Формы и методы внеклассной работы по психологии в средней школе диплом по физике скачать бесплатно внеурочная - КВН вечер факультатив метрология атомного оптика зачет углубленный приборы учащихся физический учитель измерений эксперимент задание команды фи, Дипломные работы из Физика. Moscow State University
refbank22757
refbank2275711 апреля 2017 г.

Формы и методы внеклассной работы по психологии в средней школе диплом по физике скачать бесплатно внеурочная - КВН вечер факультатив метрология атомного оптика зачет углубленный приборы учащихся физический учитель измерений эксперимент задание команды фи, Дипломные работы из Физика. Moscow State University

DOC (232 KB)
44 страница
1Количество скачиваний
130Количество просмотров
Описание
Формы и методы внеклассной работы по психологии в средней школе диплом по физике скачать бесплатно внеурочная - КВН вечер факультатив метрология атомного оптика зачет углубленный приборы учащихся физический учитель измер...
20баллов
Количество баллов, необходимое для скачивания
этого документа
Скачать документ
Предварительный просмотр3 страница / 44
Это только предварительный просмотр
3 страница на 44 страницах
Скачать документ
Это только предварительный просмотр
3 страница на 44 страницах
Скачать документ
Это только предварительный просмотр
3 страница на 44 страницах
Скачать документ
Это только предварительный просмотр
3 страница на 44 страницах
Скачать документ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

ГОМЕЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. Ф.СКОРИНЫ

ФИЗИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

КАФЕДРА ОПТИКИ

Допущена к защите

Зав. кафедрой оптики__________________

____________________________________

ДИПЛОМНАЯ РАБОТА «ФОРМЫ И МЕТОДЫ ВНЕКЛАССНОЙ РАБОТЫ ПО МЕТРОЛОГИИ В СРЕДНЕЙ ШКОЛЕ»

Руководитель: __________________________

Рецензент: _____________________________

_______________________________________

Исполнитель: ___________________________

___________________________________________

ГОМЕЛЬ 2000

Реферат

Дипломная работа содержит 27 страниц текста. Ключевые слова : метрология , факультатив , вечер ( как форма внеклассной работы по физике ) , КВН ( как форма внеклассной работы по физике ). Данная работа посвящена разработке конкретных рекомендаций по организации внеклассных мероприятий с элементами метрологии в средней школе. Актуальность работы обусловлена необходимостью привития школьникам навыков постановки физического эксперимента , грамотного проведения измерений и правильной обработке полученных результатов. Приведено описание основных принципов и задач внеклассной работы по метрологии , разработаны некоторые конкретные программы и рекомендации .

Содержание

Введение

2

1. Формы и методы внеклассной работы по метрологии в средней школе 1.1. Необходимость проведения внеклассных занятий

2. Факультативная работа

3. Вечера

Введение

Физика – это , как известно , наука теоретическая и экспериментальная . Поэтому изучение физики в средней школе не

3

может и не должно сводиться к штудированию только теоретического материала , школьники должны уметь подкреплять теоретические знания практическими умениями и навыками . Однако в современной школе из-за плохого технического оснащения или по другим причинам учителя иногда преподают так называемую « меловую физику » , не уделяя должного внимания физическому эксперименту. Физический эксперимент является не только обязательным элементом школьной программы , но и критерием оценки уровня полученных знаний , умений и навыков учащихся. Необходимым условием при проведении экспериментальной работы по физике является соблюдение специальных метрологических норм и правил, обработка результатов опытов также требует знания теории измерений. Поэтому некоторые элементы метрологии должны быть включены не только в школьную программу по физике , но и во внеклассную работу по предмету, которая составляет неотъемлемую часть процесса обучения. Формы внеклассной работы по физике в школе разнообразны. На сегодняшний день педагогами накоплен огромный опыт внеклассных мероприятий по физике в средней школе : вечеров , викторин , конференций , факультативов , турниров и т. д. Имеется большой выбор литературы с готовыми сценариями , задачами , экспериментами. Но проблемы , связанные с плохим пониманием физического смысла , отсутствие у школьника навыков постановки и проведения эксперимента , а также неумение правильно обрабатывать результаты физических измерений - все это еще раз говорит о необходимости внедрения в школьный курс физики элементов метрологии . Внеклассные занятия по метрологии позволяют углубить и расширить знание учащимися теории и практики измерений , повышают их интерес к предмету , помогают учителю лучше узнать индивидуальные способности своих учеников. Целью настоящей работы является разработка конкретных рекомендаций по организации факультативов , вечеров . КВН- ов по физике с элементами метрологии .

1. Формы и методы внеклассной работы по метрологии в средней школе

1.1. Необходимость проведения внеклассных занятий Великий русский ученый Д. И. Менделеев говорил: «Наука

начинается с тех пор, как начинают измерять. Точная наука не мыслима без меры.». Это высказывание совершенно справедливо для школьного курса физики, ведь изучение этого предмета начинается для школьника

4

с понятий о физической величине, об измерении физической величины, о размерности – с основных терминов метрологии – науке об измерениях и способах обеспечения единства и требуемой точности этих измерений. Необходимым условием для привития навыков постановки

физического эксперимента, грамотного проведения измерений является включение в программу школьного курса физики элементов метрологии. Кроме того опыт работы в школе показал, что в развитии интереса

к предмету нельзя полностью полагаться на содержание изучаемого материала. Сведение истоков познавательного интереса только к содержательной стороне материала приводит лишь к ситуативной заинтересованности на уроке. Если учащиеся не вовлечены в активную деятельность, то любой содержательный материал вызовет в них созерцательный интерес к предмету, который не будет являться познавательным интересом. Поэтому при формировании познавательных интересов школьников особое место принадлежит такому эффективному педагогическому средству, как внеклассные занятия по предмету. Внеклассные занятия углубляют и расширяют знания учащихся,

полученные на уроке, повышают их интерес к предмету. Ознакомившись на занятии кружка, конференции или вечере с тем или иным явлением, ученик постарается глубже понять его суть, захочет почитать дополнительную литературу. Внеклассные занятия помогают учителю лучше узнать

индивидуальные способности своих учеников, выявить среди них одаренных учащихся, проявляющих интерес к физике, и всячески направлять развитие этого интереса. Можно сформулировать следующие требования к внеклассной

работе по метрологии: 1) Внеклассные занятия, углубляя и расширяя знания учащихся, не

должны отвлекать их внимания от основного содержания учебной программы.

