Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение
«Потаповская средняя общеобразовательная школа»
Волгодонского района Ростовской области
Программа предпрофильного курса
«Информационные и коммуникационные
технологии на уроках физики»
подготовил
учитель физики
Скляров Михаил Михайлович
х. Потапов
2013 год.
Содержание:
стр
Введение 3
Пояснительная записка 5
Методические рекомендации к проведению занятий 7
Содержание курса 14
Учебно-тематический план 16
Программное обеспечение предпрофильного курса 17
Источники информации 17
Приложения
Итоговая работа в тестовой форме 20
Рекомендации по составлению заданий к
компьютерным моделям 22
Материалы к занятию «Цепи постоянного тока.
Соединения проводников» 28
Конструирование дидактического материала для
итоговой аттестации 9 класса с использованием
компьютера 40
Разработки уроков при помощи компьютера 41
Описание возможностей изменения параметров
моделей «Открытая физика» 48
Список использованной литературы 53
Введение.
Современный мир невозможно представить без компьютерных технологий, они довольно прочно обосновались практически во всех сферах деятельности человека. Образовательный процесс не является исключением. Эффективное использование электронных образовательных ресурсов, реализация в педагогическую практику которых связана с широким использованием информационных и коммуникационных технологий, достаточно актуально в условиях информатизации российского общества.
Информационные и коммуникационные образовательные технологии являются одним из ключевых факторов, влияющих на качество обучения в XXI веке. Не будет преувеличением сказать, что они быстро становятся основой формирования российского общества и развития мировой экономики. Сегодня в указанной ситуации наиболее перспективным являются переход от классической организации большинства видов деятельности к виртуальной, где средой являются различные программные средства. Известно, что сегодня информационные и коммуникационные технологии позволяют более эффективно организовать весь учебный процесс. Учащиеся могут проходить обучение в соответствии с учебным планом либо по индивидуальной программе: изучать учебный материал, выполнять творческие задания, работать над учебными проектами, проходить электронное тестирование, участвовать в семинарах.
Использование ИКТ на уроках физики позволяют повышать интерес к изучению предмета, расширяют возможности демонстрации опытов через использование виртуальных образов, повышает интерес к обучению. Хорошо известно, что курс физики средней школы включает в себя разделы, изучение и понимание которых требует развитого образного мышления, умения анализировать, сравнивать. В первую очередь речь идет о таких разделах, как «Молекулярная физика», некоторые главы «Электродинамики», «Ядерная физика», «Оптика» и др. Строго говоря, в любом разделе курса физики можно найти главы, трудные для понимания. К сожалению, многие ученики не владеют необходимыми мыслительными навыками для глубокого понимания явлений, процессов, описанных в данных разделах.
Физика — наука экспериментальная. Изучение физики трудно представить без лабораторных работ. К сожалению, оснащение физического кабинета не всегда позволяет провести программные лабораторные работы, не позволяет вовсе ввести новые работы, требующие более сложного оборудования. На помощь приходит персональный компьютер, который позволяет проводить достаточно сложные лабораторные работы. В них ученик может по своему усмотрению изменять исходные параметры опытов, наблюдать, как изменяется в результате само явление, анализировать увиденное, делать соответствующие выводы.
Интенсивная работа в условиях информационного комфорта на основе электронного образовательного ресурса активизирует познавательную деятельность учащегося и усиливает творческие компоненты педагогического труда учителя. Информационные и коммуникационные педагогические технологии позволяют организовать учебную деятельность более интересным, эффективным, доступным способом. При этом они выступают не как предмет изучения, а как инструмент познания.
Физика — особый предмет, который изучает множество явлений. Это требует разнообразного оборудования. Темы 7, 8 классов рассматривают физические явления, которые можно продемонстрировать на уроке. В старших классах невозможно показать все в рамках урока. Есть темы, которые требуют дорогостоящего и сложного оборудования. Использование ИКТ расширяет экспериментальные возможности урока.
Пояснительная записка.
Предлагаемый курс предназначен для учащихся 9 класса в рамках предпрофильной подготовки. Данный предпрофильный курс рекомендуется проводить во втором полугодии, когда все основные теоретические сведения курса физики, используемые в программе, учащимися получены. Данный предпрофильный курс основан на интеграции таких наук как физика, информатика и вычислительная математика. Этот курс позволяет реализовать связь теоретических знаний в области физики с практическими умениями по исследованию физических процессов на основе работы с компьютерными моделями и получить опыт создания собственной компьютерной модели физического процесса с разработкой программы эксперимента.
Основной целью курса «Информационные и коммуникационные
технологии на уроках физики» является создание ориентационной и мотивационной основы для осознанного выбора будущего физико-математического или информационно-технологического профилей. Курс разработан в соответствии с требованиями, предъявляемыми современным высокотехнологичным информационным обществом к человеку. Именно умение человека пользоваться современными достижениями цивилизации в рамках использования компьютерных технологий при решении различных задач является в настоящий момент наиболее актуальным.
Предпрофильный курс «Информационные и коммуникационные технологии на уроках физики» содержит пять тем посвященных не только работе с моделями, но и темы, содержащие непосредственно общие сведения о методах вычислительной математики и особенностях обработки информации компьютерной системой. Именно первые три темы посвящены рассмотрению этих вопросов. Следующая тема позволяет учащимся получить навыки работы с компьютерными моделями, научиться ставить цели экспериментов и разрабатывать программы экспериментов. Заключительная тема позволяет на основе физических знаний и практических умений составить собственную модель физического процесса и разработать программу эксперимента. Кроме этого ученик обязательно должен защитить свой проект.
Изучение данного предпрофильного курса возможно только при условии наличия полностью укомплектованного программными и техническими средствами компьютерного класса. При этом базовый курс информатики должен изучаться в школе хотя бы с 8-го класса.
Основные цели и задачи курса:
закрепить, систематизировать и расширить знания учащихся о возможностях применения знаний в передовых областях современной науки;
сформировать представления о возможностях продолжения образования или трудоустройства, оказать помощь в дальнейшем планировании своего образовательного будущего и опыта работы с ресурсами;
информирование о состоянии и прогнозах развития современной науки и рынка труда;
·появление навыков слушателя, что, помимо такта и терпения, включает в себя способность уловить смысл сказанного, задать ясный точный вопрос докладчику, извлечь из услышанного пользу для своей работы;
продолжить формирование навыков исследовательской деятельности, продолжить формирование умений анализировать ситуацию и делать прогнозы;
закрепить и развить навыки работы с компьютером.
Целевое назначение проектного обучения непосредственно согласуется с целями предпрофильного обучения:
Углубить знания или расширить информацию по отдельным вопросам или темам базового образования;
Развить интерес и способности к собственному приобретению знаний;
Реализовать себя в практической, прикладной, исследовательской и познавательной деятельности;
Методические рекомендации:
Для проведения занятий по курсу «Информационные и коммуникационные технологии на уроках физики» необходимо наличие полностью укомплектованного компьютерного класса с мультимедийным проектором. При подготовке и проведении уроков полезно использовать различные программные продукты, поддерживающие курсы математики, физики и информатики. К ним можно отнести библиотеки электронных наглядных пособий по физике компаний «Кирилл и Мефодий», «1С», «Физикон», «Формоза».
Использование перечисленных программных продуктов значительно облегчит понимание и усвоение учащимися разделов данного курса и будет способствовать повышению положительной мотивации к познанию нового.
При изучении курса появляется возможность реализовать современную тенденцию, заключающуюся в том, что усвоение предметного содержания из цели образования превращается в средство такого эмоционального, социального и интеллектуального развития ребенка, которое обеспечивает переход от обучения к самообразованию.
Ожидаемые результаты курса в области учебных и исследовательских компетенций:
развитие познавательных интересов, интеллектуальных и творческих способностей;
сознательное самоопределение ученика в выборе профиля обучения в средней школе.
организация уч-ся своего процесса изучения, самообразования;
общение с различными источниками информации, переработка этой информации;
умение работать в команде, сотрудничества;
Знания компьютера позволяет учителю для урока готовить презентации, которые способствуют компактному и наглядному донесению информации до учащихся. Они помогают разнообразить урок и сделать его проведение более эффективным.
