Zadania eksperymentalne w nauczaniu fizyki. Przedmiot do wyboru: „Fizyka praktyczna i doświadczalna”

EKSPERYMENTALNY

ZADANIA

PODCZAS TRENINGU

FIZYCY

Sosina Natalia Nikołajewna

Nauczyciel fizyki

MBOU „Centralne Centrum Edukacyjne nr 22 – Liceum Artystyczne”

Problemy eksperymentalne odgrywają dużą rolę w uczeniu się uczniów w fizyce. Rozwijają myślenie i aktywność poznawczą, przyczyniają się do głębszego zrozumienia istoty zjawisk, rozwijają umiejętność stawiania hipotez i sprawdzania ich w praktyce. Główne znaczenie rozwiązywania problemów eksperymentalnych polega na kształtowaniu i rozwoju za pomocą obserwacji, umiejętności pomiarowych i umiejętności posługiwania się instrumentami. Zadania eksperymentalne zwiększają aktywność uczniów na lekcjach, rozwijają logiczne myślenie i uczą analizowania zjawisk.

Problemy eksperymentalne obejmują te, których nie można rozwiązać bez eksperymentów i pomiarów. Problemy te można podzielić na kilka typów w zależności od roli eksperymentu w rozwiązaniu:

    Zagadnienia, w których nie da się uzyskać odpowiedzi na pytanie bez doświadczenia;

    Eksperyment ma na celu stworzenie sytuacji problemowej;

    Do zilustrowania zjawiska omawianego w zadaniu wykorzystano eksperyment;

    Do sprawdzenia poprawności rozwiązania służy eksperyment.

Problemy eksperymentalne możesz rozwiązywać zarówno na zajęciach, jak i w domu.

Przyjrzyjmy się niektórym problemom eksperymentalnym, które można wykorzystać w klasie.

NIEKTÓRE TRUDNE ZADANIA EKSPERYMENTALNE

    Wyjaśnij zaobserwowane zjawisko

- Jeśli podgrzejesz powietrze w słoiku i umieścisz lekko nadmuchany balon z wodą na szyjce słoika, zostanie on wessany do słoika. Dlaczego?

(Powietrze w słoiku ochładza się, zwiększa się jego gęstość i objętość

maleje - kula jest wciągana do słoika)

- Jeśli na lekko napompowany balon zalejesz gorącą wodą, balon powiększy się. Dlaczego?

(Powietrze nagrzewa się, prędkość cząsteczek wzrasta i częściej uderzają one w ścianki kuli. Ciśnienie powietrza wzrasta. Skorupa jest elastyczna, siła nacisku rozciąga skorupę, a kula zwiększa swój rozmiar)

- Gumowej piłki umieszczonej w plastikowej butelce nie można napompować. Dlaczego? Co trzeba zrobić, żeby móc napompować balon?

(Kulka izoluje atmosferę powietrza w butelce. Wraz ze wzrostem objętości kulki powietrze w butelce ulega sprężaniu, ciśnienie wzrasta, co zapobiega napompowaniu piłki. Jeśli w butelce zostanie wykonany otwór, ciśnienie powietrza w butelce butelka będzie równa ciśnieniu atmosferycznemu, a piłkę można napompować).

- Czy można zagotować wodę w pudełku zapałek?

    Problemy obliczeniowe

- Jak określić straty energii mechanicznej podczas jednego pełnego oscylacji obciążenia?

(Strata energii jest równa różnicy energii potencjalnej obciążenia w położeniu początkowym i końcowym po jednym okresie).

(Aby to zrobić, musisz znać masę zapałki i czas jej palenia).

    Zadania eksperymentalne zachęcające do poszukiwania informacji

odpowiedzieć na pytanie

- Przyłóż silny magnes do główki zapałki, prawie nie jest przyciągany. Spal siarkową główkę zapałki i ponownie przyłóż ją do magnesu. Dlaczego główka zapałki jest teraz przyciągana przez magnes?

Znajdź informacje na temat składu główki zapałki.

DOMOWE ZADANIA EKSPERYMENTALNE

Problemy eksperymentalne w domu cieszą się dużym zainteresowaniem uczniów. Dokonując obserwacji dowolnego zjawiska fizycznego lub wykonując w domu eksperyment, który należy wyjaśnić podczas wykonywania tych zadań, uczniowie uczą się samodzielnego myślenia i rozwijają swoje umiejętności praktyczne. Wykonywanie zadań eksperymentalnych odgrywa szczególnie ważną rolę w okresie adolescencji, gdyż w tym okresie następuje restrukturyzacja charakteru aktywności edukacyjnej ucznia. Nastolatek nie zawsze jest już usatysfakcjonowany tym, że odpowiedź na jego pytanie znajduje się w podręczniku. Ma potrzebę uzyskania tej odpowiedzi z doświadczenia życiowego, obserwacji otaczającej rzeczywistości, z wyników własnych eksperymentów. Uczniowie chętniej i z większym zainteresowaniem niż inne rodzaje prac domowych wykonują domowe doświadczenia i obserwacje, prace laboratoryjne i zadania eksperymentalne. Zadania stają się bardziej sensowne, głębsze, a zainteresowanie fizyką i technologią wzrasta. Umiejętność obserwacji, eksperymentowania, badań i projektowania staje się integralną częścią przygotowania studentów do dalszej pracy twórczej w różnych dziedzinach produkcji.

Wymagania dotyczące eksperymentów domowych

Przede wszystkim jest to oczywiście bezpieczeństwo. Ponieważ doświadczenie przeprowadza uczeń samodzielnie w domu, bez bezpośredniego nadzoru nauczyciela, w eksperymencie nie powinny znajdować się żadne substancje chemiczne ani przedmioty stwarzające zagrożenie dla zdrowia dziecka i jego środowiska domowego. Eksperyment nie powinien wymagać od ucznia znacznych nakładów materialnych, podczas jego przeprowadzania należy używać przedmiotów i substancji znajdujących się niemal w każdym domu: naczyń, słoików, butelek, wody, soli itp. Eksperyment przeprowadzany w domu przez dzieci w wieku szkolnym powinien być prosty w wykonaniu i wyposażeniu, ale jednocześnie wartościowy w badaniu i rozumieniu fizyki w dzieciństwie oraz ciekawy pod względem treści. Ponieważ nauczyciel nie ma możliwości bezpośredniej kontroli eksperymentu przeprowadzanego przez uczniów w domu, wyniki eksperymentu należy odpowiednio sformalizować (w przybliżeniu tak, jak ma to miejsce podczas wykonywania prac laboratoryjnych na pierwszej linii frontu). Wyniki eksperymentu przeprowadzonego przez uczniów w domu należy omówić i przeanalizować na zajęciach. Praca uczniów nie powinna być ślepym naśladownictwem ustalonych wzorców, powinna zawierać jak najszerszy przejaw własnej inicjatywy, kreatywności i poszukiwania czegoś nowego. Na podstawie powyższego możemy sformułować wymagania dotyczące domowych zadań eksperymentalnych:

– bezpieczeństwo podczas wykonywania;
– minimalne koszty materiałów;
- Łatwość wdrożenia;
– mieć wartość w badaniu i rozumieniu fizyki;
– łatwość późniejszej kontroli przez nauczyciela;
– obecność kreatywnej koloryzacji.

NIEKTÓRE ZADANIA EKSPERYMENTALNE W DOMU

- Określ gęstość tabliczki czekolady, kostki mydła, torebki soku;

- Weź spodek i opuść go krawędzią do garnka z wodą. Spodek tonie. Teraz opuść spodek na wodę, unosi się na wodzie. Dlaczego? Wyznacz siłę wyporu działającą na pływający spodek.

- Zrób szydłem dziurę w dnie plastikowej butelki, szybko napełnij ją wodą i szczelnie zamknij pokrywkę. Dlaczego woda przestała się lać?

- Jak określić prędkość wylotową pocisku do pistoletu zabawkowego za pomocą wyłącznie taśmy mierniczej.

- Cylinder lampy ma moc 60 W, 220 V. Określ opór spirali. Oblicz długość spirali lampy, jeśli wiadomo, że jest ona wykonana z drutu wolframowego o średnicy 0,08 mm.

- Zapisz moc czajnika elektrycznego zgodnie z paszportem. Określ ilość ciepła wydzielonego w ciągu 15 minut i koszt energii zużytej w tym czasie.

Organizując i przeprowadzając lekcję z problematycznymi zadaniami eksperymentalnymi, nauczyciel ma doskonałą okazję do pokazania swoich zdolności twórczych, doboru zadań według własnego uznania, przeznaczonych dla konkretnej klasy, w zależności od poziomu przygotowania uczniów. Obecnie istnieje duża ilość literatury metodycznej, na której nauczyciel może się oprzeć przygotowując się do lekcji.

Możesz skorzystać z książek np

LA Gorev. Zabawne eksperymenty z fizyki w klasach 6-7 szkoły średniej - M.: „Prosveshcheniye”, 1985

V. N. Lange. Eksperymentalne zadania fizyczne na pomysłowość: Podręcznik szkoleniowy - M.: Nauka. Redakcja główna literatury fizycznej i matematycznej, 1985

L. A. Gorłowa. Nietradycyjne lekcje, zajęcia pozalekcyjne - M.: „Vako”, 2006

V. F. Shilov. Domowe zadania eksperymentalne z fizyki. 7 – 9 klas. – M.: „Prasa Szkolna”, 2003

Niektóre problemy eksperymentalne podano w załącznikach.

ANEKS 1

(ze strony nauczyciela fizyki V.I. Elkina)

Zadania eksperymentalne

1 . Określ, ile kropel wody znajduje się w szklance, jeśli masz pipetę, wagę, odważnik, szklankę wody, naczynie.

Rozwiązanie. Do pustego naczynia wlej, powiedzmy, 100 kropli i określ ich masę. Ile razy masa wody w szklance jest większa od masy 100 kropel, to liczba kropel.

2 . Określ obszar jednorodnego kawałka tektury o nieregularnym kształcie, jeśli masz nożyczki, linijkę, wagę i odważniki.

Rozwiązanie. Zważ rekord. Wytnij z niego regularny kształt (na przykład kwadrat), którego powierzchnię łatwo zmierzyć. Znajdź stosunek mas - jest równy stosunkowi powierzchni.

3 . Określ masę jednorodnego kartonu o odpowiednim kształcie (na przykład dużego plakatu), jeśli masz nożyczki, linijkę, wagę i odważniki.

Rozwiązanie. Nie ma potrzeby ważenia całego plakatu. Określ jego powierzchnię, a następnie wytnij z krawędzi regularny kształt (na przykład prostokąt) i zmierz jego powierzchnię. Znajdź stosunek powierzchni - jest równy stosunkowi mas.

4 . Określ promień metalowej kulki bez użycia suwmiarki.

Rozwiązanie. Określ objętość kuli za pomocą zlewki i ze wzoru V = (4/3) R 3 określ jej promień.

Rozwiązanie. Owiń ciasno wokół ołówka, na przykład 10 zwojów nici i zmierz długość uzwojenia. Podziel przez 10, aby znaleźć średnicę gwintu. Za pomocą linijki określ długość cewki, podziel ją przez średnicę jednego gwintu i uzyskaj liczbę zwojów w jednej warstwie. Po zmierzeniu zewnętrznej i wewnętrznej średnicy cewki znajdź ich różnicę, podziel przez średnicę gwintu - dowiesz się, ile warstw. Oblicz długość jednego zwoju w środkowej części szpuli i oblicz długość nici.

Sprzęt. Zlewka, probówka, szklanka płatków, szklanka wody, linijka.

Rozwiązanie. Rozważmy, że ziarna są w przybliżeniu równe i kuliste. Metodą rzędową oblicz średnicę ziarna, a następnie jego objętość. Do probówki z płatkami wlej wodę tak, aby woda wypełniła szczeliny między ziarnami. Za pomocą zlewki oblicz całkowitą objętość płatków. Dzieląc całkowitą objętość zboża przez objętość jednego ziarna, policz liczbę ziaren.

7 . Przed tobą kawałek drutu, miarka, przecinaki do drutu i waga z odważnikami. Jak wyciąć dwa kawałki drutu na raz (z dokładnością do 1 mm), aby uzyskać domowe odważniki o wadze 2 i 5 g?

