Мастер класс для учителей физики по теме «Колебания и волны» с использованием игровых методик на всех этапах урока
материал по физике по теме

Мастер класс для учителей физики по теме

«Колебания и волны»

с использованием игровых методик на всех этапах урока.

Цель: поделиться с коллегами игровыми способами и методами организации основных этапов урока.

В период преобразования нашего общества одной из главных задач обучения становится развитие творческого мышления учащихся.  При этом нужно учитывать  одно хорошо известное обстоятельство: сегодняшние дети получают информацию из различных источников. Это приводит к тому, что учащихся бывает трудно удивить, сообщая им какие-то сведения, не являющиеся для них новыми. Поэтому, что бы уроки были интересными, непохожими друг на друга в своей работе я использую игровые ситуации. Ведь игру можно назвать – «восьмым» чудом света, так как в ней заложены огромные воспитательные и образовательные возможности. Игра, учение и труд являются основными видами деятельности человека. Игра – активнейшая форма человеческой деятельности редко встретишь ребенка, не участвующего в определенный момент в какой-либо игре. Гибкая система учебных игр позволяет учащемуся обучаться с интересом, а от возможности выбора игр этот интерес только возрастает. Игровой момент на уроке может быть связан не только с проблемой обучения школьников, но и их воспитания. Познавательные игры в старших классах быстро превращаются в серьезный учебный труд, в процессе которого развиваются такие черты, как выдержка, самостоятельность, воля к преодолению трудностей, настойчивость. Через увлекательную игру учитель вводит ученика в мир природы, приучает его ценить глубину и обширность знаний для реального познания его законов. В процессе включения игровых моментов в учебный труд ученика учитель получает возможность глубже изучить своих воспитанников, наблюдая их в нестандартных ситуациях. Это позволяет ему улучить качество индивидуальной работы, усилить воспитательное воздействие урока на каждого ученика.

        Оргмомент.

Каждый из нас любит что-то разгадывать, тема нашего занятия зашифрована в виде ребуса. Если мы разгадаем ребусы, то сможем назвать тему, над которой сегодня будем работать.

Я предлагаю каждому ряду отгадать по одному ребусу.

ответы: колебание, резонанс, маятник

Какую большую тему связывают эти слова?   Ответ: «Колебания и волны»

Тема нашего занятия «Колебания и волны»

Опрос

Наверное, вы мечтаете  побывать в роли учителя. Сегодня вам будет представлена такая возможность. Опрос мы проведем парно. И каждый из вас поставит своему соседу по парте оценку за ответ. У вас на столах лежит цветок с вопросами. Лепестки двух цветов. Определите, какой цвет будет ваш. Вы зачитываете вопрос и отвечаете на него. Ваш сосед по парте слушает ответы  и ставит вам оценку. Через три минуты ваши роли меняются.

Работа в парах

Трудно  оценивать ответ? В чем заключается трудность?

Решение задач

Мы изучили много понятий, формул. И сегодня проверим на практике, как вы умеете их применять в процессе решения задач.

Задачи будем решать в парах. Один из вас будет зайцем, другой – волком. Посмотрим, кто победит в нашем поединке, заяц или волк.

Один игрок выступает в роли- «зайца», другой в роли – «волка». Задача первого быстрее пройти по маршруту, задача второго настигнуть зайца. В начале игры волк и заяц помещаются в пункт 1, соперники  решают первую задачу. Если задачи решены верно, то капитаны или учитель перемещает рисунки  волка или  зайца в пункт 2. При этом «заяц» должен решить задачу первым, чтобы раньше волка перейти на второй пункт своего маршрута, так как зайцу надо пересекать «волчью тропу»

Задачи для волка

1. Уравнение гармонических колебаний тела x = 0,2·cos(πt) в (СИ). Найдите амплитуду, период, частоту. Определите смещение тела через 2 с.
2.  Напишите уравнение гармонических колебаний, если за 1 мин совершается 60 колебаний; амплитуда равна 8 см.
3. Найдите   амплитуду, период и напишите уравнение колебаний x(t).

