Курс внеурочной деятельности "Физика на компьютерах"
элективный курс по информатике и икт (9 класс) на тему

Келлих Татьяна Генриховна

Курс предназначен для учащихся 9 класса, поступающих в профильный класс еслественно-научного направления. Содержит пояснительную записку, тематическое планирование на 34 часа, график согласования заданий по работе с моделями с изучением физики по учебнику А.В.Перышкин, Е.М.Гутник.

Скачать:

ВложениеРазмер
Microsoft Office document icon fizika_na_kompyutere_9_klass.doc139.5 КБ

Предварительный просмотр:

Правительство Санкт-Петербурга

Комитет по образованию Санкт – Петербурга

Государственное общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школа № 225 Адмиралтейского района

Согласовано

Директор НМЦ Адмиралтейского района

___________ ( Гаран В.А.)

«_____» ____________ 2005 г

Допущено

Председатель РЭС

__________ (Фрадкин В.Е.)

«_____» ____________ 2005 г

Председатель

Секции физики

___________ (Ляпцев А.В.)

Протокол № ___________

от «_____» __________ 2005 г

Утверждаю

Директор школы № 225

Адмиралтейского района

Санкт-Петербурга

________________(Григорьева Т.К.)

Программа

Физика на компьютере

Учебный курс по выбору

предпрофильной подготовки школьников

для учащихся 9 класса

Автор программы:

учитель  физики

Государственного

общеобразовательного

учебного заведения

средней школы № 225

Адмиралтейского района

Санкт –Петербурга

________ (Келлих Т. Г.)

Санкт - Петербург

2005


Аннотация

Дорогие ребята, уважаемые родители!

Этот курс предназначен для тех, кто интересуется исследовательской деятельностью в естественнонаучной области  и хочет продолжить обучение в классе информационно-технологического профиля.

Этот курс неразрывно связан с традиционными уроками физики. Вы будете изучать явление в реальном физическом эксперименте на обычном уроке, а его закономерности устанавливать при помощи виртуальной компьютерной установки, позволяющей изменять параметры в широких пределах - на занятиях курса. Вы сможете провести виртуальный эксперимент, в том случае, когда натурный провести невозможно, например, моделирование движения тела в поле тяготения Земли и других планет, движение искусственных спутников, космические полеты, явление фотоэффект, работа  ядерного реактора и другие.

Вы будете использовать компьютер как помощника при решении физических задач, и сможете убедиться, что это мощное средство для получения новых знаний.

Пояснительная записка

Курс разработан с учетом требований перехода к предпрофильному обучению в последнем классе основной школы, а также создание и внедрение в учебный процесс современных электронных учебно-методических комплексов, их интеграцию с традиционными учебными пособиями, для обеспечения базисного учебного плана основной общей средней школы и предпрофильной подготовке к старшей школе.

Для современного российского образования характерной становится направленность на целостное развитие личности школьника, создание условий для проявления и развития его индивидуальных способностей, становления субъектом деятельностей. Содержание и методика образования должны обеспечивать развитие каждого ребенка, формирование у него учебных умений, позволяющих осваивать не только программный учебный материал, но и продолжать обучение, саморазвитие. Содержание программы может варьироваться в зависимости от интересов учащихся, появления новых программных продуктов, моделирующих физические процессы, возможностей проведения натурного эксперимента и необходимости его обсчета.

Разделы программы традиционны и являются дополнением к программе основной школы. Программа курса расширяет и углубляет рассмотрение некоторых свойств тел и явлений, изучаемых в курсе основной школы. Опирается на применение фрагментов учебных программ по физике для проведения урока-исследования, который может проходить в сочетании с натурным экспериментом. В этом случае явление изучается на физическом эксперименте, а его закономерности и моделирование проводится при помощи виртуальной компьютерной установки, имеющей широкие возможности для изменения параметров эксперимента. Применяется для постановки виртуального эксперимента, в том случае, когда натурный эксперимент провести невозможно, например, моделирование движения в поле тяготения Земли, движение искусственных спутников, космические полеты, квантовая и ядерная физика.

Кроме того, проведение исследования при помощи компьютерного моделирования позволяют получить графические образы процессов или явлений, которые при проведении традиционных опытов либо малодоступны и непоказательны, либо требуют больших затрат времени. К ним можно отнести построение графиков зависимостей кинематических величин от времени или построение графиков изопроцессов.