2) Необходима тесная связь учебно-воспитательной работы на уроке и на внеклассных занятиях. Однако внеклассная работа не должна быть простым продолжением учебной работы. Планы внеклассных занятий могут отставать от планов учебных занятий или обгонять их.

3) Предлагаемый учащимся для изучения материал должен быть доступен им, соответствовать их возрасту, уровню развития.

4) Содержание внеклассных занятий и формы их организации должны быть всегда интересны учащимся. Любое дело, организуемое учителем с детьми; принесет им полное удовлетворение в том случае,

5

если оно опирается на потребности самого ученика, если находит отклик в его переживаниях, чувствах, положительных эмоциях. Во внеклассной работе выполнению этого требования содействуют элементы занимательности, которые необходимы для здорового отдыха, хорошего настроения, жизнерадостной деятельности. Но неправильно основывать внеклассную работу только на принципе занимательности. Внеклассная работа по физике должна не развлекать школьника, а развивать и совершенствовать его личность.

5) Должна осуществляться глубокая связь индивидуальной, групповой и коллективной работы.

6) Всякая внеклассная работа по физике должна учитываться и в конце, после ее завершения, получить оценку. В тех случаях, когда учитель не ведет учета выполнения учениками

добровольно взятой на себя работы, получается беспорядок: учащиеся часто не доводят работу до конца или выполняют ее крайне небрежно. Учет внеклассной работы надо вести систематически. Для этого учителю следует завести специальную тетрадь, в которую он будет записывать поручения, данные учащимся, промежуточные сроки выполнения работы, замечания по каждому этапу работы, относящиеся к ее качеству, и общую оценку работы. Все это дает возможность глубже узнать учеников, целенаправленно руководить их работой и постоянно воспитывать их. Такую тетрадь может вести староста физического кружка,

председатель школьного научного общества или ученик, ответственный за подготовку данного мероприятия. При составлении доклада, решении задач или конструировании

прибора ученик использует дополнительную литературу, изучает важные физические закономерности. Эта его работа должна учитываться при выставлении общей оценки по физике в конце четверти или учебного года. Ведь выполнение внеклассного задания по физике часто требует от ученика гораздо большей самостоятельной работы и затраты времени, чем выполнение очередного домашнего задания, оценку за которое, бесспорно, выставляют в журнал. Формы внеклассной работы по метрологии различны. Это

викторина, вечер, конференция, час открытых дверей в кабинете физики, факультатив, турнир юных метрологов.

6

2. Факультативная работа по метрологии. 2.1. Формы проведения факультативов

Факультативные занятия являются формой обучения, сохраняющей все преимущества единой системы школьного образования и позволяющей развивать индивидуальные интересы и способности учащихся. По своим организационным принципам они занимают промежуточное положение между обязательными и внеклассными занятиями. Необязательность выбора данного факультативного курса – черта, объединяющая факультативы с различными формами внеклассной работы. Чертой сходства с занятиями по изучению обязательного курса является существование единых программ, которыми определяется тематика факультативов. Факультативные занятия по метрологии не должны сводиться к обычным урокам, копировать известные формы кружковых занятий, превращаться в дополнительные занятия с отстающими, использоваться в качестве репетиторских занятий для подготовки к поступлению в вуз или превращаться в курс лекций вузовского типа. При наличии в школе компьютерного класса на факультативах с

элементами метрологии для моделирования физических явлений и физико-технических процессов, в первую очередь тех, которые не могут быть показаны в школьных условиях (явления космического и микроскопического масштабов, процессы в ядерном реакторе) используется ЭВМ. Компьютер позволит проводить исследования

7

физических процессов при варьировании их параметров и представлять результаты исследований в наглядном виде: траектории, таблицы, графики. Компьютер может стать частью экспериментальной установки. Например, при изучении характеристик электродвигателя компьютер используется как прибор, измеряющий периоды оборотов двигателя при его запуске и остановке. Процесс обработки полученных результатов также удобно запрограммировать.

Факультативные спецкурсы по метрологии. Тематика факультативных спецкурсов с элементами метрологии

может быть довольно обширной. Не вдаваясь в детальное описание каждого факультативного спецкурса, дадим их общую характеристику. Первый тип спецкурсов - это факультативы, компенсирующие

отсутствие некоторых важных тем в программе основного курса. Такую роль могут играть факультативы по расчету погрешности и точности измерений с применением специальных таблиц, коэффициентов и т.д. Второй тип — это факультативы, на которых более глубоко

изучаются отдельные разделы школьного курса физики с элементами теории измерений. Третий тип спецкурсов — это факультатив, посвященный методам

решения физических задач. Тематика данного факультатива будет рассматриваться ниже. Курсы прикладной физики. Основные задачи этих факультативов - знакомство с важнейшими

путями и методами использования физических законов и явлений в практике и развитие интереса к современной технике. К факультативным курсам прикладной физики с элементами

метрологии можно отнести факультативы по физико-техническому моделированию. Основная их задача - развитие творческой активности школьников в области технического конструирования на базе школьного курса физики. Этот курс предназначен для профессиональной ориентации учащихся, проявляющих склонность к техническому творчеству. Каждый из перечисленных типов факультативов имеет свои