Использование ресурса обеспечивает достижение учебных целей и задач;
Ресурс органически вписывается в учебный процесс:
является демонстрацией явлений и процессов, трудно воспроизводимых в реальном эксперименте;
на его основе возможно наглядное сравнение результатов, получаемых в рамках различных теоретических моделей;
является демонстрацией видеозаписей реально функционирующих современных уникальных установок
является демонстрацией неожиданных примеров использования явлений, процессов в повседневной жизни, технике, искусстве;
Ресурс позволяет достичь целей за наименьший промежуток времени;
Ресурс может заменить дорогостоящее или опасное в обращении экспериментальное оборудование компьютерными тренажерами, дающими учащимся право на ошибку и неквалифицированное обращение на первых этапах получения навыков экспериментальной работы;
Ресурс дает возможность самостоятельного планирования и выполнения учащимися виртуальных компьютерных экспериментов;
Ресурс дает возможность сопоставить в реальном времени компьютерные модели с экспериментами
Факторы, влияющие на успешность урока с применением ИКТ:
— Вид группы школьников (возраст, профильная направленность и т.п.);
— Уровень подготовленности учащихся;
— Соотношение численности группы и количества компьютеров в кабинете;
— Тип урока и его методическая цель;
— Высокая степень индивидуализации работы;
— Вспомогательная, а не основная форма урока
Возможное применение средств ИКТ на уроках различных типов
| Применяемые ИКТ | |
| Комбинированный | Использование проектора, CD-дисков, обучающих программ, демонстрационных программ, Internet, моделирующих программ |
| Урок изучения нового материала | |
| Урок закрепления знаний и совершенствования умений и навыков | Использование обучающе-контролирующих программ, моделирующих систем |
| Урок обобщения и систематизации | Использование моделирующих систем |
| Урок контроля и коррекции знаний, умений и навыков | Использование программ с тестовыми системами |
Особенности модульного урока с использованием ИКТ:
— Ученик получает на урок программу своих действий с выделенными учебными целями, заданиями, запрограммированным контролем и т.п. ;
— Программа должна вступить в диалог с каждым учащимся, причем интеллектуальный уровень этого диалога задается учителем и программой, а темп и смысловые акценты – учеником;
— Модульные уроки можно проводить по любому предмету и по любой теме ;
— Программа действий может быть представлена в различных формах (напечатанный на бумаге модуль; в виде файла, выведенного на экран в какой-нибудь программе просмотра или редакторе);
Схема построения урока
| Время для разных подгрупп учащихся и № этапа урока | |||
| сильная | средняя | слабая | |
| Постановка цели урока | 2 мин (1этап) | 2 мин (1этап) | 2 мин (1этап) |
| Работа за компьютером | 10-12 мин (2 этап) | 10-12 мин (3 этап) | 10-12 мин (4 этап) |
| Работа с учебником | 10-12 мин (3 этап) | 10-12 мин (2 этап) |
|
| Работа с учителем |
|
| 10-12 мин (2 этап) |
| Решение задач | 10-20 мин (4 этап) | 10-20 мин (4 этап) |
|
| Работа с учебником и тетрадью |
|
| 10-12 мин (3 этап) |
| Подведение итогов, домашнее задание | 4-5 мин (5 этап) | 4-5 мин (5 этап) | 4-5 мин (5 этап) |
Педагогические инструменты ЦОР:
— Интерактив (взаимодействие) — поочередные высказывания
(от выдачи информации до произведенного действия) каждой из сторон. Причем каждое высказывание производится с учетом как предыдущих собственных, так и высказываний другой стороны;
— Мультимедиа — представление ресурсов и процессов не традиционном текстовым описанием, а с помощью фото, видео, графики, анимации, звука;
— Моделинг — моделирование реальных ресурсов и процессов с целью их исследования;
— Коммуникативность –
а) возможность непосредственного общения, оперативность предоставления информации, контроль за состоянием процесса;
б) автоматизация нетворческих, рутинных операций, отнимающих у человека много сил и времени. Быстрый поиск информации по ключевым словам в базе данных, доступ к уникальным изданиям справочно-информационного характера.
ЦОР — средство наглядности при изложении различных вопросов учебной программы. Это способствует лучшему восприятию учебного материала, более глубокому его усвоению и прочности запоминания.
Объекты виртуальной реальности (анимации, интерактивные модели) используются при формировании общих подходов к планированию и выполнению некоторых этапов экспериментального исследования, на этапе контроля уровня сформированности у школьников ряда умений и навыков, для отработки умений и навыков в решении физических задач.
В течение 2 лет на уроках физики применяются следующие ЦОР (поставлены в МОУ в рамках проекта «ИСО»), которые помогают в учебной деятельности:
1. Физика 7—9 ч. 1, изд. «Просвещение»
2. Физика 7—9 ч. 2, изд. «Просвещение»
3. Физика 7—11 Практикум, изд. «Физикон»
4. Физика. Библиотека наглядных пособий, изд. «1С- образование»
5. Открытая физика ч1.
6. Открытая физика ч2.
Методологические преимущества, которые создает использование ЦОР:
· качественная демонстрация физических процессов и явлений (модели, анимации, видеофильмы);
· более ярко и наглядно представлен «сухой» аппарат формул, диаграмм, графиков, схем;
· показано то, что реально не продемонстрируешь.
Мой опыт показал: не смотря на то, что в ЦОР есть готовые лекции, необходимо создавать собственные презентации в той логике, которая соответствует плану урока конкретного учителя.
Презентация
· создает определенный порядок изложения материала, формул;
· исключает «лишние» детали, которые отвлекают учеников от конкретной темы;
· оптимизирует время, т. к. на отыскание нужного материала на CD требуется время, не все компакты открываются по гиперссылке;
· дает возможность использовать слайды насыщенные информацией как раздаточный материал.
Модели, фильмы, лаборатории показываются непосредственно с CD.
Содержание курса.
Тема №1. Введение.
Численные и аналитические методы решения задач. Типы данных. Погрешности вычислений: ошибки, связанные с округлением, накопительные ошибки.
Тестовая работа.
Тема №2. Принцип работы компьютерной системы.
Устройство компьютера. Принцип работы компьютерной системы. Обработка данных в компьютерной системе.
Тема №3. Этапы решения задач на компьютере. Этапы моделирования
Этапы решения задач на компьютере: постановка задачи, разработка математической модели, составление алгоритма, написание программы, компьютерный эксперимент, анализ полученных результатов. Особенности построения алгоритма решения задачи. Моделирование и формализация.
Тема №4. Исследование физических процессов с использованием готовых компьютерных моделей
Исследование физических процессов с использованием готовых интерак-тивных моделях:
1. «Равноускоренное движение тела»;
2. «Исследование свободного падения тел»;
3. «Цепи постоянного тока»;
4. «Магнитное поле прямого тока, кругового витка с током и соленоида».
5. «Движение зарядов в магнитном поле» («Масс-спектрометр»);
Тема №5. Конструирование дидактического материала для итоговой аттестации 9 класса с использованием компьютера ( на материале задач из учебника Алгебра 9)
Создание компьютерной модели физического процесса:
1. Постановка задачи: описание задачи, формулировка цели моделирования, формализация задачи.
2. Творческий подход к решению задач на основе графических образов с использованием компьютера.
3. Алгебраическое решение данной задачи.
4. Анализ результатов моделирования. Подготовка презентации урока.
Презентация урока.
Тестовая итоговая работа.
Анализ.
