Методические материалы.
Здесь Вы найдете методические разработки уроков, дополнительные материалы для учащихся.
Скачать:
| Вложение | Размер |
|---|---|
 Задачи с иллюстрациями. | 346.5 КБ |
 Презентация о Карно. | 2.05 МБ |
| Презентация по электростатике. | 95.5 КБ |
| Методика проведения физического эксперимента | 21.35 КБ |
Предварительный просмотр:
Задача № 1
Два одинаковых сплошных медных шара ( =8,9 ·103 кг/м3) диаметром 1м соприкасаются друг с другом. Определить энергию их гравитационного взаимодействия. Как изменится эта энергия, если:
- расстояние между ними будет 3,14 м?
- диаметры шаров увеличатся в два раза?
Задача № 2
Определить, во сколько раз ускорение, обусловленное центробежной силой на экваторе Земли, меньше ускорения, вызванногосилой тяготения на поверхности Земли.
Задача № 2-1
Жители Палестины и Израиля, обсуждая зависимость миграционных процессов своих народов от сил в природе, поспорили: какая из сил на экваторе Земли больше – центробежная или гравитационная. Жители Палестины утверждал, что меньше центробежная, а Житель Израиля - гравитационная. Кто из их прав? Определить причину разногласий.
Задача № 3
Считая орбиту Луны круговой, определить линейную скорость движения Луны вокруг Земли.
За какое время Баба-Яга обгонит Луну?
Задача № 4
Определить, во сколько раз постоянная Холла у меди больше, чем у алюминия, если известно, что в алюминии на один атом в среднем приходится 2 свободных электрона, а в меди - 0.8 свободных электронов. Плотности алюминия и меди соответственно равны: 2,7 ·103 кг/м3, 8,9·103 кг/м3
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
Французский физик и математик Дата рождения: 1 июня 1796 Место рождения: Париж Дата смерти: 24 августа 1832 (36 лет) Место смерти: Париж Страна: Франция Научная сфера: Термодинамика Альма-матер: Политехническая школа Известен как: первооткрыватель цикла Карно
В 1814 году Сади закончил школу шестым по успеваемости и был направлен в Инженерную школу в городе Мец. В 1819 году перебрался в Париж. В Париже он посещал лекции в Сорбонне, Коллеж де Франс, Консерватории Искусств и Ремёсел. Там он познакомился с химиком Никола Клеманом , занимавшимся изучением газов. Общение с ним вызвало интерес у Карно к изучению паровых машин. И в 1824 году вышла первая и единственная работа Сади Карно — «Размышления о движущей силе огня и о машинах, способных развивать эту силу» .
В ней был произведен анализ существующих в то время паровых машин, и были выведены условия, при которых КПД достигает максимального значения. Помимо этого там же были введены основные понятия термодинамики: идеальная тепловая машина, идеальный цикл, обратимость и необратимость термодинамических процессов. Эта работа считается основополагающей в термодинамике.
К 1824, когда Карно опубликовал свой трактат Размышления о движущей силе огня... (Reflections sur la puissance motrice du feu...), было уже хорошо известно, что за счет теплоты можно получать механическую энергию, но ни у кого не было ни малейшего представления о том, каким может быть КПД тепловой машины, и были не совсем ясны термодинамические основы ее действия. Прошло десять лет, прежде чем Б.Клапейрон, который первым по достоинству оценил трактат Карно, повторно опубликовал его, снабдив важными дополнениями.
Идеальный термодинамический цикл. Состоит из 2 адиабатических и 2 изотермических процессов. Тепловая машина Карно, работающая по этому циклу, обладает максимальным КПД из всех машин, у которых максимальная и минимальная температуры осуществляемого цикла совпадают соответственно с максимальной и минимальной температурами цикла Карно.