достоинства. Специальные и прикладные курсы позволяют ближе подвести учащихся к современному уровню развития науки, познакомить их с основными направлениями научно-технического прогресса, с методами проведения физических исследований. Это обеспечивает большой интерес к ним определенной части учащихся. Вместе с тем при ограничении тематики факультатива небольшим

числом вопросов связь его с основным курсом физики может оказаться слабой. Чтобы разрыв содержания факультатива с основным курсом не приводил к потере интереса учащихся к занятиям, ведущим при

8

определении содержания факультативных курсов всех типов должен быть принцип тесной связи факультатива с основным курсом. Факультативы прикладной физики, связанные с изучением методов

измерений и физико-технических исследований, состоят из двух ступеней. На первой ступени, в VII—VIII классах, факультативный курс

«Физические величины и их измерения» ставит своей целью глубже познакомить учащихся с понятиями «физическая величина», «измерительные приборы», «методы измерений», «погрешности измерения», «экспериментальное исследование», раскрыть роль измерений в технике, привить учащимся измерительные и другие экспериментальные умения. В IX—XI классах школы в курсе прикладной физики «Методы физико-технических исследований и измерений» ставятся следующие задачи:

— дать представление о методах физического экспериментального исследования, как важнейшей части методологии физики и ряда других наук, развить интерес к исследовательской деятельности;

— воспитать инициативу, творческое отношение к труду как основе профессионального роста будущих рабочих, вовлечь их в рационализаторскую деятельность;

— сформировать ряд измерительных умений, необходимых рабочим многих профессий;

— углубить знания основного курса физики, повысить интерес к его изучению;

— расширить межпредметные связи между физикой и трудовым обучением, астрономией, химией, математикой, биологией. В ходе изучения данного факультативного курса особое внимание

обращается на развитие умений учащихся проводить физический эксперимент, измерять физические величины прямыми и косвенными

0 0 1 Fметодами, использовать методы моделирования физи ческих явлений

и процессов, выдвигать обоснованные гипотезы,пользоваться основными электроизмерительными и электронными приборами, источниками питания, генераторами, усилителями, некоторыми спектральными приборами, простейшей вычислительной техникой, измерительными инструментами, работать с технической документацией на приборы и оборудование, подбирать аппаратуру, конструировать, собирать и налаживать установку, обрабатывать и анализировать результаты измерений. Курсы физики повышенного уровня. Если число разных спецкурсов может быть велико, то

факультативных курсов повышенного уровня достаточно иметь один на каждый класс.

9

Важная особенность программ факультативов этого типа заключается в том, что они совместно с программами основного курса физики определяют содержание курса физики для школ (классов) с углубленным ее изучением. Единство содержания углубленного изучения физики облегчает

задачу учебно-методического обеспечения школ и подготовку учителей физики к ведению факультативов этого типа или занятий в школе (классе) с углубленным изучением физики. При проведении факультативных занятий целесообразно

использование разнообразных форм учебной деятельности школьников и методов обучения: лекции, семинары, лабораторный практикум, выполнение творческих исследовательских и конструкторских заданий, решение расчетных и качественных, экспериментальных, графических задач, работа с учебной, научно-популярной литературой, справочниками. Решение задач является эффективным способом применения

теоретических знаний на практике, способствует более глубокому и прочному усвоению изученного материала, формированию творческих способностей. Поэтому на факультативах повышенного уровня предполагается ознакомление с общими методами решения задач и значительная доля учебного времени отводится на их решение. При решении задач полезно использовать программируемые микрокалькуляторы или ЭВМ. Программой факультатива повышенного уровня рекомендуется до

40% учебного времени отводить на выполнение фронтальных лабораторных работ, работ физического практикума, проведение экскурсий.

10

2.2. Физический эксперимент на факультативных занятиях по метрологии.

Обобщение опыта проведения факультативных занятий на II ступени показывает целесообразность следующего примерного соотношения между различными формами проведения факультативных занятий по физике в старших классах: лекции — 20—25% всего учебного времени, семинары — 10—15%, решение задач — 15—20%, фронтальные лабораторные работы — 15—20%, физический практикум — 20—30%, экскурсии — 3—9%, зачетные занятия — 3—6%. Таким образом, более половины учебного времени рекомендуется отводить на практические занятия по решению задач и выполнению лабораторных работ. Факультативные курсы предполагают не только изложение научных

фактов, но и ознакомление с теми методами, с помощью которых они были получены. Особое место среди различных методов занимает в физике эксперимент. Физика — наука экспериментальная. Наблюдения, опыты являются

источником знаний о природе физических явлений. Наблюдения, измерения и анализ полученных результатов, которые производят учащиеся на практических занятиях, являются по существу воспроизведением основных методов физики как науки. Участники факультатива по содержанию и форме проведения

занятий судят о характере деятельности физика-исследователя. Ученики, которые имеют склонность к выполнению эксперимента и не находят подкрепления и развития этих склонностей на факультативных занятиях, постепенно утрачивают интерес к продолжению углубленных занятий физикой. Доводом в пользу усиления роли физического эксперимента на

факультативных занятиях служат и результаты анкетирования учащихся с целью выявления их интересов в пределах данного факультатива. При ответе на вопрос о том, какая форма проведения факультативных занятий вызывает наибольший интерес, в разных группах от 60 до 90% учащихся ставят на первое место лабораторные работы. Преимуществами физического эксперимента в форме выполнения

лабораторной работы являются высокая степень активности и самостоятельности школьников, выработка умений работы с физическими приборами и навыков обработки результатов наблюдений и измерений, возможность проведения эксперимента или наблюдения по индивидуальному плану и в темпе, определяемом самим учащимся.