Учебно-тематический план
| Тема | Количество часов | |
| 1 | Введение. | 1 |
| 2 | Принцип работы компьютерной системы | 1 |
| 3 | Этапы решения задач на компьютере. Этапы моделирования | 1 |
| 4 | Исследование физических процессов с использо-ванием готовых компьютерных моделей | 3 |
| 4.1 | Исследование модели «Равноускоренное движение тела» | 1 |
| 4.2 | Исследование модели «Исследование свободного падения тел» | 1 |
| 4.3 | Исследование модели «Цепи постоянного тока» (соединения проводников) | 1 |
| 5 | Конструирование дидактического материала для итоговой аттестации 9 класса с использованием компьютера ( на материале задач из учебника Алгебра 9) | 8 |
| 5.1 | Постановка задачи проекта. Разработка модели. | 1 |
| 5.2 | Компьютерная реализация проекта. | 2 |
| 5.3 | Творческий подход к решению задач на основе графических образов с использованием компьютера.
| 4 |
| 5.4 | Анализ результатов моделирования. Подготовка презентации урока. | 1 |
| 6 | Разработка урока при помощи компьютера.Презентация урока. | 2 |
| 7 | Тестовая итоговая работа. Анализ | 1 |
| Всего | 17 | |
Программное обеспечение предпрофильного курса:
1. CD—ROM «Открытая физика 1.1» ООО «Физикон», 1996-2001;
2. CD—ROM «Живая физика», «Формоза»;
3. Табличный процессор Microsoft Excel;
4. Объектно-ориентированный язык программирования Microsoft Visual Basic for Applications
Источники информации:
I. Компьютерные CD—ROM диски:
1. CD—ROM «Открытая физика 1.1» ООО «Физикон», 1996-2001
2. CD—ROM «Физика. 7-11 классы. Практикум. Учебное электронное издание», ООО «Физикон», 2004 г
3. CD—ROM «Живая физика», «Формоза»
II. Интернет-сайты:
1. https://www.physicon.ru сайт компании «Физикон».
2. www.college.ru сайт «Открытый колледж»
3. https://www.college.ru/physics/applets/11a.htm — компьютерная модель «Математический маятник»
4. https://www.phis.org.ru/informatika/10-1/10-35k.htm информация и задачи по моделированию
5. https://www.naexamen.ru/otvet/11/inform/921.shtml -понятия: модель, фор-мализация модели, этапы решения задач на ЭВМ
6. https://informatika.sch880.ru/p28aa1.html виды моделей
7. https://schools.keldysh.ru/sch1740/rooms/IVT/informatika/SOFT/model.htm информация о моделировании и формализации задачи
8. https://www.seun.ru/faculty/FIIT/KTOIT/informatika/lek1/lek1-mod.htm информация о моделировании и формализации задачи
9. www.college.ru/teacher/teacher.html — обмен опытом по проблеме применения компьютера на уроках физики.
http://www.informika.ru «Активная физика»
http://physicon.ru «Физикон»
http://physics.nad/ru/physics.htm «Физика в анимациях»
http://www.rubricon.ru «Рубрикон»
http://www/college/ru/physics «Открытый колледж»
ПРИЛОЖЕНИЯ
Итоговая работа в тестовой форме
Среди приведенных математических задач выберите задачи, которые могут быть решены только на компьютере.
Генератор случайных чисел
Сокращение дробей
Вычисление суммы членов арифметической прогрессии
Поиск корней полинома выше 4-й степени
Поиск определенного интеграла
Дифференцирование функции
Среди приведенных математических задач выберите задачи, которые решаются только аналитическим способом:
Доказательство теорем
Составление таблиц логарифмов
Поиск неопределенного интеграла
Поиск значения определенного интеграла
Умножение полинома на полином
Поиск производной в виде формулы
Поиск корней уравнения
Поиск максимума и минимума функции
Среди приведенных вариантов выберите результаты, которые могут быть получены посредством компьютерных вычислений:
Формула
Число
Уравнение
Теорема
Физический закон
Таблица значений функции
График функции
Выберите данные, для которых можно использовать простые типы:
Телефонный номер
Текстовый файл
Список из трех телефонов
Код клавиши на клавиатуре
Список учащихся класса
Число «пи»
График функции
Выберите типы данных, операции с которыми выполняются без погрешностей:
Вычитание целых чисел
Умножение вещественных чисел
Сложение целых чисел
Умножение целых чисел
Деление вещественных чисел
Сложение логических переменных
Деление целых чисел
Какой из этапов решения задач имеет целью выделить исходные данные и результаты?
Разработка математической модели
Постановка задачи
Составление алгоритма
Анализ результатов
Написание программы
Какой из этапов решения задач посвящен определению метода решения задачи?
Анализ результатов
Разработка математической модели
Написание программы
Составление алгоритма
Постановка задачи
Результатом какого из этапов может явиться усовершенствование алгоритма решения задачи?
Анализ результатов
Разработка математической модели
Составление алгоритма
Написание программы
Постановка задачи
Алгоритм — это модель деятельности исполнителя алгоритма. Определите, какие алгоритмы можно отнести к моделям одного и того же вида:
· алгоритм перехода через улицу;
алгоритм сложения многозначных чисел;
алгоритм копирования файла с винчестера на дискету на Вашем компьютере;
алгоритм преобразования нажатой клавиши в двоичный код и отображения соответствующего символа на экране дисплея.
Напечатанная в газете программа телепередач К какому типу моделей она относится?
статическая модель
динамическая модель
Рекомендации по составлению заданий к компьютерным моделям
Прежде всего, на основе вашего календарного плана определите, какие компьютерные модели вы сможете использовать при объяснении нового материала и/или предложить учащимся для работы в компьютерном классе. Далее имеет смысл к каждой выбранной модели составить таблицу, в которую следует занести названия параметров, которые может изменять пользователь, задавая при этом начальные условия экспериментов, обозначения этих параметров, пределы и шаг их изменения. В эту таблицу также следует занести аналогичную информацию о параметрах модели, которые рассчитываются компьютером при выполнении экспериментов, и выводятся на экран монитора. Для создания такой таблицы нужно открыть соответствующую модель, определить диапазоны изменения регулируемых параметров, а затем провести несколько экспериментов с крайними значениями этих параметров, чтобы определить предельные значения и шаг расчёта рассчитываемых параметров.
Рассмотрим в качестве примера компьютерную модель «Движение с постоянным ускорением». Вид окна модели показан на рис.2.
Рисунок 2. Вид окна модели «Движение с постоянным ускорением»
Поработав несколько минут с указанной моделью, вы сможете составить таблицу её параметров, примерный вид такой таблицы показан ниже.
Таблица 1. Параметры модели «Движение с постоянным ускорением».
| Рассчитываемые параметры модели | |||||||
| Название | Обозначение | Пределы | Шаг | Название | Обозначение | Пределы | Шаг |
| Началь-ная скорость | V0 | –1,0–1,0 м/с | 0,1 | Время | t | 0–2000 с | 1 |
| Ускорение | a | –0,1–0,1 м/c*c | 0,01 | Скорость | v | –0,1–6,2 м/c | 0,1 |
| – | – | – | – | Координата | x | –200–200 м | 0,05 |
| – | – | – | – | Путь | s | 0–300 м | 0,05 |
При работе с любой моделью аналогичная таблица совершенно необходима для планирования экспериментов и составления заданий, так как, в отличие от персонального компьютера, может быть всегда под рукой.
На основе информации, содержащейся в таблице 1, в принципе, уже можно планировать демонстрационные эксперименты и/или составлять задания для учащихся. Однако, для облегчения последующей работы, особенно по составлению заданий и лабораторных работ, очень полезно составить ещё одну или несколько таблиц, которые мы будем называть в дальнейшем, во избежание путаницы, матрицами. В матрицы следует занести конкретные значения начальных условий экспериментов, которые будут использоваться при составлении заданий, и результаты этих экспериментов. Примерный вид такой матрицы показан ниже.