Rozwiązanie. Zmierz długość i wagę całego drutu. Oblicz długość drutu na gram jego masy.

8 . Określ grubość swoich włosów.

Rozwiązanie. Nawiń cewkę, aby zwinąć włosy na igłę i zmierzyć długość rzędu. Znając liczbę zwojów, oblicz średnicę włosa.

9 . Istnieje legenda o założeniu miasta Kartaginy. Dydona, córka króla tyryjskiego, po stracie męża zabitego przez jej brata, uciekła do Afryki. Tam kupiła od króla numidyjskiego tyle ziemi, „ile zajmuje skóra wołowa”. Po sfinalizowaniu transakcji Dydona pocięła skórę wołową na cienkie paski i dzięki temu trikowi przykryła działkę wystarczającą do zbudowania twierdzy. Wygląda na to, że powstała twierdza Kartagina, a następnie zbudowano miasto. Spróbujcie w przybliżeniu określić, jaką powierzchnię mogłaby zajmować twierdza, jeśli przyjmiemy, że wielkość skóry bydlęcej wynosi 4 m2, a szerokość pasów, w które ją pociął Dydona, wynosi 1 mm.

Odpowiedź. 1 km 2.

10 . Dowiedz się, czy aluminiowy przedmiot (taki jak kula) ma w środku wnękę.

Rozwiązanie. Za pomocą dynamometru określ masę ciała w powietrzu i wodzie. W powietrzu P = mg, a w wodzie P = mg – F, gdzie F = gV to siła Archimedesa. Korzystając z podręcznika, znajdź i oblicz objętość kuli V w powietrzu i wodzie.

11 . Oblicz promień wewnętrzny cienkiej szklanej rurki za pomocą wagi, linijki mierniczej lub pojemnika z wodą.

Rozwiązanie. Napełnij rurkę wodą. Zmierz wysokość słupa cieczy, następnie wylej wodę z rurki i określ jej masę. Znając gęstość wody, określ jej objętość. Ze wzoru V = SH = R 2 H oblicz promień.

12 Określ grubość folii aluminiowej bez użycia mikrometru lub suwmiarki.

Rozwiązanie. Określ masę blachy aluminiowej poprzez ważenie i pole powierzchni za pomocą linijki. Korzystając z podręcznika, znajdź gęstość aluminium. Następnie oblicz objętość i ze wzoru V = Sd - grubość folii d.

13 . Oblicz masę cegieł w ścianie domu.

Rozwiązanie. Ponieważ cegły są standardowe, poszukaj w ścianie cegieł, których długość, grubość lub szerokość można zmierzyć. Korzystając z podręcznika, znajdź gęstość cegły i oblicz masę.

14 . Zrób wagę „kieszonkową” do ważenia cieczy.

Rozwiązanie. Najprostszą „łuską” jest zlewka.

15 . Dwóch uczniów postawiło sobie zadanie określenia kierunku wiatru za pomocą wiatrowskazu. Na górze umieścili piękne flagi wycięte z tego samego kawałka blachy - na jednej wiatrowskazie prostokątnej, na drugiej trójkątnej. Która flaga, trójkątna czy prostokątna, wymaga więcej farby?

Rozwiązanie. Ponieważ flagi są wykonane z tego samego kawałka cyny, wystarczy je zważyć, większa ma większą powierzchnię.

16 . Przykryj kartkę papieru książką i szarpnij ją. Dlaczego za nim wyrasta liść?

Odpowiedź. Kawałek papieru podnosi ciśnienie atmosferyczne, ponieważ... w momencie wyrwania książki pomiędzy nią a kartką powstaje próżnia.

17 . Jak wylać wodę ze słoika na stół, nie dotykając go?

Sprzęt. Słoik trzylitrowy wypełniony w 2/3 wodą, długa gumowa rurka.

Rozwiązanie. Umieść jeden koniec długiej gumowej rurki całkowicie wypełnionej wodą w słoiku. Weź drugi koniec rurki do ust i wysysaj powietrze, aż poziom płynu w rurce znajdzie się powyżej krawędzi słoiczka, następnie wyjmij go z ust i opuść drugi koniec rurki poniżej poziomu wody w słoiku - woda sama popłynie. (Technika ta jest często stosowana przez kierowców podczas dolewania benzyny ze zbiornika samochodu do kanistra).

18 . Określ ciśnienie wywierane przez metalowy klocek ściśle przylegający do dna naczynia z wodą.

Rozwiązanie. Ciśnienie na dnie szklanki jest sumą ciśnienia słupa cieczy nad blokiem i ciśnienia wywieranego na dno bezpośrednio przez blok. Za pomocą linijki określ wysokość słupa cieczy, a także powierzchnię krawędzi bloku, na którym leży.

19 . Zanurza się dwie kule o jednakowych masach, jedną w czystej wodzie, drugą w wodzie silnie zasolonej. Dźwignia, na której są zawieszone, jest w równowadze. Określ, który pojemnik zawiera czystą wodę. Nie możesz posmakować wody.

Rozwiązanie. Piłka zanurzona w słonej wodzie traci mniej na wadze niż piłka zanurzona w czystej wodzie. Dlatego jego ciężar będzie większy, dlatego to piłka wisi na krótszym ramieniu. Jeśli zdejmiesz okulary, kulka zawieszona na dłuższym ramieniu zostanie pociągnięta.

20 . Co należy zrobić, aby kawałek plasteliny unosił się w wodzie?

Rozwiązanie. Zrób „łódkę” z plasteliny.

21 . Plastikowa butelka po napojach została napełniona w 3/4 wodą. Co należy zrobić, aby kulka plasteliny wrzucona do butelki opadła, ale uniosła się w górę, jeśli korek zostanie przekręcony i ściśnięte ścianki butelki?

Rozwiązanie. Musisz zrobić wnękę powietrzną wewnątrz kuli.

22 . Jakie ciśnienie wywiera kot (pies) na podłogę?

Sprzęt. Kawałek papieru w kratkę (z zeszytu ucznia), spodek z wodą, waga domowa.

Rozwiązanie. Zważ zwierzę na domowej wadze. Zwilż mu łapki i pobiegnij po kartce papieru w kratkę (z zeszytu ucznia). Określ powierzchnię łapy i oblicz ciśnienie.

23 . Aby szybko wylać sok ze słoika, należy wykonać dwa otwory w pokrywce. Najważniejsze, że gdy zaczniesz nalewać sok ze słoika, powinny one znajdować się jeden na górze, drugi diametralnie na dole. Dlaczego potrzebne są dwa otwory, a nie jeden? Wyjaśnienie. Powietrze dostaje się do górnego otworu. Pod wpływem ciśnienia atmosferycznego sok wypływa z dna. Jeśli jest tylko jeden otwór, ciśnienie w słoiku będzie się okresowo zmieniać, a sok zacznie „bulgotać”.

24 . Sześciokątny ołówek o szerokości boku 5 mm toczy się po kartce papieru. Jaka jest trajektoria jego środka? Narysuj to.

Rozwiązanie. Trajektoria jest sinusoidą.

25 . Na powierzchni okrągłego ołówka umieszczono kropkę. Ołówek umieszczono na pochyłej płaszczyźnie i pozostawiono do staczania się podczas obracania. Narysuj trajektorię punktu względem powierzchni stołu, powiększoną 5 razy.

Rozwiązanie. Trajektoria jest cykloidą.

26 . Zawieś metalowy pręt na dwóch statywach, aby jego ruch mógł być progresywny; rotacyjny.

Rozwiązanie. Zawieś pręt na dwóch nitkach tak, aby był poziomy. Jeśli popchniesz go dalej, będzie się poruszał, pozostając równolegle do siebie. Jeśli go popchniesz, zacznie oscylować, tj. wykonać ruch obrotowy.

27 . Określ prędkość ruchu końca wskazówki sekundowej zegarka naręcznego.

Rozwiązanie. Zmierz długość drugiej wskazówki - jest to promień okręgu, po którym się porusza. Następnie oblicz obwód i oblicz prędkość

28 . Ustal, która kula ma największą masę. (Nie możesz podnosić piłek.)

Rozwiązanie. Ułóż kulki w rzędzie i za pomocą linijki jednocześnie daj każdemu taką samą siłę pchania. Ten, który przeleci najkrótszą odległość, jest najcięższy.

29 . Określ, która z dwóch pozornie identycznych sprężyn ma większy współczynnik sztywności.

Rozwiązanie. Zablokuj sprężyny i rozciągnij je w przeciwnych kierunkach. Sprężyna o niższym współczynniku sztywności rozciągnie się bardziej.

30 . Dostajesz dwie identyczne gumowe piłki. Jak udowodnić, że jedna z piłek odbije się wyżej od drugiej, jeśli zostaną upuszczone z tej samej wysokości? Zabrania się rzucania piłek, dopychania ich do siebie, podnoszenia ze stołu, toczenia się po stole.

Rozwiązanie. Musisz nacisnąć kulki ręką. Którakolwiek piłka jest bardziej elastyczna, odbije się wyżej.

31 . Wyznacz współczynnik tarcia ślizgowego stalowej kuli o drewno.

Rozwiązanie. Weź dwie identyczne kulki, połącz je plasteliną, aby nie obracały się podczas toczenia. Drewnianą linijkę umieść na statywie pod takim kątem, aby ślizgające się po niej kulki poruszały się prosto i równomiernie. W tym przypadku = tg, gdzie jest kątem nachylenia. Mierząc wysokość nachylonej płaszczyzny i długość jej podstawy, znajdź tangens tego kąta nachylenia (współczynnik tarcia ślizgowego).

32 . Masz zabawkowy pistolet i linijkę. Określ prędkość „pocisku” po wystrzeleniu.

Rozwiązanie. Wykonaj strzał pionowo w górę, zwróć uwagę na wysokość wzniesienia. W najwyższym punkcie energia kinetyczna jest równa energii potencjalnej - z tej równości znajdź prędkość.

33 . Ułożony poziomo pręt o masie 0,5 kg leży z jednej strony na podporze, a z drugiej strony na zdejmowanym stole hamowni demonstracyjnej. Jakie są wskazania dynamometru?

Rozwiązanie. Całkowity ciężar pręta wynosi 5 N. Ponieważ pręt opiera się w dwóch punktach, ciężar ciała rozkłada się równomiernie na oba punkty podparcia, dlatego hamownia wskaże 2,5 N.

34 . Na biurku ucznia stoi wózek z ładunkiem. Uczeń popycha go lekko ręką, a wózek po przebyciu pewnej odległości zatrzymuje się. Jak znaleźć prędkość początkową wózka?

Rozwiązanie. Energia kinetyczna wózka w początkowej chwili jego ruchu jest równa pracy wykonanej przez siłę tarcia na całej drodze ruchu, zatem m 2 /2 = Fs. Aby obliczyć prędkość, należy znać masę wózka z ładunkiem, siłę tarcia i przebytą drogę. Na tej podstawie musisz mieć wagę, dynamometr i linijkę.

35 . Na stole leży kula i sześcian wykonane ze stali. Ich masy są takie same. Podniosłeś oba ciała i przycisnąłeś je do sufitu. Czy będą mieli tę samą energię potencjalną?

Rozwiązanie. NIE. Środek ciężkości sześcianu znajduje się niżej niż środek ciężkości piłki, dlatego energia potencjalna piłki jest mniejsza.

ZAŁĄCZNIK 2

(z książki V. N. Lange „Eksperymentalne zadania fizyczne dla pomysłowości” - zadania eksperymentalne w domu)

1. Poproszono Cię o obliczenie gęstości cukru. Jak to zrobić, mając jedynie domową zlewkę, jeśli eksperyment trzeba przeprowadzić z cukrem granulowanym?

2. Jak za pomocą 100-gramowego odważnika, trójkątnego pilnika i linijki z podziałką można w przybliżeniu określić masę pewnego ciała, jeśli nie różni się ona zbytnio od masy odważnika? Co zrobić, jeśli zamiast odważnika otrzymasz zestaw „miedzianych” monet?

3. Jak obliczyć masę linijki za pomocą miedzianych monet?

4. Skala wag dostępnych w domu jest wyskalowana tylko do 500 g. Jak można na nich zważyć książkę o masie około 1 kg, posiadającą także szpulkę z nicią?