4. Волна распространяется со скоростью 6 м/с при частоте колебания 5 Гц. Какова длина волны?
5. По графику, приведенному на рисунке, найти амплитуду и период колебаний маятника.

Задачи для зайца

1. Определите по графику, приведенному на рисунке длину волны.

2. Найдите  амплитуду, период и напишите  уравнение колебаний x(t).

3. Напишите уравнение гармонических колебаний, если частота равна 0,5 Гц, амплитуда 80 см.
4. Определите длину звуковой волны с частотой колебаний

 16 Гц.

5. Рыболов заметил, что за 10с поплавок совершил на волнах 20 колебаний, а расстояние между соседними горбами волн равно 1,2 м? Какова скорость распространения волн?

Подведение итогов работы в парах

Проектная деятельность.

Какая физика без эксперимента? Все открытия сопровождались наблюдениями, опытами. В результате рождались законы, формулы, сооружались приборы. Вот и мы попробуем сейчас своими руками сделать прибор, который будет фиксировать звуковые волны.

 Класс разбивается на группы и выполняет работу по инструктивной карте

История науки знает немало случаев, когда выдающиеся открытия были сделаны на самом примитивном оборудовании, изготовленном, как говорится, из ниток и катушек, а то и вообще без оборудования — на основании внимательного наблюдения окружающей реальности.
Бенджамин Франклин доказал электрическую природу молнии, запуская воздушный змей. Роберт Вуд строил точнейшие спектрометры из труб.

В вашем распоряжении консервные банки.  Мы  проделаем несколько опытов со звуковым осциллографом, для изготовления которого нам потребуется жестяная консервная банка любого размера (оптимальный размер — банка из-под сгущенки), немного тонкой резины от детского воздушного шарика и небольшой осколок зеркала. Зеркало должно быть как можно легче: прекрасно подойдет для нашей цели плоский осколок елочной игрушки величиной с ноготь или хорошо разглаженный кусочек фольги.

Пользуясь консервным ножом, вырежем у банки оба донышка (такой нож не оставляет острых краев, о которые можно порезаться). С одной стороны на банку натянем резину от воздушного шарика и прочно укрепим ее ниткой.    Второй    конец банки оставим открытым. К резине каплей любого клея прикрепим зеркальце; оно должно находиться примерно на расстоянии трети диаметра от края банки. Когда клей просохнет, осциллограф готов — можно приступать к опытам.

Зеркальцем осциллографа поймаем солнечный зайчик и направим его на стену (источником света для наших опытов может быть, конечно, не только солнце, но и настольная лампа — важно только, чтобы зайчик был отчетливо виден на стене). Источником звука послужит ваш собственный голос. Вибрации воздуха передаются резиновой мембране, а через нее — зеркальцу, которое рисует световым зайчиком узор на стене. Так же, как и электронный осциллограф, прибор имеет развертку — то есть позволяет наблюдать характер колебаний в зависимости от времени. (Это обусловлено несимметричным положением зеркальца на мембране. Подумайте почему!) Но развертка у нас не линейная, а круговая. Поэтому узор покажется не совсем обычным — звуки будут «выглядеть» немного не так, как их обычно изображают. Тем не менее, качественные различия между звуками увидеть здесь даже проще, чем на обычном электронно-лучевом осциллографе.

Проводя опыты с осциллографом, постарайтесь зарисовать наблюдаемые картинки и попробуйте ответить на такие вопросы:

1. Чем отличается гласный звук от согласного (произносите те    и    другие    коротко;    потом сравните протяжные звуки:   а-а, у-у, с-с-с, ш-ш-ш).

2.  Как изменяется картинка, если пропеть гамму: до-ре-ми-фа-соль? Сделайте то же самое, но пойте, не называя звуков.

3.  Что наблюдается, если свистеть? Заметно ли отличается размах (амплитуда) колебаний при свисте от амплитуды колебаний при произнесении обычных звуков. Можно ли на основании этого опыта ответить на вопрос, почему свист слышен на большем расстоянии, чем крик?