Матрица 1. «Движение с постоянным ускорением».
| Начальная скорость V0, м/с | Ускорение a, м/с2 | Время t, с | Текущая скорость V, м/с | Координата x, м | Путь s, м |
Равномерное движение
| 0,5 | – | 200 | 0,5 | 100 | 200 | |
| 2. | –0.4 | – | 100 | –0,4 | 40 | 40 |
| 3. | 0,8 | – | 50 | 0,8 | 40 | 40 |
| 4. | –0,6 | – | –40 | –0,6 | –24 | 24 |
Равноускоренное движение
| 0,0 | 0,1 | 50 | 5 | 125 | 125 | |
| 6. | 1,0 | –0,1 |
|
| 5,0 | 5,0 |
| 7. | 1,0 | –0,1 | 20 | –1,0 | 0,0 | 10 |
| 8. | 0, | 0,05 | 60 | 3,5 | 120 | 120 |
| 9. | –0,5 | 0,05 | 40 | 1,5 | 20 | 25 |
| 10. | 0,4 | 0,01 | 80 | –0,45 | 0,0 | 16 |
Для заполнения как таблиц, так и матриц можно привлечь слабых учеников, которым более сложные задания, например, по решению задач с компьютерной проверкой, явно не по силам. Как показывает опыт, слабые ученики с большим энтузиазмом выполняют эксперименты, хотя бы и однотипные, хорошо осваивают модели и впоследствии даже могут придумать и сформулировать собственные задачи. Такая работа оказывается чрезвычайно полезной как для самих учеников, так и для учителя, так как существенно экономит его время.
Разумеется, на основании любой строки матрицы можно сформулировать несколько задач. Напомним, что в качестве расчётных задач с последующей компьютерной проверкой предпочтительнее обратные задачи, в то время как прямые задачи лучше подходят для экспериментальных заданий.
Приведём примеры заданий, составленных с использованием матрицы 1.
Таблица 2. Параметры модели «Свободное падение тел».
| Рассчитываемые параметры модели | |||||||
| Название | Обозначение | Пределы | Шаг | Название | Обозначение | Пределы | Шаг |
| Начальная скорость | V0 | 0–25 м/с | 0,1 | Время | t | 0–7 с | 0,1 |
| Угол | a | 0–90 град. | 1 | Горизонт. координата | x | 0–100 м | 0,1 |
| Высота | H | 0–60 м | 1,0 | Верт. координата | y | 0–100 м | 0,1 |
| – | – | – | – | Горизонт. скорость | Vx | 0–25 м.c | 0,1 |
| – | – | – | – | Верт. скорость | Vy | 0–42 м.c | 0,1 |
Из таблицы видно, что данную модель можно применять при изучении следующих видов движения:
свободное падение тела без начальной скорости,
движение тела, брошенного вертикально вверх,
движение тела, брошенного горизонтально,
движение тела, брошенного под произвольным углом к горизонту (как с поверхности земли, так и с некоторой высоты).
Приведём несколько задач из широко известного школьного задачника А. П. Рымкевича 1996 г. (в скобках указаны номера задач по задачнику 1988 г. издания), которые можно использовать при работе с данной моделью.
209 (192). Стрела, выпущенная из лука вертикально вверх, упала на землю через 6 с. Какова начальная скорость стрелы и максимальная высота подъёма?
211 (194). Во сколько раз надо увеличить начальную скорость брошенного вверх тела, чтобы высота подъёма увеличилась в 4 раза?
221 (203). Мальчик бросил горизонтально мяч из окна, находящегося на высоте 20 м. Сколько времени летел мяч до земли и с какой скоростью он был брошен, если он упал на расстоянии 6 м от основания дома?
222 (204). Как изменится время и дальность полёта тела, брошенного горизонтально с некоторой высоты, если скорость бросания увеличить вдвое?
223 (205). Как и во сколько раз надо изменить скорость тела, брошенного горизонтально, чтобы при высоте, вдвое меньшей, получить прежнюю дальность полёта?
229. Вратарь, выбивая мяч от ворот (с земли), сообщает ему скорость 20 м/с, направленную под углом 50° к горизонту. Найти время полёта мяча, максимальную высоту поднятия и горизонтальную дальность полёта.
234 (214) С балкона, расположенного на высоте 20 м, бросили мяч под углом 30° вверх от горизонта со скоростью 10 м/с. Найти: а) координату мяча через 2 с; б) через какой промежуток времени мяч упадёт на землю; в) горизонтальную дальность полёта.
Из приведённых примеров видно, что с использованием модели «Свободное падение тел» можно проиллюстрировать самые разнообразные задачи.
Возможно, у вас, уважаемый терпеливый читатель давно уже возникли законные вопросы: «Зачем такие сложности, к чему эти таблицы и матрицы, почему бы ни сесть просто за компьютер, открыть нужную модель, и немного с ней поэкспериментировав, подготовить несколько задач или демонстрационных опытов?». Конечно, если вы только начинаете работать с «Открытой физикой», и предполагаете при объяснении материала для наглядности показать несколько опытов или провести пробный фрагмент урока в компьютерном классе, то так и следует сделать. Автор ещё помнит, что и сам начинал подобным образом. Однако, если вы нацелены на серьёзную и длительную работу с курсом, а ведь только так можно добиться существенного учебного эффекта, то без описанных выше «сложностей» вам не обойтись. На самом деле (вскоре вы в этом убедитесь) описанные приёмы только облегчат вашу работу и сэкономят уйму времени. Представьте себе, что неожиданно интересная идея по использованию модели на уроке возникла у вас на очередном педсовете, на котором обсуждаются проблемы информатизации учебного процесса, или в другой ситуации, когда компьютер или диск с курсом недоступны. Если же вы вникли в содержание модели, то одного беглого взгляда на таблицу с параметрами вам будет достаточно, чтобы понять, можно ли использовать модель в интересующих вас целях. Матрица же поможет вам составить любое, осуществимое в рамках модели, задание или лабораторную работу. Кроме того, раз уж авторы компьютерного курса создали такие замечательные модели, то почему бы ни использовать предоставленные возможности полностью, а в этом случае без описанных выше приёмов вряд ли можно обойтись.
Конечно, по большому счёту, к компьютерному курсу «Открытая физика 1.0″ необходим специальный сборник задач и лабораторных работ, содержание которых согласовано с возможностями моделей курса, а также планы и разработки уроков. Но это дело будущего, будем надеяться не слишком отдалённого, а пока имеет смысл объединить усилия в разработке приёмов работы с курсом и составлении разнообразных заданий и лабораторных работ к компьютерным моделям курса.
В заключение, прежде чем переходить к примерам заданий и лабораторных работ с использованием компьютерных моделей, отметим несколько моментов, которые могут быть полезны учителю для организации деятельности учащихся в компьютерном классе.
Если в компьютерном классе организована сеть, то учитель может задания к уроку разместить в папке, доступной учащимся по сети. В этом случае в конце урока учащиеся копируют в эту папку результаты своей работы.
Если учащиеся в классе имеют доступ к электронной почте, то учитель может заранее разослать им индивидуальные задания или бланки лабораторных работ. В конце урока учащиеся отсылают результаты своей работы на домашний компьютер учителя и/или копируют их в сетевую папку.
Если число учащихся существенно превышает число компьютеров в классе, то можно разделить учащихся на две группы: первая группа выполняет экспериментальные задания за компьютерами, а вторая решает расчетные задачи на бумаге, затем группы меняются местами.
Если учащиеся неуверенно решают расчетные задачи, то, для повышения эффективности компьютерного урока, можно раздать задания учащимся заранее и предложить им выполнить необходимые расчеты дома. В этом случае в компьютерном классе учащиеся смогут сосредоточиться главным образом на экспериментах.
Материалы к занятию «Цепи постоянного тока. Соединения проводников»
Параллельное соединение проводников. Материал для учащегося
Класс …………. Фамилия……………………………….. Имя……………………….
Практические задания и вопросы
Откройте в программе «Открытая физика» в разделе «Электричество и магнетизм» компьютерную модель «Цепи постоянного тока» или на диске «Физика в картинках» — модель «Электрические цепи».
Соберите на экране компьютера электрическую цепь, состоящую из двух параллельно соединённых резисторов R1 = 2 Ом и R2 = 6 Ом, батарейки U = 6 В и трех амперметров. Амперметры следует подключить таким образом, чтобы Вы могли измерить ток I1 (через R1), ток I2 (через R2), а также Iобщ (общий ток в цепи).
Измерьте токи в цепи, результаты запишите:
I1 = ………….,
I2 = …………..,
Iобщ = …………..
Как Вы думаете, какая связь между током Iобщ и токами I1, I2?
Iобщ = …………………………..………..
