Мастер класс "Ничто не существует, пока оно не измерено"
опыты и эксперименты по физике (9 класс) по теме

Мастер класс учителя физики Павленко Н.В.

«Ничто не существует, пока оно не измерено»

         Здравствуйте! У нас с вами 20 минут, секунд всего лишь 1000 плюс 200,   а, сколько в них поместиться сейчас, усядьтесь поудобней в ваших креслах. Мы начинаем новый мастер класс.

         Действительно, как много может поместиться в 20 минутах. Легкие каждого из нас пропустят через себя 160 литров воздуха, количество морганий составит 300 раз, в сумме по времени количество морганий  будут длиться 100 секунд, объём крови, прокачиваемой сердцем за это время составит 60 литров, со скоростью течения 50 см/с.         

         Частота звука, которую вы будете воспринимать, в среднем составит 210 Гц. Неизменными остаются артериальное давление 120 на 80 мм.рт.ст. и  температура у каждого, конечно, 36,6 градусов Цельсия.

           Итак, мы перенеслись в мир физики, где все измеряется и вычисляется.

      Посмотрите, пожалуйста, на записи на плакате. Чего, по вашему мнению,  здесь не хватает?

Ответ группы: единиц измерения.

Единиц измерения, несомненно.

Прошу вас по одному подойти и добавить недостающие элементы. Магнитами прикрепить единицы измерения.

Совершенно точно справились.

Оказывается, всем знакомы эти единицы измерения. Скажите, уважаемые коллеги, а кто уже догадался какова  тема мастер-класса?  

Ответ: «Единицы измерения».

Мой  мастер класса связан с единицами измерения. И в названии его я взяла слова датского физика Нильса Бора  «Ничто не существует, пока оно не измерено».

Я хочу вам представить опыт решения педагогической проблемы, существующей у учителей-предметников. Сегодня любой учитель  сталкивается с проблемой  снижения интереса к урокам и слабой мотивации к учению. Поэтому, сейчас мы вместе попробуем решить эту проблему через сочетание трех составляющих:

1. Использование эксперимента, без этого невозможно формирование исследовательских навыков.
2. Проблемной ситуации, без этого не возможна активизация познавательной деятельности.
3. Включение креативного толкования и креативного фона деятельности, как приема, с помощью которого даже самое скучное знание может увлечь любого ученика, т.е. развить  интерес к предмету, тем самым повысить мотивацию к учению.

Итак тема мастер - класса «Ничто не существует, пока оно не измерено».

Слайд 1

Всем хорошо известно, что время, например, можно измерять в годах, в часах, секундах, минутах.

Слайд 2

Выберите из списка те единицы измерения, которые связаны с природными явлениями.

Готовы  дать ответ?

ФГ: Год

Я: Отлично.

ФГ: Неделя

Я: верно т.д.

Год- это время оборота Земли вокруг солнца.

Сутки - это время оборота Земли вокруг своей оси.

А что такое неделя?

А что такое час?

Это все временные измерения.

Час на 60 минут, а минуту на 60 секунд поделили древние вавилоняне,  и никакого отношения к каким-то физическим явлениям в природе это не имеет. Мало того, в окружности 360 градусов. Вы не задумывались, почему 360, почему не 100, почему не 10, почему не 4?

А ведь причина в том, что древние люди считали, что в году 360 дней. Они ассоциировали окружность с годом и  разделили окружность на 360 частей,  одна часть равнялась одному градусу, этой величиной люди пользуются и по сегодняшний день.

Некоторые  единицы измерения имеют природную основу, а подавляющее большинство, к сожалению, никакой природной основы не имеют.

Действительно, очень многие единицы измерения не связаны с природными явлениями.

И с нами сейчас в мире происходят удивительные вещи. Одни измерения исчезают, такие как, сажень - мера длины, пуд - мера  веса, штоф - единица измерения объема, а другие рождаются.

    Давно ли мы с вами начали измерять объемы информации в битах и байтах, а вместо привычных четверок и пятерок, использовать баллы ЕГЭ.

А что ждет человека будущего, а что же будут измерять люди 22 века и в каких единицах. Мы с вами должны быть готовы к изменениям, должны уметь быстро адаптироваться к новому.

      Посмотрите еще на один пример, который очень хорошо всем известен.

Слайд 3

Необычно, длина удава здесь измеряется в попугаях.