Данный курс является, общекультурным, предметно-ориентированным. Курс призван познакомить учащихся с возможностью применения компьютерной техники для проведения простейших исследований в области физики и носит деятельностный, личностноориентированный  характер, что помогает ученику оценить свой потенциал с точки зрения образовательной перспективы дальнейшего обучения в классе информационно-технологического профиля. Содержание курса непосредственно опирается на знания, полученные учащимися при изучении физики и информатики в основной школе, на их жизненный опыт.

Курс рассчитан на 34 часа аудиторных занятий и самостоятельную работу учащихся.

Основные цели:

  1. создать условия для существенной дифференциации содержания обучения и построение индивидуальных образовательных траекторий учащихся;
  2. обеспечить углубленное изучение программы «Физика» полного общего образования;
  3. создание  внутрипрофильной специализации обучения.

Реализация данных целей достигается следующим образом:

  1. создание условия для существенной дифференциации содержания обучения за счет
  1. выбора учащимися данного курса;
  2. возможности создания разноуровневых заданий по теме на каждое занятие;
  3. возможность выбора учащимися конкретного задания в зависимости от их интереса и уровня подготовки;
  4. возможность внесения  уточнений (или упрощений) в процессе самостоятельной работы учащихся с целью усложнения (или упрощения) построенной общей модели;
  1. обеспечение углубленного изучения программы «Физика» за счет
  1. включения в курс подробного рассмотрения ряда задач, входящих в курс физики 9 класса обзорно;
  2. работы школьников по самостоятельному установлению зависимостей и выводу закономерностей физических явлений;
  3. возможности проведения виртуального эксперимента случае, когда натурный эксперимент провести невозможно;
  4. детального рассмотрение графического способа описания движения тела, формирования  зрительного образа явления;
  5. возможности сочетания натурного эксперимента и компьютерного обсчета с выводом закономерностей явления.
  1. создание  внутрипрофильной специализации обучения за счет
  1. способа проведения занятия с применением компьютерной техники;
  2. использования и развития навыков исследовательской деятельности при решении задач.

Курс призван решать следующие дидактические задачи:

  1. формирование навыка самостоятельной работы с учебным материалом с использованием новых информационных технологий;
  2. формирование умения и навыков аналитического и критического мышления;
  3. развитие навыков исследовательской деятельности;
  4. формирование умения поставить задачу и ее решить, оценить полученный результат;
  5. формирование навыков самоконтроля;
  6. формирование мотивации к учению в целом и к данному курсу в частности;
  7. расширение кругозора учащихся;
  8. развитие творческого потенциала учеников.

Реализация данных задач базируется на:

  1. использовании естественного интереса учащихся к изучению окружающего мира;
  2. использовании склонности учащихся к исследовательской деятельности;
  3. применении информационных технологий для решения конкретных задач;
  4. широком использовании программных продуктов Microsoft, для обработки данных и создания отчетов;
  5. использовании возможностей компьютерных программ при моделировании опытов и экспериментов.

Виды деятельности учеников:

Работа над  готовыми моделями: 

  • обсуждение готовой модели изучаемого явления:
  • рассмотрение допущений, принятых авторами программы,
  • определение границ применимости,
  • анализ предлагаемой установки:
  • назначение элементов,
  • способы изменения параметров системы и т.д.
  • постановка конкретной задачи,
  • самостоятельная работа по проведению виртуального исследования с применением компьютерных программ;
  • обсуждение и оценка полученных результатов;
  • подготовка отчета о выполнении задания.

Проведение виртуального эксперимента и получение результатов проводится учащимися самостоятельно по одному или в парах с применением компьютерных моделей, анализ результатов предполагает коллективное обсуждение в группе.

Работа по обсчету реального эксперимента проходит с применением программы MSExcel:

  • постановка задачи,
  • построение физической  и математической модели процесса,
  • проведение расчета,
  • построение графиков
  • формулировка и обсуждение выводов.

Данный тип работы вызывает наибольшую трудность, так как требует от учащегося построения модели физического явления во всей ее полноте.

Самостоятельная домашняя работа по выполнению мини-исследований с построением различных графиков зависимостей проводится с применением программы Microsoft Office. На уроке проходит обсуждение и решение конкретной задачи в общем виде, разбираются физические основы процесса, выводится итоговая формула. В качестве домашнего задания учащиеся выполняют построение графиков зависимостей с применением Microsoft Excel, позволяющей не только получит вид зависимости, но и изменять параметры задачи в широких пределах. На следующем уроке проводится обсуждение полученных результатов, выводов, сделанных учащимися.