Подключите вольтметры (амперметры не отключать) таким образом, чтобы Вы могли измерить U1 (напряжение на R1), U2 (напряжение на R2), а также Uобщ (общее напряжение в цепи).
Измерьте напряжения в цепи, результаты запишите:
U1 = …………..,
U2 =……………,
Uобщ = ……………
Подумайте, как связаны эти три напряжения?
Uобщ = ………………………………
Нарисуйте схему электрической цепи, которая получилась у Вас на экране компьютера.
Определите, используя закон Ома, общее сопротивление цепи, т. е. двух параллельно соединенных резисторов:
Rобщ = ………………..
Сравните Rобщ с величинами R1 и R2:
Rобщ …. R1 и Rобщ …. R2 (вставьте знаки сравнения)
Ответьте на вопросы.
Через какой резистор проходит наибольший ток? Через резистор ……… . Через какой резистор проходит наименьший ток? Через резистор ………
Объясните почему ……………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………..
Экспериментальное задание.
Изменится ли общее сопротивление цепи и общий ток (если изменится то как) если к резисторам R1 и R2 параллельно подключить резистор R3 = 8 Ом?
Подумайте над вопросом и вставьте пропущенные слова.
Общее сопротивление цепи ……………………………, а общий ток в цепи ………………………….. .
Теперь проведите компьютерный эксперимент и проверьте ваш ответ.
Экспериментальное задание.
Изменится ли общее сопротивление цепи и общий ток (если изменится то как), если к резисторам R1 и R2 последовательно подключить резистор R3 = 2 Ом?
Подумайте над вопросом и вставьте пропущенные слова.
Общее сопротивление цепи ……………………………, а общий ток в цепи ………………………….. .
Теперь проведите компьютерный эксперимент и проверьте ваш ответ.
Вставьте пропущенные слова.
При параллельном соединении двух резисторов, напряжение на резисторах ………………………, наибольший ток идёт через резистор с ……………………….. сопротивлением, а наименьший ток идёт через резистор с …………………………….. сопротивлением. Общий ток в цепи равен ……………… токов, идущих через включенные резисторы. Общее сопротивление двух параллельно включённых резисторов ………………………. сопротивления наименьшего резистора.
Количество выполненных заданий:____ Количество ошибок:____ Ваша оценка:____
Параллельное соединение проводников. Материал для учителя
Материал для учителя (предполагаемые ответы учащихся даны жирным текстом).
Класс …………. Фамилия……………………………….. Имя……………………….
Дано: сетевая версия компьютерного курса «Открытая физика» или диск «Физика в картинках».
Практические задания и вопросы
Откройте в программе «Открытая физика» в разделе «Электричество и магнетизм» компьютерную модель «Цепи постоянного тока» или на диске «Физика в картинках» — модель «Электрические цепи».
Соберите на экране компьютера электрическую цепь, состоящую из двух параллельно соединённых резисторов R1 = 2 Ом и R2 = 6 Ом, батарейки U = 6 В и трех амперметров. Амперметры следует подключить таким образом, чтобы Вы могли измерить ток I1 (через R1), ток I2 (через R2), а также Iобщ (общий ток в цепи).
Измерьте токи в цепи, результаты запишите:
I1 = 3 А,
I2 = 1 А,
Iобщ = 4 А
Как Вы думаете, какая связь между током Iобщ и токами I1, I2?
Iобщ = I1 + I2.
Подключите вольтметры (амперметры не отключать) таким образом, чтобы Вы могли измерить U1 (напряжение на R1), U2 (напряжение на R2), а также Uобщ (общее напряжение в цепи).
Измерьте напряжения в цепи, результаты запишите:
U1 = 6 В,
U2 = 6 В,
Uобщ = 6 В
Подумайте, как связаны эти три напряжения?
Uобщ = U1 = U2
Нарисуйте схему электрической цепи, которая получилась у Вас на экране компьютера.
Определите, используя закон Ома, общее сопротивление цепи, т. е. двух параллельно соединенных резисторов:
Rобщ = 1,5 Ом
Сравните Rобщ с величинами R1 и R2:
Rобщ < R1 и Rобщ < R2 (вставьте знаки сравнения)
Ответьте на вопросы.
Через какой резистор проходит наибольший ток? Через резистор R1. Через какой резистор проходит наименьший ток? Через резистор R2.
Объясните почему. При параллельном соединении напряжение на резисторах одинаково, поэтому ток больше в том резисторе, у которого сопротивление меньше.
Экспериментальное задание.
Изменится ли общее сопротивление цепи и общий ток (если изменится то как) если к резисторам R1 и R2 параллельно подключить резистор R3 = 8 Ом?
Подумайте над вопросом и вставьте пропущенные слова.
Общее сопротивление цепи, уменьшится, а общий ток в цепи увеличится.
Теперь проведите компьютерный эксперимент и проверьте ваш ответ.
Экспериментальное задание.
Изменится ли общее сопротивление цепи и общий ток (если изменится то как), если к резисторам R1 и R2 последовательно подключить резистор R3 = 2 Ом?
Подумайте над вопросом и вставьте пропущенные слова.
Общее сопротивление цепи увеличится, а общий ток в цепи уменьшится.
Теперь проведите компьютерный эксперимент и проверьте ваш ответ.
Вставьте пропущенные слова.
При параллельном соединении двух резисторов, напряжение на резисторах одинаково, наибольший ток идёт через резистор с наименьшим сопротивлением, а наименьший ток идёт через резистор с наибольшим сопротивлением. Общий ток в цепи равен сумме токов, идущих через включенные резисторы. Общее сопротивление двух параллельно включённых резисторов меньше сопротивления наименьшего резистора.
Количество выполненных заданий:____ Количество ошибок:____ Ваша оценка:____
Последовательное соединение проводников Материал для учащегося
Класс…………… Фамилия……………………………..…… Имя……………………….
Практические задания и вопросы
Откройте в программе «Открытая физика» в разделе «Электричество и магнетизм» компьютерную модель «Цепи постоянного тока» или на диске «Физика в картинках» — модель «Электрические цепи».
Соберите на экране компьютера электрическую цепь, состоящую из двух последовательно соединённых резисторов R1 = 8 Ом и R2 = 2 Ом, батарейки U = 8 В и амперметра.
Измерьте общий ток в цепи, результат запишите:
Iобщ = ………………………
Как Вы думаете, какая связь между током Iобщ (общий ток в цепи) и токами I1 (через R1) и I2 (через R2)?
Iобщ = …………………………..………..
Проведите компьютерный эксперимент и проверьте Ваш ответ.
Подключите три вольтметра (амперметр не отключать) таким образом, чтобы Вы могли измерить U1 (напряжение на R1), U2 (напряжение на R2), а также Uобщ (общее напряжение на резисторах).
Измерьте напряжения, результаты запишите:
U1 = ………….., U2 =……………, Uобщ = ……………
Подумайте, как связаны эти три напряжения?
Uобщ = ………………………………
Нарисуйте схему электрической цепи , которая получилась у Вас на экране компьютера:
Определите, используя закон Ома, общее сопротивление цепи, т. е. двух последовательно соединенных резисторов:
Rобщ =………………..
Напишите формулу, по которой можно рассчитать общее сопротивле-ние двух последовательно соединенных резисторов:
Rобщ = ……………………………….
Сравните Rобщ с величинами R1 и R2:
Rобщ …. R1 и Rобщ …. R2 (вставьте знаки сравнения)
Ответьте на вопросы.
На каком резисторе наименьшее падение напряжения? На резисторе ……. На каком резисторе наибольшее падение напряжения? На резисторе ……….
Объясните почему ……………………………………………………………..…………………………………………………………………………………..
Экспериментальное задание.
Изменится ли общее сопротивление цепи, общий ток и напряжение на резисторах R1 и R2 (если изменится то как), если к ним подключить последовательно резистор R3 = 5 Ом?
Подумайте над вопросом и вставьте пропущенные слова.
Общее сопротивление цепи ……………………………, общий ток в цепи ………………….., напряжение на R1 ……………………………., напряжение на R2 ………………………………….. .
Теперь проведите компьютерный эксперимент и проверьте ваш ответ.