       Поэтому сегодня я предложу вам, моим уважаемым помощникам, измерить привычные знакомые величины в непривычных единицах измерения.

Как, по-вашему, можно ли измерять время в килограммах?

Ответ ФГ: наверное, можно.

В зале есть тот, кто думает, что время можно измерять в кг.?

Посмотрите, какая существует простейшая модель.

Слайд 4

Это не просто песочные часы, эти часы снабжены весами.

Весы определяют массу высыпавшегося песка и в зависимости от промежутка времени, соответственно, меняется масса. Согласны?

Если проградуировать шкалу весов не в граммах и  килограммах, а сразу в секундах, то это будет прибор для измерения времени.

Вот мы и ответили на вопрос: «Можно ли измерять время в килограммах?»

Итак, еще один  пример.

Вы идете в булочную, и хотите узнать, далеко ли идти. И задаете вопрос прохожему: «Далеко ли до булочной?»

В каких единицах вы ожидаете ответ?

Ответ ФГ: в минутах. (метрах).

Расстояние вы собираетесь измерить в минутах. Почему же вас смущало время в килограммах?

Перечислены разные единицы измерения одной и той же величины.

Я думаю, что группы достаточно созрели до состояния, чтобы измерить время в непривычных единицах измерения.

Работа будет серьезная. Работа будет групповая.

Обратите внимание на правила групповой работы.

Три человека - одна команда, три человека - другая команда.

Просмотрите и прочитайте то правило, которое по-вашему сейчас  будет ключевым и главным.

Слайд 5

Учащиеся группы выбирают главный вариант ответа.

Это будет для вас важным  правилом.

Перед вами лежит инструкция, в которой подробно описывается, что нужно делать.

Прошу группы, начать работу.

Время засекайте  с помощью песочных часов. Вам дается пять минут на работу.

Пока группы работают,  поделюсь с вами  теми открытиями, которые делают мои ученики.

Ребята придумывают много разных единиц измерения времени.

Например, ими  найдена связь между временем и массой капель дождя.

Сейчас поясню.

Проведем  эксперимент. Для этого используем два воздушных шара,  которые обозначают  падающие капли.

(ШАРЫ)

Всем хорошо известно, что под ливнем мы промокаем быстрее, чем под легким моросящим дождем. А причина в том, что в воздухе тяжелые капли падают быстрее, чем легкие. Перед вами легкий шарик  и более тяжелый с металлическим шариком внутри.

Я одновременно  их отпускаю с одинаковой высоты.

Хорошо видно, что тяжелая капля упала быстрее, чем легкая. Когда  есть связанные величины, такие как масса песка и время, время падения с определенной высоты и масса шаров, значит можно и время падения капель измерить в килограммах.

Этот пример я использую для постановки проблемной ситуации, которая позволяет ребятам изобретать авторские модели, демонстрирующие связанные величины.

В качестве примера. Приведу еще один пример проблемной ситуации и одновременно способ измерения времени.

Это дощечка и лист бумаги. Что упадет раньше, как вы думаете?

Дощечка, никто не сомневается.

Проверим. Конечно.

Хорошо, а сели сделать так. Я кладу лист на дощечку.

Что произойдет, как вы думаете?

Тоже самое?

Первый вариант.

Дощечка упадет первая, а лист будет следовать за ней. Кто думает так, поднимите руки? Дощечка упадет первая, а лист вслед за ней. Хорошо.

Второй  вариант.

Кто думает, что дощечка упадет вместе с листом. Есть такие мнения. Замечательно.

Третий  вариант.

Рассмотрим следующий вариант, что лист с дощечкой половину пути будет падать вместе, а потом лист будет следовать за дощечкой. Кто думает так?

Смелее. Проблемная ситуация возникает если лист лежит на дощечке, а не под ней.

Любая физическая гипотеза проверяется экспериментами.

Проделаем. Три, два, один.

Спасибо, думаю, многие оказались правы.

На самом деле, это удивительно. С любой высоты, падение будет одновременным.

Потому, что явление очень интересное. Оно заключается в том, что при падении листа на дощечке, сопротивление воздуха берет  на себя дощечка, более тяжелый предмет. И на самом деле, если бы можно было избавиться от сопротивления воздуха, то все предметы падали бы одновременно. Так вот, в отсутствии воздуха время в килограммах измерить нельзя. Нет связи, между этими величинами. А вот связь времени и высоты хорошо известна.  Поэтому время можно измерять в килограммах.