Отчет о работе содержит

  • формулировку задачи,
  • её решение в общем виде,
  • последовательность моделирования,
  • таблицу значений,
  • графики
  • выводы.

Критерии успешности, нормы оценивания, формы аттестации

Обязательным является

  • выполнение одного из предложенных  заданий (исследований) в течении урока (учитывается правильность полученных выводов, участие в обсуждении)
  • подготовка отчета по нему (наличие и полнота);
  • выполнение итогового задания по моделированию физического процесса, что и является зачетной работой (наличие и полнота).

В режиме выбора предлагаются разноуровневые задания на урок (5-6 заданий на выбор). домашние задания, а также тема для подготовки итогового задания.

Результатом реализации данной программы будут следующие дополнительные знания и умения учащихся:

  1. умение строить план работы с элементами исследования;
  2. умение ориентироваться в выборе способов и средств для решения конкретной задачи;
  3. умение анализировать полученные данные и делать выводы;
  4. умение использовать новые информационные технологии для получения знаний, проведения исследований;
  5. умение грамотно отобрать текстовый, графический материал, отвечающий целям исследования при создании отчетов.

Практическим результатом деятельности учащихся является подборка отчетов о выполненных заданиях в электронном и печатном (при необходимости) видах, а также итоговая работа, содержащая  подробное описание модели физического явления (по выбору учащегося), расчеты, диаграммы, выводы.


34 часа по 1 часу в неделю

Тема

всего часов

теор

практ

Форма и виды деятельности

Введение

2

1

1

Основные приемы исследовательской деятельности (постановка цели, задач, выбор метода, проведение эксперимента, создание модели, проведение расчетов, формулировка вывода, оформление результата)

2

1

1

Установочная лекция учителя, определение круга проблем, подлежащих изучению 

Виды деятельности учеников:

  • участие в обсуждении готовой модели или построение физической модели изучаемого явления и хода работы;
  • самостоятельная работа по проведению виртуального исследования с применением компьютерных программ;
  • обсуждение и оценка полученных результатов;
  • подготовка отчета о выполнении задания.

Виды деятельности учителя:

  • беседа с учащимися по постановке задачи, обсуждению хода их работы;
  • индивидуальные консультации при самостоятельной работе учащихся;
  • организация обсуждения результатов работы;
  • обобщение и подведение итогов занятия.

Виды деятельности учеников:

  • обсуждение готовой модели
  • построение физической модели изучаемого явления
  • самостоятельная работа по проведению виртуального исследования;
  • обсуждение и оценка полученных результатов;
  • подготовка отчета.

Виды деятельности учителя:

  • беседа по постановке задачи, обсуждению хода их работы;
  • индивидуальные консультации при самостоятельной работе учащихся;
  • организация обсуждения результатов;
  • обобщение и подведение итогов.

Законы движения и взаимодействия тел  

8

2

6

Исследование равномерного  и равнопеременного движения (построение модели движения материальной точки в инерциальной системе отсчета, построение и анализ графиков скорости и проекции скорости при равномерном и равноускоренном движениях, графика координаты  при равномерном движении) движения.

Исследование движения тела брошенного под углом к горизонту (построение модели движения без учета силы трения, определение максимальной дальности полета в зависимости от начальной скорости и угла направления скорости) .

Исследование движения искусственных спутников Земли (определение формы возможной траектории, скоростей для выхода на орбиту).

Исследование закона сохранения импульса системы тел в замкнутой системе

2

2

2

2

0,5

0,5

0,5

0,5

1,5

1,5

1,5

1,5

Механические колебания и волны

6

1,75

4,25

Исследование колебаний пружинного и математического маятников без учета силы трения (по выбору учащегося): определение зависимости периода колебаний от длины нити, массы тела, жесткости пружины, ускорения свободного падения.

Изучение закона сохранения и преобразования энергии в колебательных процессах.

Исследование свойств волн (интерференции): наблюдение картины интерференции для волн на поверхности, анализ полученных изображений, установление зависимости амплитуды колебаний от дальности расположения от источника, наличия когерентности колебаний.

3

2

1

1

0,5

0,25

2

1,5

0,75

Электромагнитные колебания и волны

7 часов

1,75

5,25

Изучение толстых линз: изучение хода светового луча в толстых линзах, определение зависимости фокусного расстояния от радиуса кривизны поверхности и толщины линзы,  коэффициента преломления стекла линзы, влияние оптической плотности окружающей среды на оптическую силу линзы .