Экспериментальное задание.
Изменится ли общее сопротивление цепи и общий ток (если изменится то как), если к резисторам R1 и R2 параллельно подключить резистор R3 = 5 Ом?
Подумайте над вопросом и вставьте пропущенные слова.
Общее сопротивление цепи ……………………………, общий ток в цепи ………………………….. .
Теперь проведите компьютерный эксперимент и проверьте ваш ответ.
Вставьте пропущенные слова.
При последовательном соединении резисторов ток через них …………………, наименьшее падение напряжения на резисторе с …………………………….. сопротивлением, а наибольшее падение напряжения на резисторе с ………… сопротивлением. Общее сопротивление последовательно включённых резисторов равно ………………………………. сопротивлений этих резисторов.
Количество выполненных заданий:____ Количество ошибок:____ Ваша оценка:____
Последовательное соединение проводников. Материал для учителя
Материал для учителя (предполагаемые ответы учащихся даны жирным текстом).
Класс …………. Фамилия……………………………….. Имя……………………….
Практические задания и вопросы.
Откройте в программе «Открытая физика» в разделе «Электричество и магнетизм» компьютерную модель «Цепи постоянного тока» или на диске «Физика в картинках» — модель «Электрические цепи».
Соберите на экране компьютера электрическую цепь, состоящую из двух последовательно соединённых резисторов R1 = 8 Ом и R2 = 2 Ом, батарейки U = 8 В и амперметра.
Измерьте общий ток в цепи, результат запишите:
Iобщ = 0,8 А.
Как Вы думаете, какая связь между током Iобщ (общий ток в цепи) и токами I1 (через R1) и I2 (через R2)?
Iобщ = I1 = I2.
Проведите компьютерный эксперимент и проверьте Ваш ответ.
Подключите три вольтметра (амперметр не отключать) таким образом, чтобы Вы могли измерить U1 (напряжение на R1), U2 (напряжение на R2), а также Uобщ (общее напряжение на резисторах).
Измерьте напряжения, результаты запишите:
U1 = 6,4 В, U2 = 1,6 В, Uобщ = 8 В.
Подумайте, как связаны эти три напряжения?
Uобщ = U1 + U2.
Нарисуйте схему электрической цепи , которая получилась у Вас на экране компьютера:
Определите, используя закон Ома, общее сопротивление цепи, т. е. двух последовательно соединенных резисторов:
Rобщ = Uобщ / Iобщ = 10 Ом.
Напишите формулу, по которой можно рассчитать общее сопротивление двух последовательно соединенных резисторов:
Rобщ = R1 + R2.
Сравните Rобщ с величинами R1 и R2:
Rобщ > R1 и Rобщ > R2 (вставьте знаки сравнения)
Ответьте на вопросы.
На каком резисторе наименьшее падение напряжения? На резисторе R2. На каком резисторе наибольшее падение напряжения? На резисторе R1.
Объясните почему. При последовательном соединении токи через резисторы одинаковы, а так как напряжение на участке цепи Ома U = I · R, то чем меньше сопротивление резистора, тем меньше на нем падает напряжение.
Экспериментальное задание.
Изменится ли общее сопротивление цепи, общий ток и напряжение на резисторах R1 и R2 (если изменится то как), если к ним подключить последовательно резистор R3 = 5 Ом?
Подумайте над вопросом и вставьте пропущенные слова.
Общее сопротивление цепи увеличится, общий ток в цепи умень-шится, напряжение на R1 уменьшится, напряжение на R2 умень-шится.
Теперь проведите компьютерный эксперимент и проверьте ваш ответ.
Экспериментальное задание.
Изменится ли общее сопротивление цепи и общий ток (если изменится то как), если к резисторам R1 и R2 параллельно подключить резистор R3 = 5 Ом?
Подумайте над вопросом и вставьте пропущенные слова.
Общее сопротивление цепи уменьшится, общий ток в цепи увеличится.
Теперь проведите компьютерный эксперимент и проверьте ваш ответ.
Вставьте пропущенные слова.
При последовательном соединении резисторов ток через них Одина-ков, наименьшее падение напряжения на резисторе с наименьшим сопротивлением, а наибольшее падение напряжения на резисторе с наибольшим сопротивлением. Общее сопротивление последовательно включённых резисторов равно сумме сопротивлений этих резисторов.
Количество выполненных заданий:____ Количество ошибок:____ Ваша оценка:____
Смешанное соединение проводников. Материал для учащегося
Класс …………. Фамилия……………………………….. Имя……………………….
Задача. На участок цепи, состоящий из трех параллельно соединенных резис-торов сопротивлением R1 = 8 Ом, R2 = 4 Ом, и R3 = 2 Ом и включенного после-довательно с ними резистора R4 = 6 Ом, подается напряжение 8 В.
Вначале постарайтесь выполнить задания и ответить на вопросы, а затем проведите компьютерные эксперименты и проверьте ваши ответы.
Задания и вопросы к задаче.
Нарисуйте электрическую схему к задаче.
Определите общий ток в цепи.
Iобщ =
Определите, через какой резистор протекает максимальный ток и величину этого тока.
Максимальный ток протекает через резистор ………. Imax =
Определите, через какой резистор протекает минимальный ток и величину этого тока.
Минимальный ток протекает через резистор ……….. Imin =
Определите, на каком резисторе максимальное падение напряжения и его величину?
Максимальное падение напряжения на резисторе ….. Umax = …………..
Определите, на каком резисторе минимальное падение напряжения и его величину?
Минимальное падение напряжения на резисторе ….. Umin = …………..
Как изменится ток через резистор R4, если из электрической цепи удалить резистор R3?
Ток через резистор R2 уменьшится, не изменится, увеличится. (нужное подчеркните, остальное вычеркните)
Как изменится ток через резистор R1, если из электрической цепи удалить резистор R4?
Ток через резистор R1 уменьшится, не изменится, увеличится. (нужное подчеркните, остальное вычеркните)
Как изменится напряжение на резисторе R1, если из электрической цепи удалить резистор R4?
Напряжение на резисторе R1 ………………………….
Как изменится напряжение на резисторе R4, если из электрической цепи удалить резистор R2?
Напряжение на резисторе R4 ………………………….
Величину какого резистора надо уменьшить в 2 раза, чтобы общий ток в цепи увеличился ровно в 2 раза?
В 2 раза надо уменьшить величину резистора ……
Величину какого резистора следует уменьшить, например в 2 раза, чтобы общий ток в цепи изменился наименьшим образом?
Следует уменьшить величину резистора ……..
Нарисуйте электрическую схему с приборами, которые подключите таким образом, чтобы вы могли измерить токи и напряжения, которые необходимы вам для проверки ответов.
Покажите схему учителю. Теперь соберите схему на экране компьютера.
Для проверки ответов вы можете воспользоваться компьютерной моделью «Электрические цепи» c диска «Физика в картинках» или «Цепи постоянного тока» c диска «Открытая Физика».
Если результаты ваших расчетов и экспериментов не совпадают, постарайтесь найти ошибки. Если ошибки найти не удается, обратитесь за помощью к учителю.
Количество выполненных заданий:____ Количество ошибок:____ Ваша оценка:____
Смешанное соединение проводников. Материал для учителя
Класс …………. Фамилия……………………………….. Имя……………………….
Задача. На участок цепи, состоящий из трех параллельно соединенных резисторов сопротивлением R1 = 8 Ом, R2 = 4 Ом, и R3 = 2 Ом и включенного последовательно с ними резистора R4 = 6 Ом, подается напряжение 8 В.
Вначале постарайтесь выполнить задания и ответить на вопросы, а затем проведите компьютерные эксперименты и проверьте ваши ответы.
Задания и вопросы к задаче.
Нарисуйте электрическую схему к задаче.
| Рисунок M.2.6.12.1. |
Определите общий ток в цепи.
Iобщ = 1,12 А
Определите, через какой резистор протекает максимальный ток и величину этого тока.
Максимальный ток протекает через резистор Imax = 1,12 А.
Определите, через какой резистор протекает минимальный ток и величину этого тока.
Минимальный ток протекает через резистор Imin = 0,16 А.