5. Do Twojej dyspozycji jest wanna wypełniona wodą, słoiczek z szeroką szyjką, kilka groszy, pipeta i kolorowa kreda (lub miękki ołówek). Jak można wykorzystać te – i tylko te – obiekty do obliczenia masy jednej kropli wody?

6. Jak określić gęstość kamienia za pomocą wagi, zestawu odważników i naczynia z wodą, jeśli nie można bezpośrednio zmierzyć jego objętości?

7. Jak, mając sprężynę (lub pasek gumy), sznurek i kawałek żelaza, można stwierdzić, który z dwóch nieprzezroczystych naczyń zawiera naftę, a który zawiera naftę i wodę?

8. Jak określić pojemność (tj. objętość wewnętrzną) patelni za pomocą wagi i zestawu odważników?

9. Jak podzielić zawartość cylindrycznej szklanki wypełnionej po brzegi płynem na dwie identyczne części, posiadające drugie naczynie, ale o innym kształcie i nieco mniejszej objętości?

10. Dwóch towarzyszy odpoczywało na balkonie i zastanawiało się, jak ustalić, bez otwierania pudełek zapałek, w którym pudełku zostało mniej zapałek. Jaką metodę możesz zaproponować?

11. Jak określić położenie środka masy gładkiego drążka bez użycia narzędzi?

12. Jak zmierzyć średnicę piłki nożnej za pomocą sztywnej (np. zwykłej drewnianej) linijki?

13. Jak obliczyć średnicę małej kulki za pomocą zlewki?

14. Konieczne jest jak najdokładniejsze określenie średnicy stosunkowo cienkiego drutu, mając w tym celu jedynie zeszyt szkolny „w kwadracie” i ołówek. Co powinienem zrobić?

15. Istnieje prostokątne naczynie częściowo wypełnione wodą, w którym pływa zanurzone w wodzie ciało. Jak obliczyć masę tego ciała za pomocą jednej linijki?

16. Jak obliczyć gęstość korka za pomocą stalowej igły dziewiarskiej i zlewki z wodą?

17. Jak, mając jedynie linijkę, można określić gęstość drewna, z którego wykonany jest patyk, pływającego w wąskim cylindrycznym naczyniu?

18. Szklany korek ma wewnątrz wnękę. Czy można określić objętość wnęki za pomocą wagi, zestawu odważników i naczynia z wodą bez rozbijania korka? A jeśli jest to możliwe, to w jaki sposób?

19. Do podłogi przybita jest żelazna blacha, lekki drewniany kij (pręt) i linijka. Opracuj metodę wyznaczania współczynnika tarcia drewna i żelaza, wykorzystując wyłącznie wymienione elementy.

20. Będąc w pomieszczeniu oświetlonym lampą elektryczną, musisz dowiedzieć się, która z dwóch soczewek skupiających o tych samych średnicach ma większą moc optyczną. Do tego celu nie jest przeznaczony żaden specjalny sprzęt. Wskaż sposób rozwiązania problemu.

21. Istnieją dwie soczewki o tych samych średnicach: jedna jest zbieżna, druga rozbieżna. Jak określić, który z nich ma większą moc optyczną, bez uciekania się do instrumentów?

22. W długim korytarzu pozbawionym okien znajduje się lampa elektryczna. Można ją zapalać i gasić za pomocą włącznika zamontowanego przy drzwiach wejściowych na początku korytarza. Jest to niewygodne dla tych, którzy wychodzą na zewnątrz, ponieważ przed wyjściem muszą przedostać się w ciemności. Jednak ten, który wszedł i zapalił lampę przy wejściu, również jest niezadowolony: po przejściu korytarza na próżno zostawia zapaloną lampę. Czy można wymyślić obwód, który umożliwi włączanie i wyłączanie lampy z różnych końców korytarza?

23. Wyobraź sobie, że poproszono Cię o użycie pustej puszki i stopera do zmierzenia wysokości domu. Czy poradziłbyś sobie z zadaniem? Powiedz mi, jak postępować?

24. Jak znaleźć prędkość wypływu wody z kranu, mając cylindryczny dzbanek, stoper i suwmiarkę?

25. Z luźno zamkniętego kranu woda wypływa cienkim strumieniem. Jak za pomocą jednej linijki określić natężenie wypływu wody, a także jej objętość objętościową (czyli objętość wody wypływającej z kranu w jednostce czasu)?

26. Proponuje się wyznaczanie przyspieszenia ziemskiego poprzez obserwację strumienia wody wypływającego z luźno zamkniętego kranu. Jak wykonać zadanie, mając do tego celu linijkę, naczynie o znanej objętości i zegar?

27. Załóżmy, że trzeba napełnić wodą duży zbiornik o znanej objętości za pomocą elastycznego węża wyposażonego w cylindryczną dyszę. Chcesz wiedzieć, jak długo będzie trwała ta nudna czynność. Czy da się to obliczyć za pomocą samej linijki?

28. Jak określić masę przedmiotu za pomocą ciężarka o znanej masie, lekkiego sznurka, dwóch gwoździ, młotka, kawałka plasteliny, tablic matematycznych i kątomierza?

29. Jak określić ciśnienie w piłce nożnej za pomocą czułej skali i linijki?

30. Jak określić ciśnienie wewnątrz przepalonej żarówki za pomocą cylindrycznego naczynia z jodem i linijki?

31. Spróbuj rozwiązać poprzednie zadanie, jeśli pozwolimy sobie na użycie patelni wypełnionej wodą i wagi z zestawem odważników.

32. Biorąc pod uwagę wąską szklaną rurkę, zapieczętowaną na jednym końcu. W rurze znajduje się powietrze oddzielone od otaczającej atmosfery słupem rtęci. Jest też linijka milimetrowa. Użyj ich do określenia ciśnienia atmosferycznego.

33. Jak wyznaczyć ciepło właściwe parowania wody, mając domową lodówkę, rondel o nieznanej objętości, zegar i równomiernie palący się palnik gazowy? Zakłada się, że ciepło właściwe wody jest znane.

34. Musisz sprawdzić moc pobieraną z sieci miejskiej przez telewizor (lub inne urządzenie elektryczne) za pomocą lampy stołowej, szpulki nici, kawałka żelazka i licznika elektrycznego. Jak wykonać to zadanie?

35. Jak znaleźć rezystancję żelazka elektrycznego w trybie pracy (nie ma informacji o jego mocy) za pomocą miernika elektrycznego i odbiornika radiowego? Rozważmy osobno przypadki radiotelefonów zasilanych z baterii i sieci miejskiej.

36. Za oknem pada śnieg, ale w pokoju jest ciepło. Niestety nie ma czym zmierzyć temperatury - nie ma termometru. Ale jest bateria ogniw galwanicznych, bardzo dokładny woltomierz i amperomierz, tyle drutu miedzianego, ile chcesz, i fizyczny podręcznik. Czy można za ich pomocą określić temperaturę powietrza w pomieszczeniu?

37. Jak rozwiązać poprzedni problem, jeśli nie ma fizycznego podręcznika, ale oprócz wymienionych przedmiotów możesz korzystać z kuchenki elektrycznej i garnka z wodą?

38. Oznaczenia biegunów magnesu w kształcie podkowy, którymi dysponujemy, zostały usunięte. Oczywiście istnieje wiele sposobów, aby dowiedzieć się, który z nich jest południowy, a który północny. Ale zostaniesz poproszony o wykonanie tego zadania za pomocą telewizora! Co powinieneś zrobić?

39. Jak określić znaki biegunów nieoznaczonego akumulatora za pomocą cewki z izolowanego drutu, żelaznego pręta i telewizora.

40. Jak na podstawie kawałka drutu miedzianego i szpulki z nicią można stwierdzić, czy stalowy pręt jest namagnesowany?

41. Córka zwróciła się do ojca, który przy świetle lampy rejestrował wskazania liczników energii elektrycznej, z prośbą o pozwolenie jej na spacer. Wydając pozwolenie, ojciec poprosił córkę, aby wróciła dokładnie za godzinę. Jak ojciec może kontrolować czas spaceru, nie używając zegarka?

42. Problem 22 jest dość często publikowany w różnych zbiorach i dlatego jest powszechnie znany. Oto zadanie o tym samym charakterze, ale nieco bardziej złożone. Zaprojektuj obwód, który umożliwi włączanie i wyłączanie żarówki lub innego urządzenia zasilanego elektrycznie w dowolnej liczbie różnych punktów.

43. Jeśli umieścisz drewnianą kostkę na pokrytym tkaniną dysku odtwarzacza radiogramów blisko osi obrotu, kostka będzie się obracać wraz z dyskiem. Jeśli odległość od osi obrotu jest duża, sześcian z reguły jest wyrzucany z dysku. Jak określić współczynnik tarcia drewna o tkaninę za pomocą linijki?

44. Opracuj metodę określania objętości pomieszczenia za pomocą odpowiednio długiej i cienkiej nici, zegara i odważnika.

45. Podczas nauczania muzyki, sztuki baletowej, treningu sportowców i do innych celów często używa się metronomu - urządzenia, które wytwarza okresowe gwałtowne kliknięcia. Czas trwania przerwy pomiędzy dwoma uderzeniami (kliknięciami) metronomu reguluje się przesuwając ciężarek na specjalnej wahadłowej skali. Jak wyskalować skalę metronomu w ciągu kilku sekund za pomocą nitki, stalowej kulki i taśmy mierniczej, jeśli nie robi się tego fabrycznie?

46. ​​​​Wagę metronomu ze skalą nieskalowaną (patrz poprzednie zadanie) należy ustawić w takim położeniu, aby odstęp czasu między dwoma uderzeniami był równy jednej sekundzie. W tym celu możesz użyć długiej drabiny, kamienia i miarki. Jak wykorzystać ten zestaw przedmiotów do wykonania zadania?

47. Istnieje drewniany równoległościan prostokątny, którego jedna krawędź jest znacznie większa od pozostałych dwóch. Jak za pomocą samej linijki wyznaczyć współczynnik tarcia klocka o podłogę w pomieszczeniu?

48. Nowoczesne młynki do kawy napędzane są silnikiem elektrycznym małej mocy. Jak określić kierunek obrotu wirnika jego silników bez demontażu młynka do kawy

49. Dwie puste kule o tej samej masie i objętości pomalowane są tą samą farbą, której nie zaleca się zarysowywać. Jedna kula wykonana jest z aluminium, druga z miedzi. Jak najłatwiej stwierdzić, która kulka jest aluminiowa, a która miedziana?

50. Jak określić masę określonego ciała za pomocą jednolitego pręta z podziałkami i kawałka niezbyt grubego drutu miedzianego?Dopuszcza się także skorzystanie z książeczki fizycznej.

51. Jak oszacować promień wklęsłego zwierciadła sferycznego (lub promień krzywizny soczewki wklęsłej) za pomocą stopera i stalowej kulki o znanym promieniu?

52. Dwie identyczne kuliste kolby szklane napełnione są różnymi cieczami. Jak ustalić, w której cieczy prędkość światła jest większa, mając do tego celu jedynie żarówkę elektryczną i kartkę papieru?

53. Barwioną folię celofanową można zastosować jako prosty monochromator – urządzenie izolujące raczej wąski zakres fal świetlnych z widma ciągłego. Jak z tego przedziału wyznaczyć średnią długość fali za pomocą lampki stołowej, gramofonu z płytą (najlepiej długogrającą), linijki i kartki tektury z małą dziurką? Dobrze, jeśli w eksperymencie bierze udział przyjaciel z ołówkiem.

Fizyka"

Unauczyciel fizyki:

Gorszeniewa Natalia Iwanowna

2011 G
Rola eksperymentu w nauczaniu fizyki.

Już w definicji fizyki jako nauki istnieje połączenie zarówno części teoretycznej, jak i praktycznej. Bardzo ważne jest, aby w procesie nauczania fizyki nauczyciel mógł możliwie najpełniej pokazać swoim uczniom wzajemne powiązania tych części. Przecież gdy uczniowie poczują tę zależność, będą w stanie podać poprawne teoretyczne wyjaśnienie wielu procesów zachodzących wokół nich w życiu codziennym, w przyrodzie.