Получение изображений, даваемых линзой: зависимость изображения даваемого собирающей и рассеивающей линзы от вида линзы, фокусного расстояния, расстояния от предмета до линзы.

Исследование волновых свойств света на примере дифракции от круглого отверстия,  экрана, щели. Анализ полученного изображения в монохроматическом и белом свете.

2

2

3

0,5

0,5

0,75

1,5

1,5

2,25

Атомная и ядерная физика

3 часа

0,65

2,25

Явление радиоактивности, строение ядра, ядерные реакции: наблюдение распада и синтеза ядер на моделях, выявление закономерностей, выполняющихся при радиоактивных превращениях ядер.

Ядерный реактор: знакомство с принципами действия, строением реактора и атомной электростанции на интерактивных моделях.

2

1

0,5

0,15

1,5

0,75

Повторение

4 часа

4

Создание собственной модели физического процесса

4

  • Создание собственной модели физического явления,
  • Написание подробного отчета
  • Защита работы

Резерв

4 часа


Согласование уроков курса с программой по физике  *

Физика 9 класс

А.В.Перышкин, Е.М.Гутник

Физика на компьютерах

урок

тема

урок

тема

3-4

Определение координаты тела.

Прямолинейное равномерное движение. Перемещение.

3-4

Исследование движения тела при равномерном движении

5-11

Ускорение. График скорости. Равноускоренное движение. Перемещение.  Решение задач.

5-7

Исследование равнопеременного движения, самостоятельная работа.

12-13

14-18

Движение по окружности.

Законы Ньютона.

8 - 9

Исследование движения тела, брошенного под углом к горизонту

20-21

Закон всемирного тяготения. Ускорение свободного падения. Искусственные спутники Земли.

10

Исследование движения искусственного спутника

22-24

Импульс тела. Закон сохранения импульса. Реактивное движение.

11

Исследование закона сохранения импульса

26-30

Колебательные системы. Характеристики колебаний.

Л.р. «Зависимость периода и частоты от длины маятника». 

Пружинный маятник.

13 - 15

Исследование колебаний математического маятника или

Исследование колебаний пружинного маятника.

31

Превращение энергии колебаний.

16 - 17

Изучение закона сохранения энергии в кол. процессах.

33-34

Волны. Виды волн. Характеристики. Свойства волн.

18

Исследование свойств звуковых волн (интерференции).

38-39

Преломление света

Линза. Оптическая сила линзы.

19

Изучение толстых линз.

40-43

Изображения, даваемые линзой.

Л.р. «Получение изображений». Р.задач.

Глаз как оптическая система

20-22

Получение изображений, даваемых линзой. Самостоятельная  работа.

48-49

Электромагнитная природа света. Волновые свойства: интерференция и дифракция. Волновые свойства света: дисперсия и поляризация.

23 - 24

Исследование волновых свойств света: Дифракция.

52-58

Явление радиоактивности. Модели атомов. Модель атома Бора Радиоактивные превращения ядер. Строение ядра. Ядерные силы. Энергия связи.

Деление ядер. Цепная реакция.

25

Явление радиоактивности. Строение ядра, радиоактивные превращения.

59-60

Ядерный реактор. Атомная энергетика.

Термоядерная реакция.

26

Ядерный реактор.

61-68

Обобщение, повторение

27 - 30

Создание собственной модели физического явления (по выбору учащегося). Защита работы.

* Каждое занятие включает теоретическую часть – построение физической модели явления  и практическую – построение математической модели явления, самостоятельная работа при работе с готовой моделью по проведению исследования, подготовка отчета.

Обобщенная модель урока

Задачи общеучебные:

  1. формирование навыков самостоятельной работы с учебным материалом с использованием новых информационных технологий;
  2. формирование умения и навыка аналитического и критического мышления;
  3. развитие навыков исследовательской деятельности;
  4. формирование умения поставить задачу и ее решить, оценить полученный результат;
  5. формирование навыков самоконтроля.

Описание урока

Урок проводится с группой учащихся, выбравших элективный курс «Физика на компьютерах» в качестве курса по выбору.

Время проведения: после обычного урока физики в 10 классе по данной теме.

Место проведения: компьютерный класс.