Определите, на каком резисторе максимальное падение напряжения и его величину?
Максимальное падение напряжения на резисторе Umax = 6,72 В.
Определите, на каком резисторе минимальное падение напряжения и его величину?
Минимальное падение напряжения на резисторе Umin = 1,28 В.
Как изменится ток через резистор R4, если из электрической цепи удалить резистор R3?
Ток через резистор R2уменьшится, не изменится, увеличится. (нужное подчеркните, остальное вычеркните)
Как изменится ток через резистор R1, если из электрической цепи удалить резистор R4?
Ток через резистор R1 уменьшится, не изменится, увеличится. (нужное подчеркните, остальное вычеркните)
Как изменится напряжение на резисторе R1, если из электрической цепи удалить резистор R4?
Напряжение на резисторе R1 увеличится.
Как изменится напряжение на резисторе R4, если из электрической цепи удалить резистор R2?
Напряжение на резисторе R4 уменьшится.
Величину какого резистора надо уменьшить в 2 раза, чтобы общий ток в цепи увеличился ровно в 2 раза?
В 2 раза надо уменьшить величину резистора R4.
Величину какого резистора следует уменьшить, например в 2 раза, чтобы общий ток в цепи изменился наименьшим образом?
Следует уменьшить величину резистора R1.
Нарисуйте электрическую схему с приборами, которые подключите таким образом, чтобы вы могли измерить токи и напряжения, которые необходимы вам для проверки ответов.
| Рисунок M.2.6.12.2. |
Покажите схему учителю. Теперь соберите схему на экране компьютера.
Для проверки ответов вы можете воспользоваться компьютерной моделью «Электрические цепи» c диска «Физика в картинках» или «Цепи постоянного тока» c диска «Открытая Физика».
Если результаты ваших расчетов и экспериментов не совпадают, постарайтесь найти ошибки. Если ошибки найти не удается, обратитесь за помощью к учителю.
Количество выполненных заданий:____ Количество ошибок:____
Ваша оценка:____
Конструирование дидактического материала для итоговой аттестации 9 класса с использованием компьютера ( на материале задач из учебника Алгебра 9) Фрагмент урока .Решение задачи № 654. Алгебра 9.Ш.А.Алимов
8 класс.
Тема урока: Тепловые явления.
Тип урока: Урок обобщения и повторения. (Урок игра -викторина)
Технические и программные требования:
компьютер, мультимедиапроектор, Microsoft PowerPoint.
Обобщить материал тем: тепловые явления и изменение агрегатных состояний вещества.
Повторить основные понятия, формулы и законы и закрепить основные умения по данным темам.
| Умения | |
| Понятия:
Формулы:
|
|
Повторить все определения и формулы параграфа 1-20. Подготовиться к контрольному тесту.
| |
| Ход игры | Этот этап урока проводится полностью с использованием компьютера и мультимедиапроектора. Игра лучше воспринимается в электроном виде, хотя она может проведена с помощью доски. Учащиеся с большим интересом принимают участие в таких играх. Наглядность вопросов викторины и ответов на вопросы также являются преимуществом, так не нужно затрачивать время на повторение вопросов. |
| Подведение итогов | Подсчет балов, выставление оценок учащимся. |
В викторине используются демонстрации в электронном виде, эти же демонстрационные опыты были реально проведены учителем раньше. Это демонстрация конвекции жидкости, теплопроводности в различных веществах, цикл двигателя внутреннего сгорания, кипения и конденсация. В данном виде они использовались с целью повторения и чтобы учащиеся проговорили результат опыта или описали сам процесс.
В викторине используются наглядные пособия в электронном виде. Рисунок термоса. Рисунок двигателя внутреннего сгорания. Графики плавления и отвердевания. Эти пособия используются для закрепления умений.
Компьютер в данном уроке используется, как инструмент для демонстраций и подразумевает использование мультимедиа проектора. Компьютерный класс не требуется. Компьютерные технологии позволяют провести урок с яркими демонстрациями, более оперативно чем в бумажном варианте или при работе с доской.
| Деятельность ученика | |
| Орг.момент | |
| Приветствие. учащихся. Объяснение цели урока.
|
Учащиеся записываю дом. задание в дневнике
Учащиеся делятся на не большие по 5-6 человек группы.(лучше разбить класс на группы заранее. Учитель может разбить на группы по интересам, а лучше чтобы группы были равносильными.) |
| ход игры | |
| ведущий делает комментарии по ходу игры, направляет игру, объявляет результаты | Первая группа (по жеребьевке), выбирает на игровом поле вопрос и отвечает на него используя две, три минуты времени. ответ вопроса проверяется с помощью подсказки. Следующая по очереди группа выбирает вопрос и отвечает на него. Игра идет до последнего вопроса (Если есть затруднения в ответе, то вопрос передается следующей группе а очки вычитаются) |
| итоги | |
| Ведущий подводит итоги. Объявляет победителя. Отмечает лучшие ответы и выступления. Учитель выставляет оценки с помощью ответственных в группах | Учащиеся оценивают урок, оставляя учителю только жетоны одного цвета, который показывает понравился или не понравился им урок. |
Тема урока: Свободные колебания в колебательном контуре.
Цели:
образовательная: выяснить взаимосвязь между параметрами системы и их влияние на процессы, происходящие в колебательном контуре;
развивающая: развитие памяти, развитие мышления;
воспитательная: воспитание культуры общения.
Ход урока
I. Актуализация знаний: повторение понятий период, частота, амплитуда, фаза колебаний, емкость, индуктивность, активное сопротивление.
II. Изучение нового материала:
Использование цифрового образовательного ресурса Колебательный контур (Открытая физика версия 2.6, часть 2. Физикон,)
Применяемый метод: проблемно-поисковое упражнение.
Класс разбивается на группы и дается задание:
1 группа: исследовать зависимость колебаний заряда от L, R,C с помощью модели
2 группа: исследовать зависимость колебаний силы тока от L, R, C.
На экран выводятся вопросы исследования:
исследуйте зависимость колебаний заряда(силы тока) от параметров R,L,C
определите время затухания колебаний при заданных параметрах R,L.
как изменяется энергия электрического и магнитного полей за период.
на что расходуется энергия.
при каком условии колебания становятся незатухающими.
Деятельность учащихся
Учащиеся исследуют зависимость с помощью модели, самостоятельно задают параметры, анализируют график, делают предположения, формулируют выводы.
Обсуждение в группах, затем общее обсуждение. Вывод демонстрируется на слайде.
Обоснование использования ЦОР:
Обеспечение активно-познавательной позиции, получение новых знаний,на основе анализа наблюдаемых явлений. Анализ результатов виртуально производимых экспериментов. Построение обобщенных аргументированных выводов на основе информации полученной из ЦОР. Способствует организации и проведению учащимися осмысленного исследования проблем обозначенных в вопросах. Позволяет развивать мыслительные умения (анализ, систематизация, аргументирование, выстраивание взаимосвязей).
Описание возможностей изменения параметров моделей
«Открытой физики»
Механика
Сложение векторов. Демонстрируется сложение и вычитание век-торов. Предусмотрена возможность изменения модуля и направления векторов.
Движение с постоянным ускорением. Модель позволяет продемон-стрировать равномерное и равноускоренное движение. Предусмотрена воз-можность выбора начальных параметров движения (скорости и ускорения). В процессе компьютерного эксперимента на экран монитора в динамическом ре-жиме выводятся графики координаты, перемещения и скорости движущегося тела.
Относительное движение. Демонстрируется относительность движения (движение тел в разных системах отсчета).
Свободное падение тел. Модель позволяет изучать следующие виды движения под действием силы тяжести: движение тела по вертикали, движение тела брошенного горизонтально, движение тела брошенного под произвольным углом к горизонту, как с поверхности земли, так и с некоторой высоты. Предусмотрены возможности изменения начальных условий экспериментов и наблюдения за движением тела в стробоскопическом режиме.
Движение по окружности. Демонстрируется равномерное и нерав-номерное движение по окружности. Иллюстрируются понятия нормального (центростремительного) и тангенциального (касательного) ускорений. Приво-дятся графики координат и проекций скорости движущегося тела.
