Элективный курс "Использование цифровой лаборатории SensorLab" на уроках физики
элективный курс по физике (10 класс) на тему

«ЦИФРОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОВЕДЕНИЯ

ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ ПО ФИЗИКЕ»

Составитель:

Чужданова Е.Н.  учитель физики

Пояснительная записка.

Программа модернизации содержания образования затрагивает все стороны образовательного процесса. Выдвигая в качестве основополагающей идеи компетентностный подход в образовательном пространстве, она нацеливает педагогических работников на поиск и апробацию новых технологических образований, ориентированных на формирование и развитие у учащихся ключевых компетенций. Быть компетентным – значит уметь мобилизовать в данной ситуации имеющиеся знания и опыт. Современные условия развития общества все больше указывают на то, что умения выявлять, классифицировать, наблюдать, описывать, оценивать, отличать знания от мнения, делать выводы из анализа мышления и деятельности становятся все более  актуальными.

Смена содержания обучения физике вызвана изменением целей образования в целом. Практика обучения показывает, что у учащихся массовой школы слабо сформированы, прежде всего, экспериментальные умения и навыки, знания методологии исследования, что, в конечном счете, сказывается на недостаточно осознанном изучении основ физической науки и проявляется в пассивности ученика в процессе обучения.

Актуальность программы:

Опыт в исследовательской деятельности обучающихся позволяет им накапливать внутренние ресурсы, необходимые для дальнейшей социализации личности. Решение проблем в ходе исследовательской и проектной деятельности позволяет развить способности к обучаемости и решать нестандартные проблемы (необходимость для адаптации в условиях быстро меняющегося мира).  

Как повысить уровень экспериментальной подготовки учащихся по физике? Одна из возможностей - использование цифровой лаборатории «SensorLab»

  Цифровая лаборатория «SensorLab» - новое поколение школьных естественно-научных лабораторий для проведения широкого спектра исследований, демонстраций, лабораторных работ. Применяя такой исследовательский подход к обучению, создаются условия для приобретения учащимися навыков научного анализа явлений природы, осмыслению взаимодействия общества и природы, осознанию значимости своей практической помощи природе. Осваивая лаборатории можно осуществить дифференцированный подход и развить у учащихся интерес к самостоятельной исследовательской деятельности. Эксперименты, проводимые с помощью цифровой лаборатории более наглядны и эффективны, это даёт возможность лучше понять и запомнить тему. С цифровыми лабораториями можно проводить работы, как входящие в школьную программу, так и совершенно новые исследования.

Цель программы:  развитие мотивации личности к познавательной и социально-практической деятельности путем приобщения ее к основам исследовательской деятельности.

Задачи:

Образовательные:

• расширять, обобщать  знания  и  представления о физических явлениях;  
• обучать учащихся новейшим средствам реализации учебного эксперимента;
• научить анализировать варианты экспериментального решения
  задачи, производить рациональный отбор необходимых приборов
  и материалов, оценивать погрешности эксперимента, делать выводы;
• научить учащихся моделировать физические процессы.

        Развивающие:

• способствовать развитию компетентностей в сферах самостоятельной  познавательной деятельности;
• способствовать раскрытию и развитию   интеллектуальных и творческих способностей, теоретического мышления, стремления к самообразованию, применение знаний на практике;
• использовать ИКТ ресурсы, обеспечивающие доступ к огромному массиву информационных источников, информация из которых может быть оптимально использована учащимися для получения новых знаний;
• научить работать с различными текстовыми носителями информации, наглядно-графическими ее представлениями, с моделями, видео- и аудио- записями при проведении виртуальных и практических экспериментов.

                 Воспитательные:

• воспитывать информационную культуру, нравственно-патриотические качества личности посредством дистанционного обмена информацией и проведения эксперимента в сетевом контакте с помощью новейших средств коммуникации.