11

Не последним по значению является и такой фактор, как устранение посредника между учеником и изучаемым явлением природы. Привычными для учителя и учащихся являются две различные

формы проведения лабораторных занятий — выполнение фронтальных лабораторных работ и физический практикум.

Физический практикум. В пользу выполнения лабораторных работ на факультативных занятиях в форме физического практикума можно привести целый ряд доводов. Во-первых, выполнение лабораторных работ физического практикума открывает большие возможности для учета индивидуальных интересов и склонностей учащихся, развития их творческих способностей. В практикуме можно поставить работы, различные по уровню сложности и характеру заданий. Одни из них можно снабдить подробными инструкциями, другие — краткими указаниями, в-третьих — лишь сформулировать задачу, для решения которой ученику необходимо самостоятельно подобрать оборудование и разработать схему выполнения эксперимента, в- четвертых могут быть предложены задания конструкторского типа. Широкие возможности, открываемые физическим практикумом для приобретения учащимися навыков самостоятельной постановки и выполнения лабораторного эксперимента, развития их творческих способностей с учетом индивидуальных особенностей, являются важным преимуществом этой формы проведения лабораторного эксперимента на факультативных занятиях перед фронтальными лабораторными работами. Вторым достоинством физического практикума является

возможность обеспечения рабочих мест для учащихся факультативной группы с использованием значительно меньшего количества приборов и оборудования, чем их понадобилось бы при проведении фронтальных работ. Уменьшение потребности в приборах до одного-двух комплектов позволяет использовать, в физическом практикуме такие приборы,

как, например, лазер, осциллограф, звуковой генератор, спектроскоп, гидравлический пресс, генератор электромагнитных волн сантиметрового диапазона, счетчик Гейгера. Использование современных методов физических исследований с применением измерительных приборов более высокого класса точности способствует повышению престижа факультативных занятий в глазах учащихся, так как при этом уменьшается разрыв между «школьной» и «настоящей» физикой.

12

Работа учащегося в лаборатории при выполнении физического практикума является следующим серьезным шагом на пути увеличения его самостоятельности при проведении эксперимента. В практикуме учащиеся с неодинаковым уровнем подготовки, с различными интересами могут при выполнении одной и той же лабораторной работы получать существенно отличающиеся друг от друга задания с учетом их интересов и способностей. На факультативных занятиях нет нужды ограничивать время,

отводимое на выполнение той или иной лабораторной работы. Если физический практикум факультатива имеет, например, 10 различных лабораторных работ по разделам оптики, физики атома и атомного ядра, то нет никакой необходимости требовать от каждого участника факультатива выполнения всех работ. Ученик, проявивший особый интерес к одной из тем курса физики, должен иметь возможность для продолжения занятий интересующими его вопросами в экспериментальном плане при выполнении физического практикума. Такая возможность появится в том случае, если часть работ физического практикума факультативного курса будет поставлена в виде серии проблемных заданий, которые в зависимости от желания учащегося могут выполняться в течение 2 ч или более длительного времени на все более глубоком уровне. При выполнении лабораторных работ физического практикума

проблема организации самостоятельной и творческой деятельности учащихся заслуживает большого внимания. Существо дела должно заключаться в подборе для отдельных учащихся нестандартных заданий творческого характера. Первый вариант задания творческого характера — постановка новой

лабораторной работы. Хотя при этом ученик выполняет как будто те же самые действия и операции, какие будут выполнять впоследствии остальные учащиеся, характер его работы существенно изменяется, так как все это он делает первым. Результат, который будет получен при выполнении работы, неизвестен не только ему, но и учителю. Здесь по существу проверяется не физический закон, а способность ученика к постановке и выполнению физического эксперимента. Для достижения успеха обычно бывает необходимо, оценив их достоинства и недостатки, выбрать один из нескольких известных вариантов постановки опыта и, сообразуясь с возможностями кабинета физики, подобрать наиболее подходящие для эксперимента приборы. Проведя серию необходимых измерений и вычислений, ученик должен оценить погрешности измерений и, если они недопустимо велики, найти основные источники ошибок и испытать возможные варианты их устранения.

13

Помимо элементов творчества, при выполнении такого задания существенным для учащихся является интерес учителя к результатам, получаемым в опытах, обсуждение подготовки и хода эксперимента не в привычной форме контроля выполненного урока, а в форме обсуждения общего дела. Очевидна и общественная польза выполнения работы. Не всегда и постановка новой лабораторной работы для некоторых

учащихся является привлекательной задачей, поскольку оставляет неудовлетворенной тягу к самостоятельному исследованию. Таким учащимся можно предлагать индивидуальные задания исследовательского характера. К исследовательским, творческим заданиям следует отнести те задания, в которых ученик может открыть новые, неизвестные для него закономерности или для решения которых он должен сделать какие-то изобретения. Такое самостоятельное открытие известного в физике закона или изобретение способа измерения, физической величины не является простым повторением известного. Это открытие или изобретение, обладающее лишь субъективной новизной, для ученика является объективным доказательством его способности к самостоятельному творчеству, позволяет приобрести необходимую уверенность в своих силах и способностях. В качестве примеров заданий творческого характера приведем

исследование законов реактивного движения с использованием школьной модели ракеты, измерение индукции магнитного поля и напряженности электрического поля Земли, расчет и испытание автоматических устройств с использованием полупроводниковых приборов, измерение радиоактивности воздуха, обнаружение явления превращения гамма-кванта в пару электрон-позитрон.