Возвращаемся к работе групп.

 Дайте, пожалуйста, полный отчет о проделанной работе.

Что вы проделали и что вы в итоге получили?

Пожалуйста, группа зеленных.

1. группа

Мы сделали следующий вывод: в ходе эксперимента опытным путем изучили, зависимость времени от длины на которой подвешен груз. В первом случае 20 см, во втором 80 см.

Приводим в движение маятник, отодвигая на 5 см, засекаем время 10 полных колебаний. У нас получается, что чем длиннее расстояние, тем дольше 10 колебаний будут совершаться.

Вывод: если время зависит от расстояния, значит, время можно измерить в сантиметрах.

Спасибо. В физику включились. Я очень рада.

Поздравляю вас, вы познакомились с приближенными измерениями.

Пожалуйста, группа синих.

2. группа

Мы сделали следующее:

Первое задание было подвесить к одной пружине груз массой 200 грамм с  размахом 2 см и засечь время за 10 полных колебаний. В итоге в первом случае время составило приблизительно 8 секунд.

Ко второй пружине подвесили  груз массой 400 грамм и совершили колебания в 2 см., время составило примерно 11 секунд.

Вывод: время 10 колебаний груза массой 200 грамм составило 8 секунд, время 10 колебаний груза массой 400 грамм составило 11 секунд.  Время колебаний более тяжелого груза превышает время колебаний        более легкого. Из этого следует, что если время зависит от массы, то время в данном случае можно измерить в граммах.

Огромное спасибо.

Действительно время можно измерить в граммах и метрах.

Для получения точных результатов, нужны приборы, нужны дополнительные многократные исследования.

Но у вас все получилось совершенно блестяще, и мы поняли самое главное, разные величины, можно измерять в разных единицах измерения.

Вопрос для моих помощников. А время в литрах можно ли  измерять?

Ответ ФГ: ну если можно измерить в кг, то и в литрах тоже.

«А в чем еще можно измерить время?» - этот вопрос в качестве домашнего задания поможет не потерять мотивацию, полученную на уроке, будет своеобразным последействием, поддерживающим интерес к физике.

(Ответы ФГ: в градусах, в силе ветра и т.д.)

Каждый в своей области найдет единицы измерения.

Мы занимались конкретной физикой. Измеряли физические величины.

А как часто в жизни хочется измерить, что нибудь другое и приходится это измерять. Нам приходится измерять уровень воспитанности, профессионализм учителя, где приборы для этих измерений?

 А действительно, как приятно было бы измерить силу духа, работу мысли, энергию творчества, силу любви.

У каждого единицы измерения свои. Я хочу, чтобы вы  сейчас придумали единицу измерения.

Переверните листы, которые у вас лежат на столе.

Группа синих придумывает единицу измерения  для вдохновения.

Группа зеленых  придумывает единицу измерения  для удивления.

По минуте всего лишь, чтобы вписать  название вашей единицы измерения на листах, сделать рисунок и прокомментировать. Минута пошла.

А мы с вами попробуем придумать единицы измерения настроения. Согласны?

Итак, в каких единицах можно было измерить настроение?

Ответы из зала:…….

Замечательно. Спасибо.

Студенты есть в зале? В чем измеряют студенты настроение? (в зачетах)

А в чем измеряют профессора? (в аспирантах).

Прекрасно.

Надеюсь, группы готовы.

Назвать свою единицу измерения и продемонстрировать, я прошу вас.

Удивление и вдохновение.

Можно помогать, пожалуйста, прикрепите плакаты.

Ответы ФГ:……

Мои ребята придумали много креативных единиц измерения. Одна из них скорость, с которой я бегу на урок физики.  

Так чем, же нам измерять удивление в ….., мы условились сейчас, мы в ….. измеряем вдохновенье, помог нам договориться мастер класс.

Таким образом, уважаемые коллеги, я надеюсь, что мой мастер-класс поможет Вам применить предложенные виды деятельности на любом уроке по любому предмету. Добавив творческой свободы, креативности, Вы сможете удивлять своих учеников, а значит заинтересовать их новыми знаниями и подтвердить правоту Нильса Бора. Ведь действительно, именно те знания остаются в памяти, которые добыты своим путем, и их можно измерить. Поэтому, все, что существует, можно измерить.

Урок ведь это творчество, общение, а физика наука из наук, мы в аспирантах измеряли настроение и завершаем творчество и звук.

Спасибо!!!