu: pri vysvetľovaní nového materiálu, pri frontálnom experimente, riešení problémov a upevňovaní látky, ale podľa môjho názoru je najvhodnejšie používanie hračiek v domácich experimentoch, samostatná výskumná práca . Používanie hračiek pomáha zvyšovať počet domácich experimentov a výskumných prác, čo nepochybne prispieva k rozvoju experimentálnych zručností a vytvára podmienky pre tvorivú prácu na študovanom materiáli, v ktorej hlavné úsilie nie je zamerané na zapamätanie napísaného v učebnici, ale pri zostavovaní experimentu a premýšľaní o jeho výsledku ... Experimenty s hračkami budú pre študentov štúdiom aj hrou a určite si budú vyžadovať námahu na premýšľanie.