Изотермическое расширение (на рисунке — процесс A→Б). В начале процесса рабочее тело имеет температуру TH, то есть температуру нагревателя. Затем тело приводится в контакт с нагревателем, который изотермически (при постоянной температуре) передаёт ему количество теплоты QH. При этом объём рабочего тела увеличивается. Цикл Карно состоит из четырёх стадий: Адиабатическое (изоэнтропическое) расширение (на рисунке — процесс Б→В). Рабочее тело отсоединяется от нагревателя и продолжает расширяться без теплообмена с окружающей средой. При этом его температура уменьшается до температуры холодильника. Изотермическое сжатие (на рисунке — процесс В→Г). Рабочее тело, имеющее к тому времени температуру TX, приводится в контакт с холодильником и начинает изотермически сжиматься, отдавая холодильнику количество теплоты QX. Адиабатическое (изоэнтропическое) сжатие (на рисунке — процесс Г→А). Рабочее тело отсоединяется от холодильника и сжимается без теплообмена с окружающей средой. При этом его температура увеличивается до температуры нагревателя.
Одним из важных свойств цикла Карно является его обратимость: он может быть проведён как в прямом, так и в обратном направлении, при этом энтропия адиабатически изолированной (без теплообмена с окружающей средой) системы не меняется.
компрессионный холодильник Теоретической основой, на которой построен принцип работы холодильников, является второе начало термодинамики. Охлаждающий газ в холодильниках совершает так называемый обратный цикл Карно. При этом основная передача тепла основана не на цикле Карно, а на фазовых переходах — испарении и конденсации. В принципе возможно создание холодильника, использующего только цикл Карно, но при этом для достижения высокой производительности потребуется или компрессор, создающий очень высокое давление, или очень большая площадь охлаждающего и нагревающего теплообменника.
Спасибо за внимание
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
Предисловие Электростатика — раздел учения об электричестве, изучающий взаимодействие неподвижных электрических зарядов. Между одноимённо заряженными телами возникает электростатическое (или кулоновское) отталкивание, а между разноимённо заряженными — электростатическое притяжение. Явление отталкивания одноименных зарядов лежит в основе создания электроскопа — прибора для обнаружения электрических зарядов. В основе электростатики лежит закон Кулона. Этот закон описывает взаимодействие точечных электрических зарядов.
История Основание электростатики положили работы Кулона (хотя за десять лет до него такие же результаты, даже с ещё большей точностью, получил Кавендиш. Результаты работ Кавендиша хранились в семейном архиве и были опубликованы только спустя сто лет); найденный последним закон электрических взаимодействий дал возможность Грину, Гауссу и Пуассону создать изящную в математическом отношении теорию. Самую существенную часть электростатики составляет теория потенциала, созданная Грином и Гауссом. Очень много опытных исследований по электростатике было произведено Рисом [1] книги которого составляли в прежнее время главное пособие при изучении этих явлений. Опыты Фарадея, произведенные ещё в первую половину тридцатых годов XIX века, должны были повлечь за собой коренное изменение в основных положениях учения об электрических явлениях. Эти опыты указали, что то, что считалось совершенно пассивно относящимся к электричеству, а именно, изолирующие вещества или, как их назвал Фарадей, диэлектрики, имеет определяющее значение во всех электрических процессах и, в частности, в самой электризации проводников. Эти опыты обнаружили, что вещество изолирующего слоя между двумя поверхностями конденсатора играет важную роль в величине электроёмкости этого конденсатора. Замена воздуха, как изолирующего слоя между поверхностями конденсатора, каким-либо другим жидким или твёрдым изолятором производит на величину электроемкости конденсатора такое же действие, какое оказывает соответствующее уменьшение расстояния между этими поверхностями при сохранении воздуха в качестве изолятора. При замене слоя воздуха слоем другого жидкого или твёрдого диэлектрика электроемкость конденсатора увеличивается в K раз. Эта величина K названа Фарадеем индуктивной способностью данного диэлектрика. Сегодня величину K называют обыкновенно диэлектрической проницаемостью этого изолирующего вещества.