Фронтальные лабораторные работы. Опыт постановки физического практикума на факультативных

занятиях убедительно свидетельствует о его высокой эффективности в решении основных задач факультативных занятий. Однако попытки проведения лабораторных занятий на факультативе только в форме физического практикума приводят к возникновению ряда серьезных проблем. Как уже отмечалось, большинство учащихся из всех видов

проведения факультативных занятий на первое место по степени интереса ставят выполнение лабораторных работ. Но при организации их выполнения в форме физического практикума учитель вынужден на протяжении как минимум двух-трех месяцев ограничиваться на факультативе проведением лишь теоретических занятий, так как для постановки физичеcкoro практикума необходимо завершить изучение одного или нескольких разделов курса. При длительном однообразии занятий по форме их проведения

(лекции, семинары, решение задач) многие учащиеся утрачивают

14

интерес к их продолжению. Для поддержания и развития интереса к предмету наряду с организацией физического практикума необходимо проводить фронтальные лабораторные работы. Введение фронтальных лабораторных работ существенно расширяет

возможности учителя при выборе форм проведения занятий. Оно позволяет значительно увеличить долю времени, отводимого на выполнение учащимися самостоятельных практических работ, обеспечивает связь физического эксперимента, проводимого самими учащимися, с только что изученным теоретическим материалом, так как фронтальная работа обычно выполняется на том же занятии, на котором обсуждается теоретический материал, используемый при ее выполнении. Эксперимент на факультативных занятиях по теории измерений

занимает особое и значительное место. Но, прежде, чем приступать к выполнению ряда лабораторных работ. Необходимо ввести (повторить) основные понятия метрологии, следуя, например, следующему плану:

1. Повторение понятий: Измерение. Прямые и косвенные измерения.

2. Выполнение лабораторной работы «Измерение физической величины прямым и косвенным методом. Сравнение результатов». Следует заметить, что если понятия и законы теории измерений на факультативных занятиях по метрологии можно рассматривать, не придерживаясь строго программного материала по физике, то лабораторные работы целесообразнее проводить в соответствии с основным курсом физики. 3. Вводятся понятия: Погрешность. Точность измерений. Приближенное значение физической величины. Класс точности прибора.

4. Выполнение лабораторной работы, целью которой является определение абсолютной, относительной погрешностей физической величины, абсолютной инструментальной погрешности, абсолютной погрешности отсчета, максимальной абсолютной погрешности прямых измерений.

5. Экспериментальное обоснование законов механики и молекулярно-кинетической теории. Можно рассмотреть несколько докладов на заданные темы: «Экспериментальное обоснование законов механики», «Экспериментальное обоснование молекулярно-кинетической теории».

6. Планирование измерительного эксперимента. Требования по подготовке эксперимента.

7. Работа с приближенными числами.

15

8. Размерность физической величины. Перевод размерностей. Определение связей между единицами различных систем.

9. Продолжение темы: «Размерность физической величины». Рефераты на следующие темы: «Возникновение узаконенных мер», «Древние меры Египта и Вавилонии», «Попытки создания и введения узаконенных мер в европейских странах до 1790 г.», «Метрические меры. Международные метрологические организации», «Системы единиц».

10. Создание собственной шкалы температур. Определение ее связи с абсолютной шкалой температур и шкалой Цельсия.

11. Определение размерностей выражений. Проверка физических выражений по размерностям.

12. Решение задач методом размерностей. Предложенный план факультативных занятий по метрологии

составлен для 10-го класса.

2.3. Решение задач на факультативе по метрологии.

Экспериментальные задания. Особого внимания на факультативных занятиях по метрологии

заслуживают экспериментальные задачи. Термином «экспериментальная задача» обозначают задания

различного характера. Выполняя задания этого типа, ученики определяют какие-либо неизвестные физические параметры тела или системы (плотность, коэффициент, трения, момент инерции, теплоемкость, удельная теплоты плавления, электроемкость, индуктивность, показатель преломления и т.д.). При этом часто требуется определить данные параметры несколькими способами, сравнить эти способы по точности измерения и выбрать

16

оптимальный. Экспериментальные задачи часто предлагаются на 0 0 1 Fэкспери ментальных турах физических олимпиад, и поэтому

учащиеся охотно выполняют такие задания. Примером экспериментальных задач может служить задание по

определению принципиальной электрической схемы «черного ящика». Ценность экспериментальных задач заключается в том, что они позволяют проверить умения учащихся применять полученные знания на практике. При выполнении даже такого простого задания, как экспериментальное определение электрического сопротивления лампы карманного фонаря, проверяется целый ряд умений и навыков: составить электрическую цепь, включать в электрическую цепь приборы для измерения силы тока и напряжения, производить отсчеты показаний приборов, учитывать взаимные влияния приборов для измерения тока и напряжения при одновременном включении в электрическую цепь, учитывать ошибки измерений. С другой стороны, даже очень простое экспериментальное задание

позволяет обнаружить учащихся с задатками исследователей. Так, например, определяя сопротивление лампы, многие ученики ограничиваются однократным измерением значений напряжения и силы тока. Некоторые изменяют значения силы тока и напряжения, но, обнаружив расхождения в полученных результатах вычислений сопротивления лампы, пытаются «улучшить» результат, нахождением среднего значения, бездоказательно относя разброс результатов к ошибкам приборов. И лишь немногие учащиеся, обнаружив изменения значений электрического сопротивления лампы при изменении силы тока, проводят специальные исследования обнаруженного эффекта и выдвигают гипотезу для объяснения. Именно такие ученики заслуживают особого внимания руководителя факультатива, даже если они не проявили себя ничем особенным при изучении теории. Очень важно найти такой вариант экспериментального задания, в

котором поставленная задача находила бы эмоциональный отклик в душе школьника. Приведем несколько примеров. Стандартное экспериментальное

задание при изучении механики — определение начальной скорости снаряда, выбрасываемого пружинным пистолетом. Ученики выполняют такое задание для учителя, для отчета оно им не очень интересно. Большую заинтересованность вызывает задание в другом варианте: «Определите начальную скорость снаряда и рассчитайте дальность его полета при выстреле под заданным углом к горизонту. Результат расчета проверьте экспериментально». Интерес к такому заданию обусловлен