Bez eksperymentu nie ma i nie może być racjonalnego nauczania fizyki; Samo werbalne nauczanie fizyki nieuchronnie prowadzi do formalizmu i uczenia się na pamięć. Pierwsza myśl nauczyciela powinna być skierowana na to, aby uczeń widział eksperyment i sam go wykonywał, widział urządzenie w rękach nauczyciela i trzymał je w swoich rękach.

Eksperyment edukacyjny to narzędzie dydaktyczne w postaci specjalnie zorganizowanych i przeprowadzonych przez nauczyciela i ucznia eksperymentów.


Cele eksperymentu edukacyjnego:

  • Rozwiązywanie podstawowych zadań edukacyjnych;

  • Kształtowanie i rozwój aktywności poznawczej i umysłowej;

  • Szkolenie politechniczne;

  • Kształtowanie światopoglądu uczniów.
Funkcje eksperymentu:

  • Poznawcze (nauka podstaw nauki w praktyce);

  • Edukacyjne (kształtowanie światopoglądu naukowego);

  • Rozwojowa (rozwija myślenie i umiejętności).

Rodzaje eksperymentów fizycznych.

Jakie formy szkolenia praktycznego można zaoferować oprócz opowieści nauczyciela? Przede wszystkim jest to oczywiście obserwacja przez uczniów pokazów eksperymentów przeprowadzanych przez nauczyciela na zajęciach podczas wyjaśniania nowego materiału lub powtarzania przerobionego materiału, można też zaproponować eksperymenty przeprowadzone przez samych uczniów w klasie podczas lekcji w procesie frontalnej pracy laboratoryjnej pod bezpośrednim nadzorem nauczyciela. Można także zaproponować: 1) eksperymenty przeprowadzone przez uczniów samodzielnie w klasie podczas warsztatów fizycznych; 2) eksperymenty demonstracyjne przeprowadzane przez studentów podczas udzielania odpowiedzi; 3) eksperymenty przeprowadzane przez uczniów poza szkołą na podstawie prac domowych nauczyciela; 4) obserwacje krótkoterminowe i długoterminowe zjawisk przyrody, techniki i życia codziennego, prowadzone przez uczniów w domu na specjalne polecenie nauczyciela.

Co można powiedzieć o powyższych formach szkoleń?

Eksperyment demonstracyjny jest jednym z elementów edukacyjnego eksperymentu fizycznego i polega na odtworzeniu zjawisk fizycznych przez nauczyciela na stole demonstracyjnym przy użyciu specjalnych przyrządów. Odnosi się do ilustracyjnych metod nauczania poprzez doświadczenie. O roli eksperymentu demonstracyjnego w nauczaniu decyduje rola, jaką eksperyment odgrywa w fizyce i nauce jako źródło wiedzy i kryterium jej prawdziwości oraz możliwości organizowania aktywności edukacyjnej i poznawczej uczniów.

Znaczenie demonstracyjnego eksperymentu fizycznego polega na tym, że:

Studenci zapoznają się z eksperymentalną metodą poznania w fizyce, z rolą eksperymentu w badaniach fizycznych (w efekcie kształtują się naukowy światopogląd);

Studenci rozwijają umiejętności eksperymentalne: obserwują zjawiska, stawiają hipotezy, planują eksperyment, analizują wyniki, ustalają zależności między wielkościami, wyciągają wnioski itp.

Eksperyment demonstracyjny, będący środkiem przejrzystości, pomaga uporządkować postrzeganie przez uczniów materiału edukacyjnego, jego zrozumienie i zapamiętywanie; umożliwia kształcenie studentów na politechnice; pomaga zwiększyć zainteresowanie studiowaniem fizyki i stworzyć motywację do nauki. Kiedy jednak nauczyciel przeprowadza eksperyment demonstracyjny, główną czynność wykonuje sam nauczyciel i co najwyżej jeden lub dwóch uczniów, reszta uczniów jedynie biernie obserwuje eksperyment prowadzony przez nauczyciela, nie robiąc nic własnymi rękami . Dlatego konieczne jest przeprowadzanie niezależnych eksperymentów przez studentów fizyki.

Ćwiczenia laboratoryjne.

Podczas nauczania fizyki w szkole średniej umiejętności eksperymentalne rozwijane są przez uczniów, którzy samodzielnie montują instalacje, dokonują pomiarów wielkości fizycznych i przeprowadzają eksperymenty. Zajęcia laboratoryjne cieszą się wśród studentów bardzo dużym zainteresowaniem, co jest całkiem naturalne, gdyż w tym przypadku student poznaje otaczający go świat w oparciu o własne doświadczenia i własne odczucia.

Znaczenie zajęć laboratoryjnych z fizyki polega na tym, że studenci kształtują wyobrażenia na temat roli i miejsca eksperymentu w wiedzy. Podczas przeprowadzania eksperymentów uczniowie rozwijają umiejętności eksperymentalne, które obejmują zarówno umiejętności intelektualne, jak i praktyczne. Do pierwszej grupy zaliczają się umiejętności: określenia celu eksperymentu, stawiania hipotez, doboru narzędzi, planowania eksperymentu, liczenia błędów, analizy wyników, sporządzenia raportu z wykonanej pracy. Do drugiej grupy zaliczają się umiejętności montażu układu doświadczalnego, obserwacji, pomiarów i eksperymentowania.

Ponadto znaczenie eksperymentu laboratoryjnego polega na tym, że podczas jego wykonywania uczniowie rozwijają tak ważne cechy osobiste, jak dokładność w pracy z instrumentami; utrzymanie czystości i porządku na stanowisku pracy, w notatkach sporządzanych podczas doświadczenia, organizacja, wytrwałość w uzyskiwaniu wyników. Rozwijają pewną kulturę pracy umysłowej i fizycznej.

W praktyce nauczania fizyki w szkole rozwinęły się trzy typy zajęć laboratoryjnych:

Przednie prace laboratoryjne z fizyki;

Warsztat fizyczny;

Domowe prace eksperymentalne z fizyki.

Wykonywanie samodzielnej pracy laboratoryjnej.

Przednia praca laboratoryjna - jest to rodzaj pracy praktycznej, podczas której wszyscy uczniowie w klasie wykonują jednocześnie tego samego rodzaju doświadczenie przy użyciu tego samego sprzętu. Praca w laboratorium front-end najczęściej wykonywana jest przez dwuosobową grupę studentów, czasami istnieje możliwość zorganizowania pracy indywidualnej. Tutaj pojawia się trudność: szkolna sala fizyki nie zawsze dysponuje wystarczającą liczbą zestawów przyrządów i sprzętu do wykonywania takich prac. Stary sprzęt staje się bezużyteczny i niestety nie wszystkie szkoły stać na zakup nowego. I nie ma ucieczki od limitu czasu. A jeśli któremuś zespołowi coś nie wyjdzie, jakieś urządzenie nie działa lub czegoś brakuje, to zaczynają prosić nauczyciela o pomoc, odrywając innych od pracy laboratoryjnej.

Warsztaty ruchowe odbywają się w klasach 9-11.

Warsztaty fizyczne realizowane w celu powtórzenia, pogłębienia, poszerzenia i uogólnienia wiedzy zdobytej z różnych tematów kursu fizyki; rozwój i doskonalenie umiejętności eksperymentalnych uczniów poprzez zastosowanie bardziej złożonego sprzętu, bardziej złożonych eksperymentów; kształtowanie ich samodzielności w rozwiązywaniu problemów związanych z eksperymentem. Warsztaty fizyczne odbywają się zwykle pod koniec roku szkolnego, czasem na koniec pierwszego i drugiego półrocza i obejmują serię eksperymentów na określony temat. Studenci wykonują praktyczną pracę fizyczną w grupie 2-4 osobowej przy użyciu różnego sprzętu; Podczas kolejnych zajęć następuje zmiana pracy, która odbywa się według specjalnie opracowanego harmonogramu. Układając harmonogram, należy wziąć pod uwagę liczbę uczniów w klasie, liczbę warsztatów i dostępność sprzętu. Na każde warsztaty z fizyki przeznaczone są dwie godziny dydaktyczne, co wiąże się z koniecznością wprowadzenia do planu zajęć podwójnych zajęć z fizyki. To stwarza trudności. Z tego powodu i ze względu na brak niezbędnego sprzętu prowadzone są godzinne warsztaty fizyczne. Należy zaznaczyć, że preferowana jest praca dwugodzinna, gdyż prace warsztatowe są bardziej złożone niż prace w laboratorium czołowym, wykonywane są na bardziej skomplikowanym sprzęcie, a udział samodzielnego udziału studentów jest znacznie większy niż w przypadku czołowa praca laboratoryjna.

Do każdej pracy nauczyciel musi sporządzić instrukcję, która powinna zawierać: tytuł, przeznaczenie, wykaz przyrządów i wyposażenia, krótką teorię, opis nieznanych uczniom urządzeń, plan wykonania pracy. Po zakończeniu pracy studenci zobowiązani są złożyć sprawozdanie, które musi zawierać: tytuł pracy, cel pracy, wykaz instrumentów, schemat lub rysunek instalacji, plan wykonania pracy, tabelę wyniki, wzory, według których obliczono wartości wielkości, obliczenia błędów pomiarowych, wnioski. Oceniając pracę studentów w warsztacie należy wziąć pod uwagę ich przygotowanie do pracy, sprawozdanie z pracy, poziom rozwoju umiejętności, zrozumienie materiału teoretycznego oraz zastosowane metody badań eksperymentalnych.

Co się stanie, jeśli nauczyciel zaprosi uczniów do przeprowadzenia eksperymentu lub obserwacji poza szkołą, czyli w domu lub na ulicy? eksperymenty przeprowadzane w domu nie powinny wymagać użycia żadnych przyrządów ani znacznych kosztów materiałowych. Powinny to być eksperymenty z wodą, powietrzem i przedmiotami, które znajdują się w każdym domu. Ktoś może wątpić w wartość naukową takich eksperymentów, oczywiście jest ona minimalna. Ale czy to źle, jeśli dziecko samo może sprawdzić prawo lub zjawisko odkryte wiele lat wcześniej? Nie ma żadnej korzyści dla ludzkości, ale co to będzie dla dziecka! Doświadczenie jest zadaniem twórczym; robiąc coś samodzielnie, uczeń, czy tego chce, czy nie, zastanowi się, jak łatwiej jest przeprowadzić eksperyment, gdzie spotkał się z podobnym zjawiskiem w praktyce, gdzie indziej to zjawisko może być przydatnym. Warto tutaj zaznaczyć, że dzieci uczą się odróżniać eksperymenty fizyczne od wszelkiego rodzaju sztuczek i nie mylić ich z sobą.

Domowa praca eksperymentalna. Praca w laboratorium domowym to najprostszy samodzielny eksperyment, który uczniowie przeprowadzają w domu, poza szkołą, bez bezpośredniego nadzoru nauczyciela nad postępem pracy.

Głównymi celami prac doświadczalnych tego typu są:

Kształtowanie umiejętności obserwacji zjawisk fizycznych w przyrodzie i życiu codziennym;

Kształcenie umiejętności dokonywania pomiarów przy pomocy przyrządów pomiarowych stosowanych w życiu codziennym;

Kształtowanie zainteresowań eksperymentami i studiowaniem fizyki;

Kształtowanie samodzielności i aktywności.

Prace laboratoryjne w domu można podzielić ze względu na sprzęt używany do ich wykonywania:

Prace wykorzystujące przedmioty gospodarstwa domowego i dostępne materiały (miarka, taśma miernicza, waga domowa itp.);

Prace z wykorzystaniem domowych instrumentów (wagi dźwigniowe, elektroskop itp.);

Czego potrzebuje dziecko, aby przeprowadzić eksperyment w domu? Przede wszystkim jest to chyba dość szczegółowy opis przeżycia, ze wskazaniem niezbędnych elementów, gdzie w przystępnej dla dziecka formie jest powiedziane, co należy zrobić i na co zwrócić uwagę. Ponadto nauczyciel ma obowiązek udzielić szczegółowych instrukcji.