Потенциал Как уже выше упомянуто, в основу электростатики, вплоть до появления работ Максвелла, был положен закон Кулона: . При допущении С = 1, т. е. при выражении количества электричества в так называемой абсолютной электростатической единице системы СГС, этот закон Кулона получает выражение: . отсюда потенциальная функция или, проще, потенциал в точке, координаты которой (x, у, z), определяется формулой: в которой интеграл распространяется на все электрические заряды в данном пространстве, а r обозначает расстояние элемента заряда dq до точки (x, у, z). Обозначая поверхностную плотность электричества на наэлектризованных телах через σ, а объёмную плотность электричества в них через ρ, мы имеем Здесь dS обозначает элемент поверхности тела, (ζ, η, ξ) — координаты элемента объёма тела. Проекции на оси координат электрической силы F, испытываемой единицей положительного электричества в точке (x, у, z) находятся по формулам: Поверхности, во всех точках которых V = пост., носят название эквипотенциальных поверхностей или, проще, поверхностей уровня. Линии, ортогональные к этим поверхностям, суть электрические силовые линии. Пространство, в котором могут быть обнаружены электрические силы, т. е. в котором могут быть построены силовые линии, носят название электрического поля. Сила, испытываемая единицей электричества в какой-либо точке этого поля, называется напряженностью электрического поля в этой точке. Функция V обладает следующими свойствами: она конечна, непрерывна. Определена с точностью до произвольной константы, поэтому её также можно задать так, чтобы она обращалась в 0 в точках, отстоящих от данного распределения электричества на бесконечное расстояние. Потенциал сохраняет одну и ту же величину во всех точках какого-либо проводящего тела. Для всех точек земного шара, а также для всех проводников, металлически соединённых с землей, функция V равна 0 (при этом не обращается внимания на явление Вольты, о котором сообщено в статье Электризация). Обозначая через F величину электрической силы, испытываемой единицей положительного электричества в какой-нибудь точке на поверхности S, замыкающей собой часть пространства, и через ε — угол, образуемый направлением этой силы с внешней нормалью к поверхности S в той же точке, мы имеем В этой формуле интеграл распространяется на всю поверхность S, a Q обозначает алгебраическую сумму количества электричества, заключающихся внутри замкнутой поверхности S. Равенство (4) выражает собой теорему, известную под названием теоремы Гаусса. Одновременно с Гауссом такое же равенство было получено Грином, почему некоторые авторы эту теорему называют теоремой Грина. Из теоремы Гаусса могут быть выведены как следствия, a) теорема Пуассона здесь ρ обозначает объёмную плотность электричества в точке (x, у, z); b) теорема Лапласа такое уравнение относится ко всем точкам, в которых не имеется электричества с) грничное условие Здесь Δ — оператор Лапласа, n1 и n2 обозначают нормали в точке какой-либо поверхности, в которой поверхностная плотность электричества σ, нормали, проведенные в ту и в другую сторону от поверхности. Из теоремы Пуассона следует, что для проводящего тела, в котором во всех точках V = пост., должно быть ρ = 0. Поэтому выражение потенциала принимает вид Из формулы, выражающей граничное условие, т. е. из формулы (7), следует, что на поверхности проводника причём n обозначает нормаль к этой поверхности, направленную от проводника внутрь изолирующей среды, прилегающей к этому проводнику. Из этой же формулы выводится
Потенциал Здесь Fn обозначает силу, испытываемую единицей положительного электричества, находящегося в точке, бесконечно близко лежащей к поверхности проводника, имеющей в этом месте поверхностную плотность электричества, равную σ. Сила Fn направлена по нормали к поверхности в этом месте. Сила, испытываемая единицей положительного электричества, находящегося в самом электрическом слое на поверхности проводника и направленная по внешней нормали к этой поверхности, выражается через Отсюда электрическое давление, испытываемое по направлению внешней нормали каждой единицей поверхности наэлектризованного проводника, выражается формулой Приведенные уравнения и формулы дают возможность делать немало выводов, относящихся к вопросам, рассматриваемым в Э. Но все они могут быть заменены ещё более общими, если воспользоваться тем, что содержится в теории электростатики, данной Максвеллом.
Формулы.