0 0 1 Fтем, что появляется возможность эксперимен тальной проверки

17

правильности всех расчетов и измерений. Еще большее воодушевление вызывает то же по своему физическому содержанию задание, если оно предлагается в форме, содержащей элементы соревнования: «Определите максимальную скорость движения вашего пальца путем щелчка по резинке, установленной на краю стола» или «Определите максимальную скорость, с которой вы можете бросить мяч». Другой пример — задача на определение мощности. Обычно

предлагается электромотор, измеряются работа по подъему груза и время подъема. Для ученика это опять работа для учителя, содержание задания его не затрагивает, полученные числа ему ничего не говорят. При ошибке в расчетах в сотни раз у него не возникнет никаких сомнений и он может написать, что мощность электромотора, работающего от батареи карманного фонаря, равна 1000 Вт. Совсем другое отношение вызывает задание в таком варианте: «Определите свою максимальную мощность при подъеме по лестнице или при прыжке в высоту». Здесь играют свою роль и необычность формы задания, и элемент соревнования: у кого же будет самый высокий результат? Важно и то, что в результате ученик получает конкретное и наглядное представление о том, что такое мощность в несколько сотен ватт, какова его собственная максимальная мощность. При изучении молекулярной физики стандартное

экспериментальное задание — проверка уравнения состояния идеального газа. Но ученик убежден, что оно справедливо и выполнение этого задания ему неинтересно. Совсем другое отношение вызывает задание, основанное на использовании уравнения состояния идеального газа: «Располагая резиновой трубкой, воронкой, сосудом с водой и линейкой, измерьте атмосферное давление». Здесь нужно догадаться, как это сделать, а затем получить результат, имеющий совершенно конкретный смысл, который легко проверяется путем сравнения с показаниями барометра. Неинтересно школьникам определять влажность воздуха с помощью

психрометра. Вся их деятельность сводится к снятию показаний двух термометров и использованию таблицы. Совсем другое отношение вызывает проблемное экспериментальное задание:

«Определите влажность атмосферного воздуха, используя водяной манометр, термометр и сосуд с атмосферным воздухом». Здесь нужно догадаться капнуть каплю воды в сосуд, соединенный с манометром, и измерить повышение давления в сосуде. Это добавочное давление равно разности давления насыщенного водяного пара и давления водяного пара в воздухе. При выполнении измерений нужно учесть и ряд важных деталей: вводить водяную каплю можно только после соединения сосуда с

18

манометром, к сосуду нельзя прикасаться руками во избежание его нагревания, необходимо учесть изменение объема воздуха при изменении показаний манометра. При изучении полупроводниковых приборов обычная задача

измерение их параметров. Но зачем нужны эти параметры? Интерес к работе повышается, если измерение параметров является промежуточной задачей для решения прикладной проблемы, представляющей интерес для школьника. Такой проблемой может быть сборка транзисторного радиоприемника, сборка схемы автоматического управления на основе использования полупроводниковых фоторезисторов или терморезисторов и электромагнитных реле. Примерами такого рода заданий могут быть: «Расчет и испытание схемы автоматического включения и выключения уличного освещения», «Разработка схемы для поддержания заданной температуры в инкубаторе» и др. Очень важно дать возможность учащимся убедиться в том, что

большинство основных законов природы установлено простыми и доступными для понимания средствами, что сведения о свойствах частиц микромира получаются с помощью макроскопических приборов, принцип действия которых им понятны: камера Вильсона, счетчик Гейгера, фотоэлемент. Вместо стандартных работ по наблюдению явлений дифракции и

дисперсии света на факультативных занятиях предлагаются задания на определение разрешающей способности глаза человека, определение спектральных границ его чувствительности. Приблизиться к уровню современной физики невозможно, не имея

прочных знаний ее законов, элементарных сведений о методах физических исследований и умений применять их на практике. Исследовательские задания. Выполняя задания этого типа, ученики

устанавливают какую-либо новую для себя зависимость (КПД наклонной плоскости от угла наклона, частоты колебаний струны от силы ее натяжения и длины, периода колебаний линейки, положенной на цилиндр, от параметров линейки и цилиндра) или исследуют какие- либо физические явления (вытекание воды из крана или из бутыли, образование песчаной горки при высыпании песка из трубы). Исследовательские задания предполагают как чисто

экспериментальное их выполнение, так и построение определенной модели физического явления и проведение математического расчета этой модели. В последнем случае возможно сравнение результатов теоретических

расчетов с экспериментальными данными. Это в значительной мере повышает ценность исследовательского задания.

19

Конструкторские задания. При выполнении заданий этого типа ученики изготавливают модели приборов, физических устройств, которые затем могут быть использованы для демонстрации принципов действия физической установки. Целый ряд заданий такого типа указан в новых программах

факультативных курсов физики повышенного уровня: изготовление камеры-обскуры, перископа, калейдоскопа, стробоскопа, модели линий телеграфной и телефонной связи, сборка автоматического устройства с биметаллической пластиной (VIII кл.). Изготовление счетчика времени, баллистического маятника, моделей спидометра (IX кл.). Конструирование приборов, моделирующих распределение молекул по скоростям в поле силы тяжести Земли, автоматических устройств с электромагнитным реле с термо- и фото- датчиками (X кл.). Конструирование генераторов негармонических электрических колебаний разных типов, приборов для проведения гармонического анализа, модели АТС, моделирование опыта Девиссона и Джермера (XI кл.). Следует подчеркнуть, что приведенная выше классификация

условна. Для определения, к примеру, мощности пламени спички необходимо провести исследования зависимости этой мощности от условий горения спички, сконструировать различные установки для измерения мощности, сравнить разные методики выполнения данного экспериментального задания.