Длительность занятия: академический час (45 минут). Примерно треть времени отводится для беседы с учащимися по постановке задачи исследования, построения модели (в начале урока) и обсуждению результатов исследования (в конце урока). Остальная часть времени 25 – 30 минут отводится  для работы за компьютером по проведению виртуального эксперимента и выполнения расчетов.

Типичный ход урока

  1. Актуализация знаний (в форме беседы):
  1. Вопросы по теме;
  2. Повторение основных определений.

  1. Постановка цели исследования (в форме беседы):
  1. Формулировка задачи;
  2. Построение и обсуждение модели;
  3. Уточнение предмета и методов исследования.

  1. Проведение исследования (самостоятельная работа учащихся, консультации учителя):

При работе в Excel

Решение задачи в общем виде;

Проведение расчетов;

Построение графиков;

Анализ полученных результатов.

При работе с готовой моделью

Проведение эксперимента;

Анализ полученных результатов.

  1. Подведение итогов (в форме беседы):
  1. Подготовка отчета о результатах работы;
  2. Обсуждение результатов;
  3. Формулирование выводов.


Оборудование и материалы

  1. Компьютеры, системные требования: Windows 98SE/Me/2000/XP, Pentium 333, 200 Mб свободного дискового пространства, 64 Mб оперативной памяти, CD-ROM, SVGA 800×600.
  2. Компьютерные программы
  1. Internet Explorer 5.0 или выше,
  2. MSOffice 97/2000/XP

  1. Обучающие компьютерные программы:
  1. «Открытая физика. 2.5.» ООО «Физикон»;
  2. «1С: Физика», 1С, 2003
  3. «Физика 9 – 11», Новая школа, 2005,
  4. «Живая физика»,

  1. Инструкции по работе с программой перед каждым компьютером или в электронном формате в виде документа Word или Excel.
  2. Желательно наличие сетевого класса для работы с сетевыми версиями программ, а также для общего доступа к заданиям в электронном виде  и хранения отчетов.

Литература

  1. Фрадкин В.Е. Дидактические требования к ППС (по И.В. Роберт). Кабинет физики АППО (материалы сайта http://www.edu.delfa.net)
  2. Фрадкин В.Е. Образовательный потенциал НИТ на современном уроке физики. Кабинет физики АППО (материалы сайта http://www.edu.delfa.net)
  3. Обучающий компакт-диск «Открытая физика 2.5», ФИЗИКОН, 2003
  4. Обучающий компакт-диск «1С: Физика», 1С, 2003
  5. Обучающий компакт-диск «Физика 9 – 11», Новая школа, 2005


По теме: методические разработки, презентации и конспекты

Рабочая программа внеурочной деятельности "Веселый компьютер"

Рабочая программа внеурочной деятельности по общеинтеллектуальному направлению "Веселый компьютер" для учащихся 1-2 классов...

Рабочая программа курса внеурочной деятельности «Мой инструмент — компьютер» по информатике и ИКТ 5-6 класс

Рабочая программа курса внеурочной деятельности «Мой инструмент — компьютер» обще интеллектуального направления. Данная программа разработа для работы с следующим программным обеспечением: п...

КТП по курсу внеурочной деятельности «Мой инструмент — компьютер» 5-6 класс

Календарно-тематическое планирование составлено на два года обучения. Курс внеурочной деятельности расчитан на 68 часов (1 час в неделю, в 5 классе - 34 часа и в 6 классе - 34 часа)...

ПРОГРАММА КУРСА ВНЕУРОЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ «Учимся работать на компьютере»

Основной целью изучения предлагаемого курса является формирование у обучающихся начальной школы основ ИКТ-компетентности, многие компоненты которой входят в структуру УУД. Это и задаёт основные ценнос...

Рабочая программа курса внеурочной деятельности "Увлекательный мир компьютера"

Сегодня человеческая деятельность в технологическом плане меняется очень быстро, на смену существующим технологиям и их конкретным техническим воплощениям быстро приходят новые, которые специалисту пр...

Методическая разработка: «Как организовать курс внеурочной деятельности ГБОУ СОШ на примере курса внеурочной деятельности по математике в 5-х классах ГБОУ СОШ №4 Кусто»

В настоящей методической разработке я представлю методы организации внеурочной деятельности по математике в пятых классах....

Рабочая программа по курсу внеурочной деятельности "Я познаю компьютер" для 7 класса 2 часа в неделю

В новом тысячелетии мы вступили в эпоху, которую в противовес уходящей «индустриальной эпохе» называют «информационной эпохой».Новая эпоха ставит перед школьным образованием но...