Электростатика Максвелла Как уже упомянуто выше, Максвелл явился истолкователем идей Фарадея. Он облек эти идеи в математическую форму. Основание теории Максвелла заключается не в законе Кулона, а в принятии гипотезы, которая выражается в следующем равенстве: Здесь интеграл распространяется по какой угодно замкнутой поверхности S, F обозначает величину электрической силы, которую испытывает единица электричества в центре элемента этой поверхности dS, ε обозначает угол, образуемый этой силой с внешней нормалью к элементу поверхности dS, К обозначает диэлектрический коэффициент среды, прилегающей к элементу dS, и Q обозначает алгебраическую сумму количеств электричества, заключающихся внутри поверхности S. Следствиями выражения (13) являются нижеследующие уравнения: Эти уравнения более общи, чем уравнения (5) и (7). Они относятся к случаю каких угодно изотропных изолирующих сред. Функция V, являющаяся общим интегралом уравнения (14) и удовлетворяющая вместе с этим уравнению (15) для всякой поверхности, которая отделяет собой две диэлектрические среды с диэлектрическими коэффициентами K1 и K2, а также условию V = пост. для каждого, находящегося в рассматриваемом электрическом поле проводника, представляет собой потенциал в точке (x, у, z). Из выражения (13) также следует, что кажущееся взаимодействие двух зарядов q и q1, находящихся в двух точках, расположенных в однородной изотропной диэлектрической среде на расстоянии r друг от друга, может быть представлено формулой т. е. это взаимодействие обратно пропорционально квадрату расстояния, как это должно быть согласно закону Кулона. Из уравнения (15) мы получаем для проводника: Формулы эти более общие, чем вышеприведенные (9), (10) и (12). представляет собой выражение потока электрической индукции через элемент dS. Проведя через все точки контура элемента dS линии, совпадающие с направлениями F в этих точках, мы получаем (для изотропной диэлектрической среды) трубку индукции. Для всех сечений такой трубки индукции, не заключающей внутри себя электричества, должно быть, как это следует из уравнения (14), KFCos ε dS = пост.
Электростатика Максвелла Не трудно доказать, что если в какой-либо системе тел электрические заряды находятся в равновесии, когда плотности электричества соответственно суть σ1 и ρ1 или σ2 и ρ2, то заряды будут в равновесии и тогда, когда плотности будут σ = σ1 + σ2 и ρ = ρ1 + ρ2 (принцип сложения зарядов, находящихся в равновесии). Равным образом легко доказать, что при данных условиях может быть только одно распределение электричества в телах, составляющих собой какую-либо систему. Весьма важным оказывается свойство проводящей замкнутой поверхности, находящейся в соединении с землёй. Такая замкнутая поверхность является экраном, защитой для всего пространства, заключённого внутри неё, от влияния каких угодно электрических зарядов, расположенных с внешней стороны поверхности. Вследствие этого электрометры и другие измерительные электрические приборы окружаются обыкновенно металлическими футлярами, соединяемыми с землёй. Опыты показывают, что для таких электрических экранов нет надобности употреблять сплошной металл, вполне достаточно эти экраны устраивать из металлических сеток или даже металлических решёток. Система наэлектризованных тел обладает энергией, т. е. обладает способностью совершить определённую работу при полной потере своего электрического состояния. B электростатике выводится следующее выражение для энергии системы наэлектризованных тел:
Конец.
Предварительный просмотр:
Методологические основы и методика проведения
физического эксперимента в школе.
Физика - наука экспериментальная?
Физика – наука экспериментальная, это факт.
Отсутствие эксперимента на уроках физики
превращает ее из науки экспериментальной
в науку «мелодраматическую», то есть «меловую».
«Цель обучения ребенка состоит в том,
чтобы сделать его способным развиваться
без помощи учителя».
Э. Хаббард
Первая задача – это мотивация.
Вторая задаче – научность знаний,
(двигаться от простого к сложному.)
Третья задача – творчество.
1. Задачи физического эксперимента
2. Виды физического эксперимента
3. Требования к физическому эксперименту
4. Техника физического эксперимента и методика его проведения
5. Результаты физического эксперимента
В Федеральном компоненте государственного стандарта общего образования среди приоритетных целей и задач физического образования называется цель «приобретение опыта применения научных методов познания, наблюдения физических явлений, проведения опытов, простых экспериментальных исследований, прямых и косвенных измерений с использованием аналоговых и цифровых измерительных приборов; понимание неизбежности погрешностей любых измерений» (стандарт).
Физический эксперимент в школе применяется в следующих видах :
Демонстрационный эксперимент, который проводит учитель;
Фронтальный эксперимент, лабораторные работы, выполняемые учащимися в процессе изучения программного материала;
Физический практикум - работы, выполняемые учащимися в завершение предыдущих разделов курса физики или в конце всего школьного курса физики;
Экспериментальные задачи - внеклассные физические опыты: кружки, конференции, домашние экспериментальные работы.