Вес и невесомость. Иллюстрируется понятие веса тела в ускоренно движущейся системе. Демонстрируются условия невесомости.
Движение по наклонной плоскости. Демонстрируется движение тела по наклонной плоскости при наличии силы сухого трения. Предусмотрена возможность приложения внешней силы.
Упругие и неупругие соударения. Демонстрируются закономерности упругого и неупругого удара на основе законов сохранения.
Соударения упругих шаров. Модель иллюстрирует задачу об упругом центральном и нецентральном соударении шаров. Приводится диаграмма импульсов сталкивающихся шаров.
Реактивное движение. Модель позволяет изучать закон реактивного движения на примере движения одноступенчатой ракеты. Предусмотрена возможность изменения массы топлива. В процессе эксперимента выводится график скорости ракеты.
Законы Кеплера. На примере движения спутников Земли демонстрируются 3 закона Кеплера.
Момент инерции. Модель позволяет продемонстрировать моменты инерции тел различной геометрической формы.
Течение идеальной жидкости. Модель иллюстрирует течение идеальной несжимаемой жидкости по трубе переменного диаметра (закон Бернулли).
Молекулярная физика и термодинамика
Кинетическая модель идеального газа. Моделируется движение молекул идеального газа при различных температурах. Отдельно выводится на экран траектория движения и скорость одной из молекул газа.
Диффузия газов. Моделируется процесс диффузии газов через трубку, соединяющую две половины сосуда. Модель позволяет наблюдать диффузию при различных размерах соединительной трубки.
Полупроницаемая мембрана. Моделируется процесс возникновения осмотического давления в системе с полупроницаемой мембраной. Мембрана, разделяющая сосуд на две половины, проницаема для одного из газов и непроницаема для другого. Модель позволяет продемонстрировать закон Дальтона для смеси газов.
Распределение Максвелла. Компьютерная модель иллюстрирует тепловое движение молекул газа (молекулярный хаос) при различных температурах. Предусмотрена возможность отмечать все молекулы, скорости которых попадают в некоторый выбранный интервал скоростей. На экран выводятся кривые распределения молекул по скоростям.
Броуновское движение. Моделируется хаотическое движение броуновской частицы. Траектория и текущее значение величины смещения броуновской частицы выводится на экран.
Изобарный процесс. Моделируются процессы изобарного сжатия и расширения идеального газа. Возможен выбор величины внешнего давления. Текущие значения параметров состояния газа и график зависимости объёма газа от его температуры выводятся на экран.
Изохорный процесс. Моделируются процессы изохорного нагрева-ния и охлаждения идеального газа. Возможен выбор величины объема газа. Текущие значения параметров состояния газа и график зависимости давления газа от температуры выводятся на экран.
Изотермический процесс. Моделируются процессы изотермичес-кого сжатия и расширения идеального газа. Предусмотрена возможность изме-нения температуры термостата. В ходе экспериментов на экран выводятся теку-щие значения параметров состояния газа и график зависимости давления газа от его объёма.
Адиабатный процесс. Моделируются процессы адиабатного сжатия и расширения идеального газа. Возможен выбор начальной температуры процесс. Численные значения параметров состояния газа и график зависимости давления газа от его объёма выводятся на экран.
Работа газа. Моделируется работа идеального газа. Возможен выбор формы процесса (прямая, парабола, экспонента) и значений его числовых параметров. В ходе экспериментов на экран выводятся текущие значения параметров.
Теплоемкость идеального газа. Демонстрируются процессы нагре-вания и охлаждения идеального газа при постоянном объеме или постоянном давлении. На графике, который выводится на экран компьютера, отображается величина произведенной газом работы и изменение его внутренней энергии в зависимости от количества подведенного к газу тепла. Иллюстрируется первый закон термодинамики. Рассчитываются теплоемкости Cp и Cv.
Термодинамические циклы. Моделируются термодинамические циклы. Возможен выбор типа циклического процесса по его графической ин-терпретации в координатах (P,V). На экран выводятся текущие параметры цикла.
Цикл Карно. Моделируется работа тепловой машины, работающей по циклу Карно. Предусмотрена возможность выбора температур нагревателя и холодильника. Рассчитывается коэффициент полезного действия тепловой машины.
Испарение и конденсация. Моделируются процессы конденсации и испарения для воды вблизи температуры кипения при изотермическом сжатии или расширении. Демонстрируется зависимость температуры кипения от внешнего давления. В ходе экспериментов на экран выводятся и отображаются на графике в координатах P,V численные значения параметров газа.
Изотермы реального газа. Моделируется процесс изотермического сжатия и расширения реального газа (водяной пар) в широком диапазоне температур. В ходе экспериментов на экране строятся изотермы реального газа в координатах P,V, включающие двухфазную область. Иллюстрируется существование критической точки.
Механические колебания и волны
Свободные колебания (груз на пружине). Моделируются свободные колебания на примере колебаний пружинного маятника. Модель позволяет изменять массу груза, жёсткость пружины и амплитуду колебаний. Предусмотрена возможность введения и регулировки силы сопротивления для наблюдения затухающих колебаний. Выводятся графики координаты и скорости колеблющегося тела.
Свободные колебания (математический маятник). Моделируются свободные колебания на примере колебаний математического маятника. Модель позволяет изменять длину маятника и угол его отклонения. Предусмотрена возможность введения и регулировки силы сопротивления для наблюдения затухающих колебаний.
Вынужденные колебания. Моделируются вынужденные колебания на примере груза на пружине. Модель позволяет изменять массу груза, жёсткость пружины и частоту вынуждающей силы. Предусмотрена возможность изменения силы сопротивления. На экран выводятся графики координаты и скорости колеблющегося тела, а также резонансные кривые.
Нормальные моды колебаний струны. Моделируются колебания струны, закрепленной на обоих концах. Иллюстрируется образование стоячих волн. Демонстрируются нормальные моды колебаний струны.
Механические волны. Моделируются продольные и поперечные механические волны. Демонстрируются понятия амплитуды, частоты и длины волны.
Продольные и поперечные волны. Моделируются продольные и поперечные волны. Модель позволяет продемонстрировать зависимость скорости поперечных волн от массы единицы длины и натяжения струны и скорости продольных волн от модуля сжатия и плотности среды.
Биения. Моделируется явление биения. Модель позволяет продемонстрировать периодические изменения амплитуды, возникающие при наложении двух синусоидальных волн со слегка отличающимися частотами.
Эффект Доплера. Демонстрируется эффект Доплера, возникающий при движении источника звука относительно наблюдателя. Программа наглядно иллюстрирует несовпадение частоты звука, воспринятого наблюдателем, с частотой источника звука. Модель позволяет изменять скорость движения источника звука и наблюдателя, а также частоту звуковых волн от источника.
Список использованной литературы:
Н.Угринович «Информатика и информационные технологии. 10-11 классы», М.: Бином.Лаборатория Знаний., 2002 г.
Н.В. Макарова «Информатика и ИКТ. Учебник. 10 класс», С-Пб.: Питер, 2007
Н.В. Макарова «Информатика и ИКТ. Учебник.11 класс», С-Пб.: Питер, 2007.
2. Н.В. Макарова «Информатика и ИКТ. Задачник по моделированию. 9-11 класс», С-Пб.: Питер, 2007.
Е. И Бутиков. Лаборатория компьютерного моделирования. Журнал «Компьютерные инструменты в образовании», С-Пб: «Информатизация образования», №5, с.26, 1999.
А. Ф. Кавтрев. «Компьютерные модели в школьном курсе физики». Журнал «Компьютерные инструменты в образовании», Санкт-Петербург: «Информатизация образования», №2, с. 41-47, 1998.
Алгебра
Английский Язык
Биология
География
Геометрия
ИЗО
Информатика
История
Литература
Математика
Музыка
МХК
Начальная Школа
ОБЖ
Обществознание
Окружающий Мир
ОРКСЭ
Педагогика
Природоведение
Разное
Русский Язык
Технология
Физика
Физкультура
Химия
Экология
Экономика