Wymagania dotyczące eksperymentów domowych. Przede wszystkim jest to oczywiście bezpieczeństwo. Ponieważ doświadczenie przeprowadzane jest przez ucznia samodzielnie w domu, bez bezpośredniego nadzoru nauczyciela, w eksperymencie nie powinny znajdować się żadne substancje chemiczne ani przedmioty stwarzające zagrożenie dla zdrowia dziecka i jego środowiska domowego. Eksperyment nie powinien wymagać od ucznia znacznych nakładów materialnych, podczas jego przeprowadzania należy używać przedmiotów i substancji znajdujących się niemal w każdym domu: naczyń, słoików, butelek, wody, soli itp. Eksperyment przeprowadzany w domu przez dzieci w wieku szkolnym powinien być prosty w wykonaniu i wyposażeniu, ale jednocześnie wartościowy w badaniu i rozumieniu fizyki w dzieciństwie oraz ciekawy pod względem treści. Ponieważ nauczyciel nie ma możliwości bezpośredniej kontroli eksperymentu przeprowadzanego przez uczniów w domu, wyniki eksperymentu należy odpowiednio sformalizować (w przybliżeniu tak, jak ma to miejsce podczas wykonywania prac laboratoryjnych na pierwszej linii frontu). Wyniki eksperymentu przeprowadzonego przez uczniów w domu należy omówić i przeanalizować na zajęciach. Praca uczniów nie powinna być ślepym naśladownictwem ustalonych wzorców, powinna zawierać jak najszerszy przejaw własnej inicjatywy, kreatywności i poszukiwania czegoś nowego. Na podstawie powyższego krótko sformułujemy wymagania dotyczące domowych zadań eksperymentalnych: wymagania:

Bezpieczeństwo podczas wykonywania;

Minimalne koszty materiałów;

Łatwość wdrożenia;

Łatwość późniejszej kontroli przez nauczyciela;

Obecność kreatywnej kolorystyki.
Eksperyment domowy można zaliczyć po zrealizowaniu tematu na zajęciach. Wtedy studenci zobaczą na własne oczy i przekonają się o słuszności teoretycznie badanego prawa lub zjawiska. Jednocześnie wiedza zdobyta teoretycznie i sprawdzona w praktyce zostanie dość mocno osadzona w ich świadomości.

Lub odwrotnie, możesz postawić zadanie domowe, a po jego wykonaniu wyjaśnić zjawisko. Można w ten sposób stworzyć dla uczniów sytuację problemową i przejść do nauczania problemowego, co mimowolnie rodzi zainteresowanie poznawcze uczniów studiowanym materiałem, zapewnia aktywność poznawczą uczniów w trakcie nauki i prowadzi do rozwoju zdolności poznawczych twórcze myślenie uczniów. W takim przypadku, nawet jeśli uczniowie sami nie potrafią wyjaśnić zjawiska, którego doświadczyli w domu, z zainteresowaniem wysłuchają opowieści nauczyciela.

Etapy eksperymentu:


  1. Uzasadnienie założenia doświadczenia.

  2. Planowanie i przeprowadzanie eksperymentu.

  3. Ocena uzyskanego wyniku.
Każdy eksperyment powinien zaczynać się od hipotezy i kończyć wnioskiem.


  1. Formułowanie i uzasadnienie hipotezy, która może być podstawą eksperymentu.

  2. Ustalenie celu doświadczenia.

  3. Wyjaśnienie warunków niezbędnych do osiągnięcia założonego celu doświadczenia.

  4. Zaprojektowanie eksperymentu obejmującego udzielenie odpowiedzi na pytania:

    • jakie spostrzeżenia poczynić

    • jakie ilości mierzyć

    • przyrządy i materiały niezbędne do przeprowadzenia doświadczeń

    • przebieg eksperymentów i kolejność ich realizacji

    • wybór formularza zapisu wyników eksperymentu

  5. Dobór niezbędnych instrumentów i materiałów

  6. Montaż instalacji.

  7. Przeprowadzenie eksperymentu połączonego z obserwacjami, pomiarami i rejestracją ich wyników

  8. Matematyczne przetwarzanie wyników pomiarów

  9. Analiza wyników eksperymentów, formułowanie wniosków
Ogólną strukturę eksperymentu fizycznego można przedstawić jako:

Przeprowadzając dowolny eksperyment, należy pamiętać o wymaganiach dotyczących eksperymentu.

Wymagania dotyczące eksperymentu:


  • Widoczność;

  • Krótkoterminowe;

  • Przekonywalność, dostępność, niezawodność;

  • Bezpieczeństwo.

Oprócz powyższych typów eksperymentów istnieją eksperymenty mentalne, wirtualne (patrz załącznik), które przeprowadzane są w wirtualnych laboratoriach i mają ogromne znaczenie w przypadku braku sprzętu.


Psychologowie zauważają, że złożony materiał wizualny zapamiętuje się lepiej niż jego opis. Dlatego demonstracja eksperymentów jest lepiej uchwycona niż opowieść nauczyciela o eksperymencie fizycznym.

Szkoła to najwspanialsze laboratorium, bo w niej tworzy się przyszłość! A to, co to będzie, zależy od nas, nauczycieli!

Uważam, że jeśli nauczyciel w nauczaniu fizyki stosuje metodę eksperymentalną, w której uczniowie systematycznie angażują się w poszukiwanie sposobów rozwiązywania pytań i problemów, to możemy spodziewać się, że efektem kształcenia będzie rozwój wszechstronnego, oryginalnego myślenia, a nie ograniczone wąskimi ramami. A to droga do rozwoju wysokiej aktywności intelektualnej uczniów.

Aplikacja.
Klasyfikacja typów eksperymentów.
Pole

(wycieczki)


Dom

Szkoła


Psychiczny

Prawdziwy

Wirtualny

W zależności od ilości i rozmiaru


Laboratorium
Praktyczny
demonstracja

Według miejsca

Według sposobu realizacji

W zależności od tematu

Eksperyment

)

nauczyciel fizyki
Szkoła Zawodowa nr 3 SAOU NPO, Buzuluk

Pedsovet.su – tysiące materiałów do codziennej pracy nauczyciela

Prace eksperymentalne rozwijające umiejętności uczniów szkół zawodowych w zakresie rozwiązywania problemów z fizyki.

Rozwiązywanie problemów jest jednym z głównych sposobów rozwijania myślenia uczniów, a także utrwalania ich wiedzy. Dlatego po przeanalizowaniu obecnej sytuacji, kiedy niektórzy uczniowie nie potrafili rozwiązać nawet podstawowego problemu, nie tylko z powodu problemów z fizyką, ale także z matematyką. Moje zadanie składało się ze strony matematycznej i fizycznej.

W swojej pracy nad pokonywaniem trudności matematycznych uczniów korzystałem z doświadczeń nauczycieli N.I. Odintsova (Moskwa, Moskiewski Państwowy Uniwersytet Pedagogiczny) i E.E. Jakowiec (Moskwa, gimnazjum nr 873) z kartami poprawczymi. Karty są wzorowane na kartach używanych na kursie matematyki, ale skupiają się na kursie fizyki. Kartki zostały wykonane na wszystkie pytania z kursu matematyki, które sprawiają trudności uczniom na lekcjach fizyki („Przeliczanie jednostek miary”, „Wykorzystywanie właściwości stopnia z wykładnikiem całkowitym”, „Wyrażanie wielkości ze wzoru” itp. )

Karty korekcyjne mają podobną strukturę:

    reguła → wzór → zadanie

    definicja, działania → próbka → zadanie

    akcje → próbka → zadanie

Karty korekcyjne stosuje się w następujących przypadkach:

    Do przygotowania do testów i jako materiał do samodzielnych badań.

Uczniowie na lekcji lub dodatkowej lekcji fizyki przed sprawdzianem, znając swoje braki z matematyki, mogą otrzymać konkretną kartkę ze słabo rozumianym pytaniem matematycznym, przestudiować i wyeliminować lukę.

    Praca nad błędami matematycznymi popełnionymi na teście.

Po sprawdzeniu pracy testowej nauczyciel analizuje trudności matematyczne uczniów i zwraca ich uwagę na popełniane błędy, które eliminują na zajęciach lub na lekcji dodatkowej.

    Praca z uczniami przygotowującymi do egzaminu państwowego Unified State Exam i różnych olimpiad.

Studiując inne prawo fizyczne i na koniec przestudiowania małego rozdziału lub części, sugeruję, aby uczniowie najpierw wypełnili tabelę nr 2 wspólnie, a następnie samodzielnie (praca domowa). Jednocześnie wyjaśniam, że takie tabele pomogą nam w rozwiązywaniu problemów.

Tabela nr 2

Nazwa

wielkość fizyczna

W tym celu na pierwszej lekcji rozwiązywania problemów pokazuję uczniom na konkretnym przykładzie, jak korzystać z tej tabeli. Proponuję algorytm rozwiązywania elementarnych problemów fizycznych.

    Określ, która wielkość jest nieznana w zadaniu.

    Korzystając z tabeli nr 1, znajdź oznaczenie, jednostki miary wielkości, a także prawo matematyczne łączące nieznaną wielkość z wielkościami określonymi w zadaniu.

    Sprawdź kompletność danych niezbędnych do rozwiązania problemu. Jeśli są one niewystarczające, użyj odpowiednich wartości z tabeli przeglądowej.

    Napisz krótką notatkę, rozwiązanie analityczne i numeryczną odpowiedź na zadanie w ogólnie przyjętej notacji.

Zwracam uwagę uczniów na fakt, że algorytm jest dość prosty i uniwersalny. Można go zastosować do rozwiązania podstawowego problemu z niemal każdego działu fizyki szkolnej. Później zadania elementarne zostaną włączone jako zadania pomocnicze do zadań wyższego szczebla.

Istnieje sporo takich algorytmów rozwiązywania problemów dotyczących określonych tematów, ale prawie niemożliwe jest zapamiętanie ich wszystkich, dlatego bardziej wskazane jest nauczenie uczniów nie metod rozwiązywania poszczególnych problemów, ale metody znajdowania ich rozwiązania.

Proces rozwiązywania problemu polega na stopniowym korelowaniu warunków problemu z jego wymaganiami. Rozpoczynając naukę fizyki, studenci nie mają doświadczenia w rozwiązywaniu problemów fizycznych, ale niektóre elementy procesu rozwiązywania problemów matematycznych można przenieść na rozwiązywanie problemów fizycznych. Proces nauczania uczniów umiejętności rozwiązywania problemów fizycznych opiera się na świadomym kształtowaniu ich wiedzy o sposobach rozwiązania.

W tym celu na pierwszej lekcji rozwiązywania problemów należy zapoznać uczniów z problemem fizycznym: przedstawić im stan problemu jako konkretną sytuację fabularną, w której zachodzi jakieś zjawisko fizyczne.

Oczywiście proces kształtowania umiejętności samodzielnego rozwiązywania problemów uczniów rozpoczyna się od rozwinięcia umiejętności wykonywania prostych operacji. Przede wszystkim należy nauczyć uczniów prawidłowego i kompletnego zapisywania krótkiej notatki („Podane”). W tym celu proszeni są o identyfikację elementów strukturalnych zjawiska z tekstu kilku problemów: obiektu materialnego, jego stanów początkowych i końcowych, obiektu wpływającego oraz warunków ich interakcji. Według tego schematu najpierw nauczyciel, a następnie każdy z uczniów samodzielnie analizuje warunki otrzymanych zadań.

Zilustrujmy to, co zostało powiedziane, przykładami analizy stanów następujących problemów fizycznych (tabela nr 3):

    Na jedwabnej nici zawieszona jest hebanowa kula, naładowana ujemnie. Czy siła jej napięcia zmieni się, jeśli w miejscu zawieszenia zostanie umieszczona druga, identyczna, ale naładowana dodatnio kulka?

    Jeśli naładowany przewodnik pokryje się kurzem, szybko traci ładunek. Dlaczego?

    Pomiędzy dwiema płytkami, umieszczonymi poziomo w próżni, w odległości 4,8 mm od siebie, znajduje się w równowadze ujemnie naładowana kropelka oleju o masie 10 ng. Ile „nadmiarowych” elektronów ma kropla, jeśli do płytek przyłożone jest napięcie 1 kV?

Tabela nr 3

Elementy strukturalne zjawiska

Jednoznaczne zidentyfikowanie elementów strukturalnych zjawiska w tekście zadania przez wszystkich uczniów (po przeanalizowaniu 5-6 problemów) pozwala im przejść do dalszej części lekcji, która ma na celu opanowanie przez uczniów kolejności działań . Tym samym w sumie uczniowie analizują około 14 problemów (bez dokończenia rozwiązania), co okazuje się wystarczające do nauczenia się wykonywania czynności „identyfikującej elementy strukturalne zjawiska”.