Эта классификация складывалась постепенно: в начале был только демонстрационный эксперимент, потом ( в конце XIX в.) возникла идея фронтального физического эксперимента, которая окончательно реализовалась в школе только в 50-е гг. ХХ в., затем, 60-е гг. ХХ в был введен в школе физический практикум (1957 г.) . Сейчас школьный физический эксперимент продолжает развивается различными путями. Во-первых, возникают новые приборы, методы демонстрирования и т.п., т.е. развивается техника, применяемая в эксперименте, развивается и методика проведения эксперимента, что может вносить некоторые добавления в приведенную выше классификацию.
Основное место занимает демонстрационный эксперимент, который присутствует в том или ином виде на каждом уроке физике, демонстрируя физические явления, процессы и закономерности, Учащиеся, наблюдая, обсуждая и вникая в сущность демонстрируемого, видя и мысленно «повторяя» действия учителя при демонстрации опыта, получают и первоначальные экспериментальные умения. Следует иметь в виду, что эти умения складываются не только из того, что будет делать школьник своими руками. Даже не выполняя фронтальные лабораторные работы и работы физического практикума, школьники с помощью демонстрационного эксперимента знакомятся с экспериментальным методом в физике. А привлекая учащихся к выполнению хотя бы части демонстраций их вариантов., вызывая их для повторения того или иного опыта (или какого-то его варианта), учитель обучает их каким-то экспериментальным умениям.
Перечень фронтальных лабораторных работ приводятся в стандарте общего образования. Их достаточно много, они предусмотрены практически по каждой теме курса физики. Фронтальные лабораторные работы связаны хронологически с изучаемым материалом, рассчитаны на один урок, их можно классифицировать и выделить группы работ по:
- наблюдению физических явлений (взаимодействие магнитов, интерференция и др.);
- ознакомлению с приборами и выполнению с их помощью прямых измерений (измерение силы тока, напряжения, массы тела и др.);
-выполнению косвенных измерений физических величин (измерение сопротивления проводника с помощью амперметра и вольтметра, измерение ЭДС и внутреннего сопротивления источника тока и др.);
- установлению зависимостей между физическими величинами, описывающими какой-то физический процесс (исследование зависимости между силой тока и напряжением, между параметрами состояния идеального газа и др.);
- сборке и ознакомлению с принципом действия некоторых технических установок и приборов (сборка электромагнитного реле, детекторного радиоприемника и др.).
В зависимости от дидактических задач, которые решаются с помощью фронтальных лабораторных работ, их можно разделить на иллюстративные (проверочные) и исследовательские (эвристические).
Иллюстративные работы выполняются с целью «проверки» изученных закономерностей или полученного дедуктивного вывода.
Исследовательские работы выполняются с целью проверки гипотез и получения новых знаний, они могут служить основой индуктивного вывода.
Отчет учащихся о работе должен содержать:
Название работы.
Цель.
Перечень приборов и материалов.
Рисунок установки, схему цепи (там, где это необходимо).
Таблицу значений измеряемых величин с указанием их единиц и погрешностей измерений.
Вычисления (необходимые формулы и расчеты).
Вычисление погрешностей результата.
Анализ результатов и выводы.
Физический практикум в программу по физике был введен только в 1957 г. Практически этот вид занятий стал внедряться после того, как были разработаны необходимое оборудование, методика проведения этих работ. В решении этой проблемы велика роль А.А. Покровского и И.М. Румянцева.
Физический практикум проводится с целью повторения, углубления, расширения и обобщения полученных знаний из разных тем курса физики; развития и совершенствования у учащихся экспериментальных умений путем использования более сложного оборудования, более сложного эксперимента; формирования у них самостоятельности при решении задач, связанных с экспериментом.
Физический практикум не связан по времени с изучаемым материалом, он проводится, как правило, в конце учебного года, иногда - в конце первого и второго полугодий, и включает серию опытов по той или иной теме.
Несмотря на то, что изучаемые зависимости уже известны учащимся и в этом смысле работы носят иллюстративный характер, но тем не менее деятельность учащихся может быть организована в логике экспериментального исследования. В этом случае они планируют эксперимент, подбирают и обосновывают выбор приборов и т.д.
