использование цифровой лаборатории "POLYTECH "на уроках физики
учебно-методический материал по физике по теме

В.А.Чащина

МБОУ г. Иркутска лицей № 3

Использование цифровой лаборатории при изучении физики

Физика - наука экспериментальная, для максимально эффективного изучения предмета необходим грамотно оборудованный кабинет физики в образовательном учреждении. Приборы и оборудование для лабораторных работ и демонстрационных экспериментов, цифровая лаборатория, стенды с наглядной информацией, интерактивная доска, медиапроектор, дидактические и методические материалы – без этого учебный процесс в современной школе невозможен и все это есть в кабинете физики лицея № 3 г. Иркутска.

        Использование цифровой лаборатории на уроках позволило расширить диапазон опытов и исследований, рассматривать быстропротекающие процессы, повысить научность проводимых работ. В комплект цифровой лаборатории входит набор датчиков, с помощью которых можно проводить несложные эксперименты и опыты (датчик движения, силы, температуры,  давления, расстояния). Использование при проведении научных экспериментов в классе компьютера и датчиков обеспечивает точность измерений и позволяет непрерывно контролировать процесс, а также сохранять, отображать, анализировать и воспроизводить данные и строить на их основе графики. Адаптация в современном обществе школьников, которые работают только с приборами прошлого века, (со стрелочными приборами) будет низкой, восприятие физики как современной науки будет  искажено и недостаточно полное. Поэтому у всех школьников должно быть представление о работе с цифровым оборудованием.

Небольшой опыт работы с использованием цифровой лаборатории показал, что её применение может быть эффективным не только  при проведении научно исследовательской работы, но и в практике обычного урока. И применять оборудование такого рода необходимо на разных этапах урока, при использовании различных методов обучения. Опыты удобно проводить не только в кабинете физики, но и на улице. Учащиеся могут использовать традиционное  оборудование или цифровые датчики   и вне стен кабинета. Я считаю, что при изучении физики в 7 классе цифровое оборудование следует применять очень осторожно, и дозировано, лучше всего, если учащиеся будут выполнять лабораторные работы с помощью приборов (например: измерять размеры малых тел, измерять объём, плотность тела). Использовать цифровую лабораторию можно при проведении исследовательской работы по определению коэффициента трения. Все учащиеся знают,  что обязаны соблюдать правила поведения в школе, однако не все эти правила выполняют, например, часто бегают на перемене в кабинете или в коридоре. При изучении темы « Сила трения» предлагаю определить коэффициент трения. Вместо динамометра используем датчик силы и цифровую лабораторию. Двигая брусок (можно взять ботинки или кроссовки, в которых дети ходят в школе (подошва обуви должна быть чистая)) с помощью датчика силы, получаем график изменения приложенной силы от времени и определяем не только силу трения скольжения, но и максимальную силу трения покоя; а зная вес бруска (ботинка) и грузов, определяем не только коэффициент трения скольжения, но и максимальный коэффициент трения покоя и сравниваем их. Учащиеся делают соответствующие вывод - после влажной уборки в кабинете, изменился коэффициент трения скольжения. При изучении темы « Механические колебания» цифровую лабораторию можно применять при объяснении темы, при решении экспериментальных задач и при выполнении лабораторных работ. Получение графика гармонических колебаний занимает несколько минут с учетом сбора экспериментальной установки, график можно демонстрировать на интерактивной доске. Учащимся можно экспериментально доказать, что свободные механические колебания с течением времени затухают. В ходе эксперимента одновременно можно измерять и силу, действующую на пружину, и положение груза при помощи датчика расстояния,  можно увидеть изменение амплитуды колебаний – затухающие колебания. Период колебаний пружинного и математического маятника можно определить по описанию в учебнике, и  в это же время с помощью цифровой лаборатории. Например, при выполнении лабораторной работы «Изучение зависимости периода свободных колебаний пружинного маятника от массы груза» исследуется движение грузов разной массы, колеблющихся в вертикальном направлении. Графики зависимости координаты от времени, показывают гармоничность малых колебаний и позволяют быстро определить период свободных колебаний пружины с разными грузами и выявить искомую зависимость. Учащимся вместо груза на пружине можно предложить взять груз, закрепленный на нити определить период, частоту, амплитуду колебания, ускорение свободного падения, написать уравнение колебания, определить максимальную силу и максимальное ускорение. К преимуществам  использование  цифровой лаборатории относится:  экономия времени, можно использовать несколько датчиков одновременно, посмотреть процесс в динамике, зафиксировать малые изменения, неочевидные в традиционном эксперименте (измерении). На практике широкое применение цифровой лаборатории  затруднено по следующим причинам:  1) недостаток знаний, необходимых для установки программного обеспечения и подключения датчиков через систему сбора данных к компьютеру у учителя физики 2),высокая учебная нагрузка учителя ограничивает время, отводимое им на изучение возможностей оборудования, 3) практически отсутствие методики физического эксперимента с применением датчиков, недостаточно публикаций по данному вопросу. В поисках эффективных методов работы каждый учитель выбирает путь, который позволяет повысить интерес к предмету, получить высокий результат обучения. Сочетание демонстрационных опытов с использованием возможностей цифровой лаборатории позволит эффективно изучать физику.