Tabela nr 4

Karta - recepta

Zadanie: wyrazić elementy strukturalne zjawiska w

pojęcia i wielkości fizyczne

Znaki orientacyjne

    Zastąp przedmiot materialny wskazany w zadaniu odpowiednim obiektem wyidealizowanym Wyraź cechy obiektu początkowego za pomocą wielkości fizycznych. Zastąp wpływający obiekt określony w problemie odpowiednim wyidealizowanym obiektem. Wyraź cechy obiektu wpływającego za pomocą wielkości fizycznych. Wyraź charakterystykę warunków interakcji za pomocą wielkości fizycznych. Wyraź cechy stanu końcowego obiektu materialnego za pomocą wielkości fizycznych.

Następnie studenci uczą się wyrażać elementy strukturalne rozpatrywanego zjawiska i ich cechy charakterystyczne w języku nauk fizycznych, co jest niezwykle ważne, ponieważ wszystkie prawa fizyczne formułowane są dla określonych modeli oraz dla rzeczywistego zjawiska opisanego w zadaniu, należy zbudować odpowiedni model. Na przykład: „mała naładowana kula” - ładunek punktowy; „cienka nić” - masa nici jest znikoma; „jedwabna nić” - brak wycieków ładunku itp.

Proces tworzenia tej akcji jest podobny do poprzedniego: najpierw nauczyciel w rozmowie z uczniami pokazuje na 2-3 przykładach, jak ją wykonać, następnie uczniowie samodzielnie wykonują operacje.

Akcja „opracowania planu rozwiązania problemu” kształtuje się u uczniów natychmiast, ponieważ elementy operacji są już uczniom znane i zostały przez nich opanowane. Po pokazaniu próbki działania każdy uczeń otrzymuje kartę do samodzielnej pracy - instrukcję „Opracowanie planu rozwiązania problemu”. Formowanie tej akcji odbywa się do momentu, aż wszyscy uczniowie wykonają ją dokładnie.

Tabela nr 5

Karta - recepta

„Stworzenie planu rozwiązania problemu”

Wykonane operacje

    Określ, które cechy obiektu materialnego zmieniły się w wyniku interakcji. Znajdź przyczynę tej zmiany stanu obiektu. Zapisz w formie równania związek przyczynowo-skutkowy pomiędzy oddziaływaniem w danych warunkach a zmianą stanu obiektu. Wyraź każdy element równania w kategoriach wielkości fizycznych charakteryzujących stan obiektu i warunki interakcji. Wybierz wymaganą ilość fizyczną. Wyraź wymaganą wielkość fizyczną w innych znanych wielkościach.

Czwarty i piąty etap rozwiązywania problemów przeprowadzany jest tradycyjnie. Po opanowaniu wszystkich działań składających się na treść metody znajdowania rozwiązania problemu fizycznego, na karcie zostaje zapisana ich pełna lista, która służy uczniom jako przewodnik w samodzielnym rozwiązywaniu problemów podczas kilku lekcji.

Dla mnie ta metoda jest cenna, ponieważ to, czego uczniowie uczą się studiując jedną z dziedzin fizyki (kiedy staje się to stylem myślenia), z powodzeniem stosuje się przy rozwiązywaniu problemów w dowolnym dziale.

W trakcie eksperymentu konieczne stało się wydrukowanie algorytmów rozwiązywania problemów na osobnych kartkach papieru, aby uczniowie mogli nad nimi pracować nie tylko na zajęciach i po zajęciach, ale także w domu. W wyniku prac nad rozwijaniem kompetencji przedmiotowych w rozwiązywaniu problemów powstał teczka z materiałami dydaktycznymi do rozwiązywania problemów, z których może skorzystać każdy uczeń. Następnie wspólnie z uczniami wykonano po kilka egzemplarzy takich teczek na każdy stół.

Zastosowanie indywidualnego podejścia pomogło ukształtować w uczniach najważniejsze elementy działalności edukacyjnej - poczucie własnej wartości i samokontrolę. Poprawność procesu rozwiązywania problemów sprawdzali nauczyciele i konsultanci uczniów, po czym coraz więcej uczniów zaczęło coraz częściej pomagać sobie nawzajem, mimowolnie angażując się w proces rozwiązywania problemów.


Oscylacje i fale.
Optyka.

Zadania do samodzielnej pracy.
 Zadanie 1. Ważenie hydrostatyczne.
Sprzęt: długość linijki drewnianej 40cm, plastelina, kawałek kredy, miarka z wodą, nić, żyletka, statyw z uchwytem.
 Ćwiczenia.
Mierzyć

  • gęstość plasteliny;
  • gęstość kredy;
  • masa drewnianej linijki.

Notatki:

  1. Wskazane jest, aby nie zwilżać kawałka kredy – może się rozpaść.
  2. Przyjmuje się, że gęstość wody wynosi 1000 kg/m3

Zadanie 2. Ciepło właściwe rozpuszczania podsiarczynu.
Po rozpuszczeniu podsiarczynu w wodzie temperatura roztworu znacznie spada.
Zmierz ciepło właściwe rozpuszczania danej substancji.
Ciepło właściwe rozpuszczania to ilość ciepła potrzebna do rozpuszczenia jednostkowej masy substancji.
Ciepło właściwe wody wynosi 4200 J/(kg × K), a gęstość wody wynosi 1000 kg/m 3.
Sprzęt: kalorymetr; zlewka lub miarka; wagi z odważnikami; termometr; krystaliczny podsiarczyn; ciepła woda.

Zadanie 3. Wahadło matematyczne i przyspieszenie swobodnego spadania.

Sprzęt: statyw ze stopką, stoper, kawałek plasteliny, linijka, nić.
Ćwiczenia: Zmierz przyspieszenie ziemskie za pomocą wahadła matematycznego.

Zadanie 4. Współczynnik załamania światła materiału soczewki.
Ćwiczenia: Zmierz współczynnik załamania światła szkła, z którego wykonana jest soczewka.

Sprzęt: soczewka dwuwypukła na stojaku, źródło światła (żarówka na stojaku ze źródłem prądu i przewodami łączącymi), ekran na stojaku, suwmiarka, linijka.

Problem 5. „Wibracje pręta”

Sprzęt: statyw ze stopką, stoper, igła dziewiarska, gumka, igła, linijka, plastikowa zakrętka z plastikowej butelki.

  • Zbadaj zależność okresu drgań powstałego wahadła fizycznego od długości górnej części szprychy. Narysuj wykres powstałej zależności. Sprawdź wykonalność wzoru (1) w Twoim przypadku.
  • Określ możliwie najdokładniej minimalny okres oscylacji powstałego wahadła.
  • Wyznacz wartość przyspieszenia ziemskiego.

Zadanie 6. Określ rezystancję rezystora tak dokładnie, jak to możliwe.
Sprzęt: źródło prądu, rezystor o znanej rezystancji, rezystor o nieznanej rezystancji, szkiełko (szkło 100 ml), termometr, zegarek (można używać zegarka na rękę), papier milimetrowy, kawałek gąbki.

Zadanie 7. Wyznacz współczynnik tarcia klocka o stół.
Sprzęt: klocek, linijka, statyw, nić, ciężar o znanej masie.

Zadanie 8. Określ wagę płaskiej sylwetki.
Sprzęt: figura płaska, linijka, waga.

Zadanie 9. Zbadaj zależność prędkości strumienia wypływającego ze statku od wysokości poziomu wody w tym naczyniu.
Sprzęt: statyw ze złączem i stopką, biureta szklana ze skalą i rurką gumową; Zacisk sprężynowy; zacisk śrubowy; stoper; lejek; kuweta; szklanka wody; arkusz papieru milimetrowego.

Zadanie 10. Określ temperaturę wody, przy której jej gęstość jest maksymalna.
Sprzęt: szklanka wody o temp t = 0°C; stojak metalowy; termometr; łyżka; oglądać; małe szkło.

Zadanie 11. Wyznacz siłę zrywającą T wątki, mg< T .
Sprzęt: pasek, którego długość 50cm; nić lub cienki drut; linijka; obciążenie o znanej masie; statyw.

Zadanie 12. Wyznacz współczynnik tarcia metalowego walca o znanej masie o powierzchnię stołu.
Sprzęt: dwa metalowe cylindry o w przybliżeniu tej samej masie (znana jest masa jednego z nich ( m = 0,4 - 0,6 kg)); linijka długości 40 - 50 cm; Hamownia Bakuszyńskiego.

Zadanie 13. Zbadaj zawartość mechanicznej „czarnej skrzynki”. Określ cechy ciała stałego zamkniętego w „pudełku”.
Sprzęt: dynamometr, linijka, papier milimetrowy, „czarna skrzynka” – zamknięty słój, częściowo wypełniony wodą, w którym znajduje się ciało stałe, do którego przymocowany jest sztywny drut. Drut wychodzi ze słoika przez mały otwór w pokrywce.

Zadanie 14. Wyznacz gęstość i ciepło właściwe nieznanego metalu.
Sprzęt: kalorymetr, zlewka plastikowa, wanna do wywoływania fotografii, cylinder miarowy (zlewka), termometr, nici, 2 cylindry z nieznanego metalu, naczynie z gorącą ( t g = 60° –70°) i zimno ( t x = 10° – 15°) woda. Ciepło właściwe wody c in = 4200 J/(kg × K).

Zadanie 15. Wyznacz moduł Younga drutu stalowego.
Sprzęt: statyw z dwiema nogami do mocowania sprzętu; dwa stalowe pręty; drut stalowy (średnica 0,26 mm); linijka; dynamometr; plastelina; szpilka.
Notatka. Współczynnik sztywności drutu zależy od modułu Younga i wymiarów geometrycznych drutu w następujący sposób k = ES/l, Gdzie l– długość drutu, a S– jego pole przekroju poprzecznego.

Zadanie 16. Określ stężenie soli kuchennej w podanym ci roztworze wodnym.
Sprzęt: objętość szklanego słoika 0,5 l; naczynie z wodnym roztworem soli kuchennej o nieznanym stężeniu; Zasilacz prądu przemiennego z możliwością regulacji napięcia; amperomierz; woltomierz; dwie elektrody; przewody łączące; klucz; zestaw 8 odważone ilości soli kuchennej; papier milimetrowy; pojemnik ze świeżą wodą.

Zadanie 17. Wyznacz rezystancję miliwoltomierza i miliamperomierza dla dwóch zakresów pomiarowych.
Sprzęt: miliwoltomierz ( 50/250 mV), miliamperomierz ( 5/50mA), dwa przewody łączące, płytki miedziane i cynkowe, ogórek kiszony.

Zadanie 18. Wyznacz gęstość ciała.
Sprzęt: korpus o nieregularnym kształcie, metalowy pręt, linijka, statyw, naczynie z wodą, nić.

Zadanie 19. Określ rezystancje rezystorów R 1, ..., R 7, amperomierz i woltomierz.
Sprzęt: akumulator, woltomierz, amperomierz, przewody łączące, przełącznik, rezystory: R1 – R7.

Zadanie 20. Wyznacz współczynnik sztywności sprężyny.
Sprzęt: sprężyna, linijka, kartka papieru milimetrowego, blok, masa 100 gramów.
Uwaga! Nie zawieszaj ładunku na sprężynie, ponieważ przekroczy to granicę odkształcenia sprężystego sprężyny.

Zadanie 21. Wyznacz współczynnik tarcia ślizgowego główki zapałki o chropowatą powierzchnię pudełka zapałek.
Sprzęt: pudełko zapałek, dynamometr, odważnik, kartka papieru, linijka, nić.

Zadanie 22. Częścią złącza światłowodowego jest szklany cylinder (współczynnik załamania światła N= 1,51), w którym znajdują się dwa okrągłe cylindryczne kanały. Końce części są uszczelnione. Określ odległość między kanałami.
Sprzęt: część łącząca, papier milimetrowy, szkło powiększające.

Zadanie 23. „Czarny statek”. Ciało zostaje opuszczone na sznurku do „czarnego naczynia” z wodą. Znajdź gęstość ciała ρ m, jego wysokość l poziom wody w naczyniu z zanurzonym ciałem ( H) i gdy ciało znajduje się poza cieczą ( h o).
Sprzęt. „Czarne naczynie”, dynamometr, papier milimetrowy, linijka.
Gęstość wody 1000 kg/m 3. Głębokość statku wys. = 32 cm.