Экспериментальные задачи. Домашние экспериментальные и лабораторные работы - простейший самостоятельный эксперимент, который выполняется учащимися дома, вне школы, без непосредственного контроля со стороны учителя за ходом работы.
Главные задачи экспериментальных работ:
- формирование умения наблюдать физические явления в природе и в быту;
- формирование умения выполнять измерения с помощью измерительных средств, использующихся в быту;
- формирование интереса к эксперименту и к изучению физики;
- формирование самостоятельности и активности.
Домашние лабораторные работы могут быть классифицированы в зависимости от используемого при их выполнении оборудования:
- работы, в которых используются предметы домашнего обихода и подручные материалы (мерный стакан, рулетка, бытовые весы и т.п.;
- работы, в которых используются самодельные приборы (рычажные весы, электроскоп и др.);
- работы, выполняемые на приборах, выпускаемых промышленностью.
Давно рекомендовано учащимся иметь домашнюю лабораторию. В нее включались в первую очередь линейки, мензурка, воронка, весы, разновесы, динамометр, трибометр, магнит, часы с секундной стрелкой, железные опилки, трубки, провода, батарейка, лампочка. Однако, несмотря на то, что в набор включены весьма простые приборы, это предложение не получило распространения.
Для организации домашней экспериментальной работы учащихся можно использовать так называемую мини-лабораторию, предложенную учителем-методистом Е.С. Объедковым, в которую входят многие предметы домашнего обихода (бутылочки от пенициллина, резинки, пипетки, линейки и т.п.), что доступно практически каждому школьнику. Е.С. Объедков разработал весьма большое число интересных и полезных опытов с этим оборудованием.
Кроме того, промышленностью выпускаются различные конструкторы (по оптике, электричеству, электромагнетизму), которые могут быть использованы для домашнего эксперимента.
В последнее время появились фирмы, выпускающие школьное оборудование в виде как комплектов, так и отдельных приборов. Простейшие из этих приборов могут оказаться доступными для приобретения учащимися и войти в состав домашней лаборатории.
Появилась также возможность использовать ЭВМ для проведения в домашних условиях Модельного эксперимента. Понятно, что соответствующие задания могут быть предложены тем учащимся, у которых дома есть компьютер и программно-педагогические средства.
Учащимся старших классов целесообразно предлагать работы более высокого уровня: конструкторские, исследовательские.
Результаты выполненных работ должны быть соответствующим образом оформлены (так, как это делается при выполнении фронтальных лабораторных работ). Их следует обязательно обсудить и проанализировать на уроке.
Экспериментальные задачи - физические задачи, постановка и решение которых связаны с экспериментом: с различными измерениями, воспроизведением физических явлений, наблюдениями за физическими процессами, сборкой установок электрических цепей и т.д.
Большинство таких задач строится так, чтобы в ходе решения ученик сначала высказал предложения, обосновал умозрительные выводы, а потом проверил их опытом. Такое построение вызывает у учеников большой интерес к задачам и при правильном решении большое удовлетворение своими знаниями.
Экспериментальные задачи можно разделить на следующие виды:
- Задачи, в которых для получения ответа приходится либо измерять необходимые физические величины, либо использовать паспортные данные приборов, либо экспериментально проверять эти данные.
- Задачи, в которых ученики самостоятельна устанавливают зависимость и взаимосвязь между конкретными физическими величинами.
- Задачи, в условии которых дано описание опыта, а ученик должен предсказать его результат.
- Задачи, в которых ученик должен с помощью данных ему приборов и принадлежностей показать конкретное физическое явление без указаний на то, как это сделать, или собрать электрическую цепь. Сконструировать установку из готовых деталей в соответствии с условиями задачи.
- Задачи на глазомерное определение физических величин с последующей экспериментальной проверкой правильности результата.
- Задачи с производственным содержанием, в которых решаются конкретные практические вопросы.
Значение экспериментальных задач в том, что они повышают активность учащихся на уроке, способствуют устранения формализма в знаниях, приобретению навыков исследовательского характера, формируют критический подход к оценке результатов измерений.