Решение задач методом размерностей.

Применение метода размерностей .

Основными областями применения метода размерностей являются : 1. Помощь при восстановлении в памяти забытых формул 2. Выявление алгебраических ошибок ( путем обнаружения неоднородности по размерностям в уравнениях ).

3. Проверка полученной зависимости при решении задач 4. Решение задач и получение частных решений , слишком сложных для решения обычными приемами математического анализа.

Проанализируем применение метода размерностей в наиболее общем виде . Допустим , что в данной задаче фигурируют 4 физические величины ( W, X , Y, Z ) и нужно найти зависимость W от остальных 3- х величин . Запишем :

20

где - неизвестные численные коэффициенты. Так как все слагаемые имеют одинаковую размерность , рассмотрим лишь первое из них. Пусть размерности W по длине , массе и времени будут соответственно : ; для X – , аналогично для Y и Z. Затем , приравнивая друг другу показатели степени длины в уравнении :

имеем Аналогично для массы и времени :

Решая систему 3-Х уравнений , можно определить значения В случаях когда число уравнений меньше , чем число неизвестных

показателей степени , анализ размерностей не позволяет получить полное решение , но может обеспечить получение полезной информации об «обязательных» соотношениях между 2-мя или несколькими переменными.

3. Вечера по метрологии. Среди многообразных форм внеклассной и внешкольной работы по

физике вечера занимают видное место. Разные по тематике, содержанию и организации, они являются одним из наиболее увлекательных, любимых и распространенных видов внеклассной работы. Цель вечеров по метрологии — в яркой и увлекательной форме

расширить и углубить знания, полученные учениками на уроках, показать их широкое использование в практике, в жизни, помочь учащимся войти в мир новых научных и технических идей, раздвинуть границы учебника, зажечь учеников стремлением как можно больше узнать, понять. В одних случаях такой вечер может стать как бы заключительным

этапом в изучении темы, в других — служить весьма эффективным средством повторения рассмотренных ранее вопросов. Подготовка к вечеру обычно начинается примерно за 1,5-2 месяца с

заседания физического кружка или актива учащихся, интересующихся физикой. Дело учителя — тактично подсказать тему вечера, увлечь ею учеников. Как показывает опыт многих учителей, на первом занятии кружка

полезно только наметить тему вечера. Нужно дать возможность ученикам перед разработкой программы предварительно

21

сориентироваться в материале. Для этого хорошо вывесить красочно оформленные списки рекомендуемой к вечеру литературы и обратиться ко всем учащимся, с призывом читать ее, высказывать свои пожелания о содержании готовящегося вечера, представлять свои проекты. Хорошо устроить экскурсии на объекты, работа которых в той или иной мере связана с темой вечера. На следующем занятии кружка уже можно приступать к разработке

программы вечера делать это нужно сообща, детально обсуждая все высказанные проекты и пожелания, выбирая лучшие из них. Автора наиболее удачного и интересного проекта можно на вечере премировать. Учителю не стоит навязывать свое мнение или готовое решение. Важно, чтобы ребята были самостоятельны и чувствовали, что организация физического вечера — это их творчество. Только при этом условии вечер получится содержательным, интересным, свежим и непохожим на предыдущий. Ведь фантазия ребят, их выдумка и сообразительность огромны. Утвердив план вечера, распределяют отдельные поручения, делая их

не слишком громоздкими и вполне посильными. Начинается подготовка к вечеру. Обычно она проходит одновременно по нескольким направлениям: одна группа готовит сообщения, доклады, другая — опыты к докладам, третья — отвечает за подбор иллюстративного материала (диапозитивов, рисунков, кинофрагментов), четвертая — за готовность всего оборудования, пятая — выпускает газеты, шестая — оформляет стенды, седьмая — организует выставки, восьмая — подбирает материал для конкурсов, викторин, девятая — оформляет помещение, десятая — готовит номера художественной самодеятельности, одиннадцатая — является организатором всего вечера в целом и т. п. И главная задача учителя — организовать всю эту работу на творческой основе. Как показывает опыт, ученикам-старшеклассникам целесообразно

предоставлять полную творческую самостоятельность: докладчики сами подбирают по библиографическим указателям необходимую для сообщений литературу, работают с ней, выписывая основные идеи и новейшие цифры, характеризующие современное состояние науки и техники. Учитель только консультирует, направляет, он может подсказать какой-либо неизвестный ученику литературный источник, посоветовать, как иллюстрировать сообщение. Так же самостоятельно в ряде случаев старшеклассники готовят

демонстрации, сопровождающие доклады, им тоже представляется возможность самим ознакомиться с литературой по школьному физическому эксперименту и приборами (однако помощь учителя здесь требуется уже в несколько большей степени), выбрать наиболее

22

эффектный опыт из многих описанных, подготовить его и четко провести. По предложению учащихся на вечере могут быть показаны и необычные, не предусмотренные учебной программой опыты В процессе организации и проведения вечеров решается обычно

целый комплекс различных учебных и воспитательных задач. Обучающее значение вечеров не исчерпывается тем, что учащиеся приобретут новые знания или углубят уже имеющиеся. Готовя доклады, сообщения, эксперимент к вечеру, ученики развивают свое умение самостоятельно работать, творчески мыслить, ориентироваться в мире книг и научных идей, извлекать ценные сведения из прочитанного, критически осмысливать и отбирать материал. Знания не преподносятся им в готовом виде, они «добываются», и этот процесс очень важен. Ученикам «прививается вкус» к самостоятельной работе. Большое значение для такого вечера имеет оформление зала. Это

могут быть рисунки, исполненные люминесцентной гуашью, плакаты, светящиеся под действием тока, проходящего по проволоке. Можно изготовить своеобразные витражи. Для этого на листе