Zadanie 24. Tarcie. Wyznaczanie współczynników tarcia ślizgowego linijek drewnianych i plastikowych po powierzchni stołu.
Sprzęt. Statyw ze stopką, pion, linijka drewniana, linijka plastikowa, stół.

Zadanie 25. Nakręcana zabawka. Określ energię zgromadzoną w sprężynie nakręcanej zabawki (samochodu) przy ustalonym „uzwojeniu” (liczbie obrotów kluczyka).
Sprzęt: nakręcana zabawka o znanej masie, linijka, statyw ze stopką i złączem, płaszczyzna pochyła.
Notatka. Nakręć zabawkę tak, aby jej przebieg nie przekraczał długości stołu.

Zadanie 26. Wyznaczanie gęstości ciał. Wyznacz gęstość odważnika (zatyczki gumowej) i dźwigni (listwy drewnianej) za pomocą proponowanego sprzętu.
Sprzęt: obciążenie o znanej masie (zatyczka oznaczona); dźwignia (listwy drewniane); szkło cylindryczne ( 200 - 250ml); wątek ( 1 m); drewniana linijka, naczynie z wodą.

Zadanie 27. Badanie ruchu piłki.
Podnieś piłkę na określoną wysokość nad powierzchnię stołu. Uwolnijmy go i obserwujmy jego ruchy. Gdyby zderzenia były całkowicie sprężyste (czasami mówią sprężyste), to piłka skakałaby cały czas na tę samą wysokość. W rzeczywistości wysokość skoków stale maleje. Zmniejsza się także odstęp czasowy pomiędzy kolejnymi skokami, co jest wyraźnie odczuwalne przez ucho. Po pewnym czasie odbijanie ustanie, a piłka pozostaje na stole.
1 zadanie – teoretyczne.
1.1. Określ część utraconej energii (współczynnik utraty energii) po pierwszym, drugim i trzecim odbiciu.
1.2. Oblicz zależność czasu od liczby odbić.

Zadanie 2 – eksperymentalne.
2.1. Metodą bezpośrednią, za pomocą linijki, określ współczynnik strat energii po pierwszym, drugim, trzecim uderzeniu.
Wyznaczenie współczynnika strat energii możliwe jest metodą polegającą na pomiarze całkowitego czasu ruchu piłki od chwili wyrzucenia jej z wysokości H do chwili zatrzymania się odbicia. W tym celu należy ustalić zależność pomiędzy całkowitym czasem ruchu a współczynnikiem strat energii.
2.2. Wyznaczyć współczynnik strat energii metodą opartą na pomiarze całkowitego czasu ruchu piłki.
3. Błędy.
3.1. Porównaj błędy pomiaru współczynnika straty energii w pkt 2.1 i 2.2.

Zadanie 28. Stabilna probówka.

  • Znajdź masę podanej ci probówki oraz jej średnicę zewnętrzną i wewnętrzną.
  • Oblicz teoretycznie na jakiej minimalnej wysokości h min i maksymalnej h max woda wlana do probówki będzie się stabilnie unosić w pozycji pionowej i znajdź wartości liczbowe korzystając z wyników pierwszego punktu.
  • Wyznacz eksperymentalnie h min i h max i porównaj z wynikami kroku 2.

Sprzęt. Probówka o nieznanej masie z naklejoną skalą, naczynie z wodą, szklanka, kartka papieru milimetrowego, nitka.
Notatka. Zabrania się odrywania kamienia od probówki!

Zadanie 29. Kąt między lustrami. Wyznacz kąt dwuścienny między zwierciadłami z największą dokładnością.
Sprzęt. Układ dwóch lusterek, miarka, 3 szpilki, kartka tektury.

Zadanie 30. Odcinek kuli.
Segment kulisty to ciało ograniczone powierzchnią kulistą i płaszczyzną. Korzystając z tego urządzenia, skonstruuj wykres zależności od objętości V sferyczny odcinek promienia jednostkowego r = 1 od jego wysokości H.
Notatka. Zakłada się, że wzór na objętość odcinka kuli nie jest znany. Przyjmij gęstość wody równą 1,0 g/cm3.
Sprzęt. Szklanka wody, piłka tenisowa o znanej masie M z nakłuciem, strzykawką z igłą, kartką papieru milimetrowego, taśmą, nożyczkami.

Zadanie 31. Śnieg z wodą.
Określić udział masowy śniegu w mieszaninie śniegu i wody w momencie dostawy.
Sprzęt. Mieszanka śniegu i lodu, termometr, zegarek.
Notatka. Ciepło właściwe wody c = 4200 J/(kg × °C), ciepło właściwe topnienia lodu λ = 335 kJ/kg.

Zadanie 32. Regulowana „czarna skrzynka”.
W „czarnej skrzynce” z 3 wyjściami montowany jest obwód elektryczny składający się z kilku rezystorów o stałej rezystancji i jednego rezystora zmiennego. Rezystancję rezystora zmiennego można zmienić od zera do określonej wartości maksymalnej R o za pomocą wyjętego pokrętła regulacyjnego.
Za pomocą omomierza sprawdź obwód czarnej skrzynki i zakładając, że liczba w nim rezystorów jest minimalna,

  • narysuj schemat obwodu elektrycznego zawartego w „czarnej skrzynce”;
  • obliczyć rezystancję stałych rezystorów i wartość R o;
  • oceń dokładność obliczonych wartości rezystancji.

Zadanie 33. Pomiar rezystancji elektrycznej.
Określ rezystancję woltomierza, akumulatora i rezystora. Wiadomo, że prawdziwy akumulator można przedstawić jako idealny, połączony szeregowo z pewnym rezystorem, a prawdziwy woltomierz można przedstawić jako idealny, z rezystorem podłączonym równolegle.
Sprzęt. Bateria, woltomierz, rezystor o nieznanej rezystancji, rezystor o znanej rezystancji.

Zadanie 34. Ważenie ultralekkich ładunków.
Korzystając z zaproponowanego sprzętu, wyznacz masę m kawałka folii.
Sprzęt. Słoik z wodą, kawałek gąbki, komplet gwoździ, drewniane wykałaczki, linijka z podziałkami milimetrowymi lub papier milimetrowy, zaostrzony ołówek, folia, serwetki.

Zadanie 35. CVC CHA.
Określ charakterystykę prądowo-napięciową (CVC) „czarnej skrzynki” ( CHY). Opisać technikę pomiaru charakterystyki prądowo-napięciowej i sporządzić jej wykres. Oceń błędy.
Sprzęt. FC ograniczający rezystor o znanej rezystancji R, multimetr w trybie woltomierza, regulowane źródło prądu, przewody łączące, papier milimetrowy.
Uwaga. Łączyć CHY do źródła prądu z pominięciem rezystora ograniczającego jest surowo zabronione.

Zadanie 36. Miękka sprężyna.

  • Zbadaj doświadczalnie zależność wydłużenia miękkiej sprężyny pod wpływem własnego ciężaru od liczby zwojów sprężyny. Podaj teoretyczne wyjaśnienie znalezionej zależności.
  • Wyznacz współczynnik sprężystości i masę sprężyny.
  • Zbadaj zależność okresu drgań sprężyny od liczby jej zwojów.

Sprzęt: miękka sprężyna, statyw ze stopką, miarka, zegar ze wskazówką sekundową, kulka z plasteliny m = 10 g, papier milimetrowy.

Zadanie 37. Gęstość drutu.
Określ gęstość drutu. Przerywanie drutu jest niedozwolone.
Sprzęt: kawałek drutu, papier milimetrowy, nić, woda, naczynie.
Notatka. Gęstość wody 1000 kg/m 3.

Zadanie 38. Współczynnik tarcia.
Wyznacz współczynnik tarcia ślizgowego materiału szpulki o drewno. Oś szpulki musi być pozioma.
Sprzęt: szpulka, długość nici 0,5 m, drewniana linijka zamocowana pod kątem na statywie, papier milimetrowy.
Notatka. Podczas pracy zabrania się zmiany pozycji linijki.

Zadanie 39. Udział energii mechanicznej.
Określ część energii mechanicznej utraconej przez piłkę spadającą z wysokości bez prędkości początkowej 1 m.
Sprzęt: piłka tenisowa, długość linijki 1,5 m, kartka białego papieru A4, kartka papieru ksero, szklana płytka, linijka; cegła.
Notatka: w przypadku małych odkształceń kuli prawo Hooke’a można (ale nie musi) uznać za obowiązujące.

Zadanie 40. Statek z „czarną skrzynką” na wodę.
„Czarna skrzynka” to naczynie z wodą, do którego opuszczana jest nić, do której w pewnej odległości od siebie przymocowane są dwa obciążniki. Znajdź masy ładunków i ich gęstości. Ocenić wielkość ładunków, odległość między nimi oraz poziom wody w naczyniu.
Sprzęt: „czarna skrzynka”, hamownia, papier milimetrowy.

Zadanie 41. Optyczna „czarna skrzynka”.
Optyczna „czarna skrzynka” składa się z dwóch soczewek, z których jedna jest zbieżna, a druga rozbieżna. Określ ich ogniskowe.
Sprzęt: tuba z dwiema soczewkami (optyczna „czarna” skrzynka), żarówka, źródło prądu, linijka, ekran z kartką papieru milimetrowego, kartka papieru milimetrowego.
Notatka. Dopuszczalne jest stosowanie światła z odległego źródła. Niedopuszczalne jest zbliżanie żarówki do soczewek (czyli bliżej niż pozwalają na to stojaki).

W pierwszym rozdziale pracy rozważono teoretyczne aspekty problematyki wykorzystania podręczników elektronicznych w procesie nauczania fizyki w szkołach ponadgimnazjalnych. W toku teoretycznej analizy problemu zidentyfikowaliśmy zasady i rodzaje podręczników elektronicznych, zidentyfikowaliśmy i uzasadniliśmy teoretycznie pedagogiczne uwarunkowania wykorzystania technologii informacyjnych w procesie nauczania fizyki w szkołach ponadgimnazjalnych.

W drugim rozdziale pracy formułujemy cel, założenia i zasady organizacji pracy eksperymentalnej. W tym rozdziale omówiono metodologię realizacji zidentyfikowanych przez nas warunków pedagogicznych dla wykorzystania podręczników elektronicznych w procesie nauczania fizyki na poziomie maturalnym szkoły ogólnokształcącej, a w ostatnim akapicie przedstawiono interpretację i ocenę wyników uzyskanych w trakcie prac eksperymentalnych .

Cel, zadania, zasady i metody organizacji pracy eksperymentalnej

We wstępnej części pracy postawiono hipotezę, która zawierała główne warunki wymagające sprawdzenia w praktyce. W celu sprawdzenia i udowodnienia propozycji postawionych w hipotezie przeprowadziliśmy prace eksperymentalne.

Eksperyment w Philosophical Encyclopedic Dictionary definiuje się jako systematycznie prowadzoną obserwację; systematyczna izolacja, łączenie i zmienność warunków w celu badania zjawisk od nich zależnych. W tych warunkach człowiek stwarza możliwość obserwacji, na podstawie których kształtuje się jego wiedza o prawidłowościach obserwowanego zjawiska. Obserwacje, uwarunkowania i wiedza o wzorcach to, naszym zdaniem, najważniejsze cechy charakteryzujące tę definicję.

W słowniku psychologii pojęcie eksperymentu jest uważane za jedną z głównych (wraz z obserwacją) metod wiedzy naukowej w ogóle, w szczególności badań psychologicznych. Różni się od obserwacji aktywną interwencją badacza w sytuację, dokonywaniem systematycznej manipulacji jedną lub kilkoma zmiennymi (czynnikami) i rejestrowaniem towarzyszących zmian w zachowaniu badanego obiektu. Prawidłowo skonfigurowany eksperyment pozwala na sprawdzenie hipotez dotyczących związków przyczynowo-skutkowych i nie ogranicza się do ustalenia związku (korelacji) pomiędzy zmiennymi. Najbardziej znaczącymi cechami, jak pokazuje doświadczenie, są tu: aktywność badacza, charakterystyczna dla eksperymentu eksploracyjnego i formatywnego, a także weryfikacja hipotezy.