Отличительные особенности программы:

        Программа разработана в соответствии с задачами модернизации содержания образования. Применение ИКТ в образовательном процессе открывает возможность для формирования учебной ИКТ-компетентности учащегося, дает ему возможность ориентироваться в современном мире и занять свое место, как исследователя, в нем.

Особенности возрастной группы детей, которым адресована программа.

Настоящая программа рассчитана на работу учащихся 13-16 лет.

Формы и методы обучения.

Методы обучения основываются на  совместной деятельности педагога и обучающегося, в ходе которой осуществляется формирование знаний, умений и навыков ведения исследовательской и проектной деятельности. Сочетание различных форм деятельности позволяет сформировать образовательную среду, эффективно решающую поставленные педагогические задачи.

Кроме комбинированного занятия эффективными формами проведения занятий являются: теоретические и практические.

Наглядные методы: наблюдение, демонстрация опытов и экспериментов,  просмотр видеофильмов, знакомство с коллекциями.

Практические методы: сбор  и фиксация материала,   самостоятельная работа:  постановка опытов (экспериментов), моделирование.

  Формы организации деятельности учащихся на занятии: групповая, индивидуальная, работа в парах, малых группах, фронтальная.

  Формы проведения занятий: комбинированное занятие, подготовка исследовательской (проектной) работы, беседа, лекция, семинарское занятие, практическая, лабораторная работа, конференция, собеседование, консультация.

Формой подведения итогов реализации дополнительной образовательной программы являются  учебно-исследовательские конференции.

Прогнозируемые результаты.

В результате реализации данной программы учащиеся должны знать:

1. теорию по программному обеспечению сбора экспериментальных данных SensorLab назначение датчиков, входящих в комплект цифровой лаборатории по физике «SensorLab»;
2. возможности программы SensorLab для обработки экспериментальных данных на персональном компьютере;
3. возможности ИКТ -ресурсов по физике

учащиеся должны уметь:

1. составлять свои простые эксперименты;
2. подготовить систему сбора данных для эксперимента;
3. пользоваться системой сбора данных, Измерительным Интерфейсом и датчиками сбора и первичной обработки экспериментальных данных;
4. грамотно использовать датчики в экспериментальной установке;
5. формулировать цель и составлять план эксперимента;
6. проводить эксперимент;
7. обрабатывать экспериментальные данные;
8. делать выводы;
9. видеть практическую направленность своей деятельности;
10. разнообразно представлять результаты своей деятельности.

Критерии успешности:

• увлеченность;
• повышенная мотивация;
• степень развития интереса;
• степень проявления самостоятельности в суждениях;
• презентация работы на научно-практической конференции;
• участие в конкурсах.

Учебно-тематический план  образовательной программы

1. Что изучает физика. Физические термины. Наблюдения и опыты. Демонстрация компьютерных экспериментов.
2. Знакомство с цифровой лабораторией ««SensorLab»». Подключение Интерфейса. Подключение датчиков. Регистрация Опыта. Установка параметров Опыта. Задание частоты замеров.

Задание длительности опыта. Предварительный просмотр данных. Запись данных.