фанеры надо выпилить название стенда, например «Метрология – наука об измерениях», и круглые или прямоугольные отверстия. С противоположной стороны их заклеить калькой. На этом фоне разместить рисунки. Стенд сзади осветить электрическими лампами, которые могут быть окрашены в разные цвета. Интересно объявить конкурс среди будущих участников вечера на

лучшее оформление зала. Вечер «Когда метрологи шутят» (как и ряд других школьных

вечеров) можно начать прямо при входе в зал. Здесь каждый желающий пройти на вечер должен получить пропуск. Его выдают члены «специальной комиссии» после ответа ученика на один-два вопроса интересной физической викторины, состоящей из качественных задач и парадоксов. Если ученик затрудняется в ответе, он может получить «подсказку» в находящемся здесь же, в коридоре, справочном бюро. Составляя вопросы для викторины-пропуска, необходимо учитывать

возраст участников вечера. Поэтому членам «комиссии», пропускающей в зал, лучше занять места за отдельными столиками с номерами, соответствующими классам учащихся.

Одной из наиболее эффективных форм проведения школьных вечеров по физике являются конкурсные вечера. В их основу положен метод соревнования между коллективами учащихся. Необходимо отметить, что целью организации такого соревнования должны стать не количественные показатели, активизация познавательной деятельности школьников.

23

Сочетание коллективных и индивидуальных форм соревнования разнообразит внеклассную работу, делает ее более целенаправленной и увлекательной для учащихся, дает возможность удовлетворить интересы школьников. Эти вечера можно разделить на два типа: первый — вечер со сборной программой, в основе второго - единый сценарий. При организации конкурсных вечеров очень важно учитывать

возраст участников, психологические особенности соревнующихся коллективов, интересы и способности школьников. Приведем программу, и некоторые методические указания к вечерам

для разных по возрасту учащихся.

Вечер для учащихся VII, VIII, IX классов «А ну-ка, метрологи!». Программа вечера : I. Вступительное слово ведущих о цели вечера, о метрологии -

науке , интересной, могучей; представление членов жюри. Выступление ведущих сопровождается эффектными опытами.

II. Конкурс на лучшее название и эмблему вечера. Команды классов располагаются за своими столиками на сцене и в течение 3 — 5 мин думают над предложенным вопросом. В это время ведущие проводят этот конкурсе для болельщиков. По истечении указанного времени эмблемы с предложенными названиями вечера отсылаются в жюри. При подведении итогов жюри учитывает предложения болельщиков.

III. Конкурс на лучший опыт с помощью предметов домашнего обихода. Командам заранее дается задание: подобрать физические опыты,

которые можно поставить в домашних условиях. Для этого конкурса ведущие располагают на столе предметы домашнего обихода, необходимые для проведения конкурса. Представители команд в порядке очереди подходят к столам, выбирают приборы, с помощью которых они демонстрируют опыт, и просят присутствующих объяснить его физическую сущность. Команд просят оценить приборные погрешности. Для подбора опытов может быть полезна книга «Опыты в домашней лаборатории» (М.: Наука, 1980).

IV. Конкурс на лучший кроссворд. В этом конкурсе принимают участие по два представителя от

каждой команды. Их задача в течение 10—15 мин составить кроссворд не менее чем из 15 слов, проверяющий знание терминов метрологии. Затем команды обмениваются составленными кроссвордами и решают кроссворд команды противника. После этого кроссворды отсылаются в жюри для подведения итогов с пометками, указывающими, какая команда составила кроссворд и какая его решила.

24

За каждое отгаданное слово—очко команде. Жюри учитывает также личное первенство.

V. Конкурс на лучший рассказ с ошибками. Заранее командам дается задание приготовить рассказ, содержащий

физические ошибки. На вечере команды читают свои рассказы и называют число допущенных ошибок. Команда-противник должна перечислить все ошибки, которые она заметит при чтении рассказа, и по возможности исправить их. Команде могут помогать болельщики.

VI. Конкурс на лучшую картинку с ошибками. Команды заранее приготавливают рисунки, содержащие физические

ошибки. На вечере они демонстрируют рисунки командам противника, которые должны найти допущенные ошибки и исправить их. Если противник затрудняется назвать все ошибки, команда - автор рисунка - дает верный ответ.

VII. Конкурс на лучший опыт-фокус. Одним из домашних заданий команд может быть подготовка

занимательных опытов по физике с предметами домашнего обихода. По условию конкурса опыты должны быть интересно продемонстрированы, например их будет показывать старик Хотабыч. Задача команд-противников—объяснить показанные опыты и рассказать о погрешностях приборов, используемых в опытах.

VIII. Конкурс загадок. Команды по очереди задают друг другу загадки с физическим содержанием. Жюри учитывает не только правильность ответа, но и остроумную форму его подачи (рисунок, опыт, инсценировка). Примеры загадок:

IX. Конкурс «По страницам газет и журналов». Этот конкурс — обозрение новостей науки и техники, который готовится командами заранее. Форма проведения сообщения может быть различной: устный журнал, кинопанорама, рассказ в рисунках и т. д. Жюри учитывает ценность научной информации, оригинальность

формы обозрения, количество задействованных членов команды. X. Подведение итогов вечера-конкурса, награждение победителей.

Вечер для учащихся IX-XI классов «Метрология– наука об измерениях»

Цель участников вечера—открыть монумент метрологии – науке об измерениях. Для достижения этой цели от каждого класса-участника выбираются 2—3 человека в Совет дела. Члены Совета дела составляют общий сценарий вечера. В основу сценария можно положить следующую идею: строители монумента (их число равно количеству

25

комментарии (0)
Здесь пока нет комментариев
Ваш комментарий может быть первым
Это только предварительный просмотр
3 страница на 44 страницах
Скачать документ