Podkreślając istotne cechy powyższych definicji, jak słusznie napisał A.Ya. Nain i Z.M. Umetbajewa możemy skonstruować następującą koncepcję: eksperyment to działalność badawcza mająca na celu sprawdzenie hipotezy, rozwijająca się w kontrolowanych i kontrolowanych warunkach naturalnych lub sztucznie stworzonych. Efektem tego jest z reguły nowa wiedza, obejmująca identyfikację istotnych czynników wpływających na efektywność działań dydaktycznych. Organizacja doświadczenia nie jest możliwa bez określenia kryteriów. I to właśnie ich obecność pozwala odróżnić działalność eksperymentalną od jakiejkolwiek innej. Kryteria te, zdaniem E.B. Kainova, może występować: cel eksperymentu; hipotezy; naukowy język opisu; specjalnie stworzone warunki eksperymentalne; metody diagnostyczne; sposoby oddziaływania na przedmiot eksperymentu; nową wiedzę pedagogiczną.

W zależności od celów rozróżniają eksperymenty stwierdzające, kształtujące i oceniające. Celem eksperymentu stwierdzającego jest zmierzenie aktualnego poziomu rozwoju. W tym przypadku otrzymujemy materiał pierwotny do badań i organizacji eksperymentu kształtującego. Jest to niezwykle ważne przy organizacji każdego badania.

Eksperyment formacyjny (przekształcający, szkoleniowy) ma na celu nie proste stwierdzenie poziomu kształtowania tej lub innej aktywności, rozwoju pewnych umiejętności podmiotów, ale ich aktywną formację. Tutaj konieczne jest stworzenie specjalnej sytuacji eksperymentalnej. Wyniki badania eksperymentalnego często nie reprezentują zidentyfikowanego wzorca, trwałej zależności, ale szereg mniej lub bardziej w pełni udokumentowanych faktów empirycznych. Dane te mają często charakter opisowy, reprezentują jedynie bardziej szczegółowy materiał, który zawęża dalszy zakres poszukiwań. Wyniki eksperymentu z pedagogiki i psychologii należy często traktować jako materiał pośredni i wyjściową podstawę do dalszych prac badawczych.

Eksperyment ewaluacyjny (kontrolujący) - za jego pomocą, po pewnym czasie od zakończenia eksperymentu formującego, na podstawie materiałów eksperymentu formującego określa się poziom wiedzy i umiejętności osób badanych.

Celem pracy eksperymentalnej jest sprawdzenie zidentyfikowanych warunków pedagogicznych wykorzystania podręczników elektronicznych w procesie nauczania fizyki na poziomie maturalnym szkoły ponadgimnazjalnej i określenie ich efektywności.

Głównymi celami pracy eksperymentalnej były: wybór miejsc doświadczalnych do eksperymentu pedagogicznego; określenie kryteriów doboru grup eksperymentalnych; opracowanie narzędzi i określenie metod diagnostyki pedagogicznej wybranych grup; opracowanie kryteriów pedagogicznych identyfikacji i korelacji poziomów uczenia się uczniów w klasach kontrolnych i eksperymentalnych.

Prace eksperymentalne przeprowadzono w trzech etapach, obejmujących: etap diagnostyczny (prowadzony w formie eksperymentu potwierdzającego); etap merytoryczny (zorganizowany w formie eksperymentu formatywnego) i analityczny (prowadzony w formie eksperymentu kontrolnego). Zasady prowadzenia prac doświadczalnych.

Zasada kompleksowości organizacji naukowej i metodologicznej prac doświadczalnych. Zasada wymaga zapewnienia wysokiego poziomu profesjonalizmu samego nauczyciela eksperymentalnego. Na efektywność wdrażania technologii informatycznych w nauczaniu dzieci w wieku szkolnym wpływa wiele czynników, a niewątpliwie jej podstawowym warunkiem jest zgodność treści kształcenia z możliwościami uczniów. Jednak i w tym przypadku pojawiają się problemy w pokonywaniu barier intelektualnych i fizycznych, dlatego stosując metody emocjonalnej i intelektualnej stymulacji aktywności poznawczej uczniów, zapewniliśmy poradnictwo metodyczne spełniające następujące wymagania:

a) zaprezentowano materiał dotyczący poszukiwania problemu, stosując spersonalizowane metody wyjaśniające i instrukcje ułatwiające uczniom przyswojenie materiału edukacyjnego;

b) zaproponowano różne techniki i sposoby opanowania treści studiowanego materiału;

c) poszczególni nauczyciele mieli możliwość swobodnego wyboru technik i schematów rozwiązywania problemów komputerowych oraz pracy według własnych oryginalnych technik pedagogicznych.

Zasada humanizacji treści pracy eksperymentalnej. Jest to idea priorytetu wartości ludzkich nad technokratycznym, produkcyjnym, gospodarczym, administracyjnym itp. Zasada humanizacji została wdrożona poprzez przestrzeganie następujących zasad działalności pedagogicznej: a) proces pedagogiczny i zachodzące w nim relacje edukacyjne opierają się na pełnym uznaniu praw i wolności ucznia oraz poszanowaniu go;

b) znać i w procesie pedagogicznym polegać na pozytywnych cechach ucznia;

c) stale prowadzić humanistyczne kształcenie nauczycieli zgodnie z Deklaracją Praw Dziecka;

d) zapewnić atrakcyjność i estetykę przestrzeni pedagogicznej oraz komfort relacji edukacyjnych wszystkich jej uczestników.

Zatem zasada humanizacji, jak uważają I.A. Kolesnikova i E.V. Titova, zapewnia dzieciom w wieku szkolnym pewną ochronę socjalną w placówce edukacyjnej.

Zasadą demokratyzacji pracy eksperymentalnej jest idea zapewnienia uczestnikom procesu pedagogicznego pewnych swobód samorozwoju, samoregulacji i samostanowienia. Zasada demokratyzacji w procesie wykorzystania technologii informatycznych w nauczaniu dzieci w wieku szkolnym realizowana jest poprzez przestrzeganie następujących zasad:

a) stworzyć proces pedagogiczny otwarty na kontrolę i wpływy społeczne;

b) stworzyć wsparcie prawne dla działań uczniów, które pomoże chronić ich przed niekorzystnym wpływem środowiska;

c) zapewniać wzajemny szacunek, takt i cierpliwość w kontaktach między nauczycielami i uczniami.

Realizacja tej zasady pomaga poszerzyć możliwości uczniów i nauczycieli w zakresie ustalania treści kształcenia, wyboru technologii wykorzystania technologii informatycznych w procesie uczenia się.

Zasadą zgodności kulturowej pracy eksperymentalnej jest idea maksymalnego wykorzystania w wychowaniu, edukacji i szkoleniu środowiska, w którym i dla rozwoju którego utworzono placówkę edukacyjną - kulturę regionu, ludzi, narodu, społeczeństwa , kraj. Zasada jest realizowana w oparciu o przestrzeganie następujących zasad:

a) zrozumienie wartości kulturowej i historycznej przez społeczność nauczycielską szkoły;

b) maksymalne wykorzystanie rodzinnej i regionalnej kultury materialnej i duchowej;

c) zapewnienie jedności zasad krajowych, międzynarodowych, międzyetnicznych i międzyspołecznych w wychowaniu, kształceniu i szkoleniu dzieci w wieku szkolnym;

d) kształtowanie zdolności twórczych i postaw nauczycieli i uczniów do konsumowania i tworzenia nowych wartości kulturowych.

Zasada holistycznego badania zjawisk pedagogicznych w pracy eksperymentalnej, która polega na: stosowaniu podejść systemowych i integracyjno-rozwojowych; jasne określenie miejsca badanego zjawiska w holistycznym procesie pedagogicznym; ujawnienie sił napędowych i zjawisk badanych obiektów.

Kierowaliśmy się tą zasadą przy modelowaniu procesu wykorzystania edukacyjnych technologii informacyjnych.

Zasada obiektywizmu, która polega na: sprawdzeniu każdego faktu kilkoma metodami; rejestrowanie wszelkich przejawów zmian w badanym obiekcie; porównanie danych z badania z danymi z innych podobnych badań.

Zasadę tę aktywnie wykorzystywano w procesie przeprowadzania etapów sprawdzających i formacyjnych eksperymentu, przy wykorzystaniu procesu elektronicznego w procesie edukacyjnym, a także w analizie uzyskanych wyników.

Przeprowadzając eksperyment formacyjny, zastosowano zasadę adaptacji, która wymaga uwzględnienia cech osobowych i możliwości poznawczych uczniów w procesie korzystania z technologii informatycznych. Zasada działania, która zakłada, że ​​korekta osobistego pola semantycznego i strategii behawioralnej może zostać przeprowadzona jedynie podczas aktywnej i intensywnej pracy każdego uczestnika.

Zasada eksperymentu, mająca na celu aktywne poszukiwanie przez uczestników zajęć nowych strategii behawioralnych. Zasada ta jest ważna jako impuls do rozwoju kreatywności i inicjatywy jednostki, a także jako wzór postępowania w prawdziwym życiu ucznia.

O technologii uczenia się z wykorzystaniem podręczników elektronicznych można mówić tylko wtedy, gdy: spełnia ona podstawowe zasady technologii pedagogicznej (wstępny projekt, powtarzalność, wyznaczanie celów, integralność); rozwiązuje problemy, które nie były wcześniej rozwiązywane teoretycznie i/lub praktycznie w dydaktyce; Komputer jest narzędziem do przygotowywania i przekazywania informacji uczniowi.

W tym kontekście przedstawiamy podstawowe zasady systematycznego wprowadzania komputerów do procesu edukacyjnego, które znalazły szerokie zastosowanie w naszej pracy eksperymentalnej.

Zasada nowych zadań. Jej istotą nie jest przenoszenie do komputera tradycyjnie ustalonych metod i technik, lecz przebudowanie ich zgodnie z nowymi możliwościami, jakie dają komputery. W praktyce oznacza to, że analizując proces uczenia się, identyfikuje się straty powstałe na skutek niedociągnięć w jego organizacji (niewystarczająca analiza treści kształcenia, słaba znajomość rzeczywistych możliwości edukacyjnych uczniów itp.). Zgodnie z wynikiem analizy sporządzono listę zadań, które z różnych przyczyn obiektywnych (duży wolumen, ogromne nakłady czasowe itp.) nie są obecnie rozwiązywane lub są rozwiązywane nie w pełni, ale które można rozwiązać w całości Używając komputera. Zadania te powinny mieć na celu kompletność, aktualność i przynajmniej przybliżoną optymalność podejmowanych decyzji.

Zasada podejścia systemowego. Oznacza to, że wprowadzenie komputerów powinno opierać się na systematycznej analizie procesu uczenia się. Oznacza to, że należy określić cele i kryteria funkcjonowania procesu uczenia się, przeprowadzić strukturyzację, ujawniając cały zakres zagadnień, które należy rozwiązać, aby projektowany system jak najlepiej spełniał założone cele i kryteria.

Zasady najbardziej rozsądnej typizacji rozwiązań projektowych. Oznacza to, że wykonawca tworząc oprogramowanie musi dążyć do tego, aby oferowane przez niego rozwiązania były odpowiednie dla jak najszerszego grona klientów, nie tylko pod względem rodzaju wykorzystywanych komputerów, ale także różnego rodzaju placówek edukacyjnych.

Podsumowując ten paragraf, zauważamy, że zastosowanie powyższych metod wraz z innymi metodami i zasadami organizacji pracy eksperymentalnej pozwoliło określić podejście do problemu wykorzystania podręczników elektronicznych w procesie uczenia się oraz nakreślić konkretne sposoby skutecznego Rozwiąż problem.

Kierując się logiką badań teoretycznych, utworzyliśmy dwie grupy – kontrolną i eksperymentalną. W grupie eksperymentalnej sprawdzano efektywność wybranych warunków pedagogicznych, w grupie kontrolnej organizacja procesu uczenia się była tradycyjna.

Edukacyjne cechy realizacji warunków pedagogicznych stosowania podręczników elektronicznych w procesie nauczania fizyki na poziomie wyższym przedstawiono w pkt 2.2.

Wyniki wykonanej pracy znajdują odzwierciedlenie w paragrafie 2.3.