4.  Если у вас есть гитара, камертон, детская флейта, дающая чистый музыкальный тон, исследуйте их звуки. Чем отличается музыкальный тон от звуков голоса? Можно ли голосом воспроизвести музыкальный тон?

Подводятся итоги эксперимента в группах.

Назовите фамилии ребят, которые особенно отличились в экспериментальной работе.

Закрепление.

Последним этапом нашей работы станет игра «Звездный час», в которой будут принимать участие девять отличившихся сегодня учащихся.  Остальные  могут ответить на тот вопрос, который вызовет затруднение у отличившихся сегодня на занятии.

На ответ у вас будет дано 5с. Желаю вам удачи.

Каждый из вас потянет жребий и определит,  на какой вопрос он будет отвечать.

Пока участники игры готовятся и участвуют в жеребьевке, остальные еще раз повторяют со мной основные понятия по теме.

Где можно зафиксировать понятие колебания?

ответ : в физике, организме человека,  бизнесе, природе

приведите примеры, где можно проследить за понятием колебания в физике, природе, организме человека, бизнесе.

заполните таблицу

наступает звездный час наших финалистов.

1.Как изменится период колебаний маятника, если его перенести из воздуха в воду? (увеличивается)

2.Какой основной отличительный признак колебательного движения? (периодичность)

3.Голландский ученый, который изобрел первые часы с маятником? (Христиан Гюйгенс)

4.Как изменится период колебаний математического маятника, если увеличить длину нити? (увеличится)

5.При свободных колебаниях шар на нити проходит от левого крайнего положения до правого за 0,4 с. Каков период колебания нити? Т=0,8 с

6.Как изменится частота колебаний маятника, если его перенести из воздуха в воду? (уменьшится)

7.Бушует вихрь в чистом поле

И на краю седых небес

Качает обнаженный лес…

Какой вид колебательного движения? (вынужденное)

8.Какое перемещение совершает груз, колеблющийся на нити за один период? (Перемещение, равное нулю)

9.К каким колебаниям – свободным или вынужденным – применимо понятие резонанса? (вынужденным)

Д.з. продолжить эксперимент с осциллографом, поставить новые цели и задачи, методы их реализации, результаты эксперимента оформить в виде таблиц, графиков, придумать кроссворды по теме колебание и волны.

Опыт

Осциллограф

Приготовь для опыта:

​ ∙жестяная консервная банка

​ ∙воздушный шарик

​ ∙осколок зеркала

​ ∙консервный нож

​ ∙нитка

​ ∙клей

Пользуясь консервным ножом, вырежем у банки оба донышка. С одной стороны на банку натянем резину от воздушного шарика и прочно укрепим ее ниткой.  Второй конец банки оставим открытым. К резине каплей любого клея прикрепим зеркальце; оно должно находиться примерно на расстоянии трети диаметра от края банки. Когда клей просохнет, осциллограф готов — можно приступать к опытам.

​ ¬Осциллограф – это специальный прибор, который предназначен для исследования различных временных и амплитудных параметров электрического сигнала.

Зеркальцем осциллографа поймаем солнечный зайчик и направим его на стену (источником света для наших опытов может быть, конечно, не только солнце, но и настольная лампа — важно только, чтобы зайчик был отчётливо виден на стене). Источником звука послужит ваш собственный голос. Вибрации воздуха передаются резиновой мембране, а через неё — зеркальцу, которое рисует световым зайчиком узор на стене. Так же, как и электронный осциллограф, прибор имеет развёртку — то есть позволяет наблюдать характер колебаний в зависимости от времени. Это обусловлено несимметричным положением зеркальца на мембране. Но развёртка у нас не линейная, а круговая. Поэтому узор покажется не совсем обычным — звуки будут «выглядеть» немного не так, как их обычно изображают. Тем не менее, качественные различия между звуками увидеть здесь даже проще, чем на обычном электронно-лучевом осциллографе.