Требования к школьному физическому эксперименту
Экспериментальный метод в преподавании физики в средней школе является одним из основных методов обучения физики. Он в весьма доступной и наглядной форме знакомит школьников с демонстрационным подходом к познаванию физических явлений. Закономерностей и процессов в науке - физике. А метод обучения есть отражение метода познания в деятельности, которая называется обучением. Как велико значение демонстрационного метода в науке физике, так оно велико в обучении физике, в преподавании учебного предмета «физика». Специфика демонстрационного метода в его наглядности, убедительности и в педагогической эффективности.
Видимость всеми учащимися класса. Учащиеся должны видеть все детали опыта. Для обеспечения видимости опытов демонстрационные приборы должны быть достаточно больших размеров, а если это невозможно, то следует применять специальные способы, обеспечивающие их видимость.
Наглядность - предполагает ясную и понятную постановку демонстрируемого опыта. Это достигается тем, что в демонстрационной установке удаляются или скрываются не столь существенные детали, выбирается такой вариант опыта. Который будет легче всего понят учащимися. Идеалом является тот случай, когда учащиеся с первого взгляда как бы все понимают в установке, а учитель еще дополняет это «понимание» своим рассказом, указаниями, как и где сосредоточить свое внимание при наблюдении опыта.
Кратковременность опыта - обосновывают тем, что в учебном процессе дорога каждая минута. Действительно. Время дорого. Но в показе демонстрации основное не экономия времени, а обеспечение наглядности и видимости опыта. Опыт должен длиться столько времени, сколько нужно для показа явления.
Выразительность и эмоциональность. – эксперимент должен вызывать удивление и восторг учащихся при наблюдении действий учителя.
Занимательность - эксперимент должен вызывать интерес у учащихся .
Надежность эксперимента - возможность повторного его показа (уверенность учителя в том, что эксперимент может быть осуществлен еше раз).
Убедительность эксперимента - просмотр эксперимента не должен приводить к двойственному или неправильному толкованию, а убедительно показывать то, что следовало показать.
Соответствие правилам безопасности.
Техника школьного физического эксперимента и методика его проведения
При подготовке демонстрационного эксперимента к уроку учитель обычно выполняет следующую последовательность действий:
- определяет дидактическую цель опыта и его место в структуре урока или этапе урока;
- четко формулирует, какое явление, или свойство вещества, или устройство собирается демонстрировать;
- определяет элементы экспериментальной установки: объект исследования, воздействующий элемент, управляющий элемент, индикатор;
- составляет принципиальную схему экспериментальной установки;
- определяет методом прикидки параметры элементов экспериментальной установки;
- выбирает вариант экспериментальной установки и подбирает приборы, руководствуясь их эксплуатационными возможностями и дидактическими требованиями к демонстрационному эксперименту;
- собирает демонстрационную установку;
- продумывает расположение приборов на демонстрационном столе и подбирает средства, позволяющие обеспечить наилучшую видимость демонстрации.
Каждый демонстрационный опыт должен готовиться и проверяться заранее, до урока. Готовую демонстрацию можно перенести на подвижный столик, а непосредственно перед уроком вынести в класс и переставить на демонстрационный стол.
Технология демонстрационного опыта предполагает определение этапов этой работы, которые должны следовать один за другим и при их правильном выполнении привести к конечному, запланированному результату.
Демонстрационный эксперимент может использоваться на уроках физики для решения таких дидактических задач, как:
- мотивация изучения нового материала;
- выдвижение познавательной задачи;
- создание проблемной ситуации;
- проверка гипотезы;
- получение индуктивного вывода;
- проверка дедуктивного вывода (теоретического предсказания, выведения следствия и т.п.);
- иллюстрация объяснения учителя.
Результаты школьного физического эксперимента
- создание мотивации и организация внимания учащихся;
- формулирование познавательной задачи;
- описание экспериментальной установки;
- выделение объекта наблюдения;
- выполнение эксперимента, при необходимости его повторение;
- фиксация результатов эксперимента;
- анализ и обсуждение результатов; выводы.
В зависимости от целей эксперимента и подготовки учащихся учитель выполняет эти этапы сам или привлекает учащихся, что предпочтительнее. В любом случае учащихся следует привлекать к выдвижению гипотезы, к обоснованию выбора приборов для экспериментальной установки, к фиксации и анализу результатов опыта.
На базе показанного опыта учащимся могут быть предложены как качественные, так и количественные задачи, экспериментальные задания. Эксперимент может провести сам учитель либо вызванный ученик.