3. Механическое движение. Равномерное и неравномерное движения. Лабораторная работа  «Исследование равноускоренного и прямолинейного движения тела. Лабораторная работа  «Исследование равноускоренного и прямолинейного движения тела при движении по вертикали. Ускорение свободного падения».  Масса. Измерение отношения масс взаимодействующих тел по отношению изменения скоростей. Компьютерный эксперимент — измерение масс. Независимость массы от ускорения свободного падения.  Сила. Иллюстрации- движение под действием силы тяжести. Нахождение равнодействующей и уравновешивающей силы. Сила. Явление тяготения. Сила тяжести. Сила упругости. Лабораторная работа  «Исследование движения тела, подвешенного на пружине. Измерение периода механических колебаний при движении тела в вертикальной плоскости». Сила трения. Трение покоя. Трение в природе и в технике. Лабораторная работа «Измерение силы трения и определение коэффициента трения.  Исследование зависимости силы трения от: рода взаимодействующих поверхностей; площади взаимодействующих поверхностей; силы давления».
4. Давление газа. Передача давления жидкостями и газами. Закон Паскаля. Давление в жидкости и в газе. Расчет давления на дно и стенки сосуда. Давление жидкости на погруженное в жидкость тело. Исследование — почему возникает выталкивающая сила. Манометры. Поршневой и жидкостный насос. Гидравлический пресс. Условия плавания тел. Закон Паскаля. Лабораторная работа  «Давление в жидкости и в газе. Расчет давления на дно и стенки сосуда. Построение графика зависимости давления от глубины погружения». Сообщающиеся сосуды. Применение сообщающихся сосудов. Вес воздуха. Атмосферное давление. Плавание тел. Измерение атмосферного давления. Барометр-анероид. Атмосферное давление на различных высотах. Плавание судов. Воздухоплавание.
5.  Механическая работа. Единицы работы. Компьютерный эксперимент — подбери силу, подбери путь. Исследование — работа на наклонной плоскости. Проект — зависимость работы торможения от начальной скорости и массы тела. Мощность. Компьютерная работа — подбери нужную мощность. Простые механизмы.  Наклонная плоскость. Измерение КПД наклонной плоскости.  Рычаг.
6. Обсуждение результатов работы за год. Показ приобретённых знаний, умений и навыков учащимся своего класса, выступление на школьной конференции.

Список литературы для педагога:

1. Антипин И.Г. Экспериментальные задачи по физике. Пособие для учителей. -М. Просвещение, 1974.
2. Блудов М.И. Беседы по физике. М.Просвещение, 1973.
3. Волков В.А. Поурочные разработки по физике. 7 кл. М. Вако, 2005.
4. Горев Л.А. Занимательные опыты по физике. Книга для учителя. М.Просвещение, 1985.
5. Дягилев Ф.М. Из истории физики и жизни ее творцов. Книга для учителя. М.Просвещение, 1986.
6. Ельнин В.И. Оригинальные уроки физики и приемы обучения. М. Школа- Пресс,2001.
7. Лукашик В.И. Физическая олимпиада в 6-7 классах средней школы. М. Просвещение, 2002.
8. Марон А.Е., Марон Е.А.Дидактические материалы для 7-9 классов, М.: Дрофа, 2003-2005
9. Нестандартные уроки по физике 7-10 кл. Сост. С.В. Боброва, Волгоград, 2002.
10. Малафеев Р.И. Творческие задания по физике. Пособие для учителей. М. Просвещение, 2002.
11. Тульчинский М.Е. Качественные задачи по физике 7 кл. М.Просвещение, 1985.
12. «Методические материалы цифровой лаборатории по физике», Москва, Институт Новых технологий.

        Список литературы для воспитанников        

1. Блудов М.И. Беседы по физике. М.Просвещение, 1973
2. Ковтунович М.Г. Домашний эксперимент по физике /М.Г.Ковтунович.М.: Гуманитар.изд.центр ВЛАДОС, 2007
3. Павленко Ю. Г. Начала физики/ Экзамен, 2007
4. Покровский С.Ф. Наблюдай и исследуй сам. – М., 1966

Интернет-ресурсы

1. http: // www. seu.ru/naws. Практикум по использованию цифровой лаборатории
2. http://www.eduspb.com/go?url=http%3A//elkin52.narod.ru/.  Занимательная физика в вопросах и ответах
3. http://www.eduspb.com/go?url=http%3A//www.extim1.narod.ru/ Познавательный сайт Тимура Хабибуллина
4. ww.anichkov.ru Рекомендации по оформлению стендовых докладов и презентаций на научно-практические конференции
5. http://class-fizika.narod.ru
6. http://www.fcior.edu.ru