Элективный курс "Изучение современных измерительных приборов"

Разделы: Физика

Пояснительная записка

Данный спецкурс предназначен для учащихся 9 классов, выбирающих дальнейший профиль обучения в старшей школе. В объёме 68 часов (2 часа в неделю). Из них:

  • лекционных – 14 часов;
  • семинарских занятий – 8 часов;
  • практических занятий – 40 часов;
  • резервное время – 6 часов.

Программа курса охватывает три темы: механика, молекулярная физика, электродинамика (законы постоянного тока).

Курс построен с опорой на знания и умения учащихся, приобретенные при изучении физики в основной школе, дает возможность более глубоко познакомиться с методами измерения физических величин, изучить принцип действия различных измерительных приборов, в том числе современных цифровых, приобрести умения практического использования измерительных приборов, обработки и анализа полученных результатов.

Цель данного курса: создание ориентационной и мотивационной основы для осознанного выбора профиля дальнейшего обучения.

Задачами данного курса являются:

  • Реализация учениками интереса к предмету.
  • Создание условий по самоопределению учащихся при выборе профиля.
  • Формирование навыков исследовательской деятельности.
  • Формирование умений работать с различными измерительными приборами.

Основным видом деятельности учащихся является исследовательская деятельность. Она включает в себя такие элементы, как наблюдение, измерение, выдвижение гипотез, построение объясняющих моделей, экспериментирование, математическая обработка данных, анализ информационных источников, а также предполагает использование коммуникативных умений (умение работать в группе, культуру ведения дискуссии, презентации результатов и т.д.).

Главной особенностью данного курса является то, что при проведении экспериментальной части учащимся предлагается для использования не только стандартное оборудование кабинета физики, но и современные цифровые измерительные приборы. Целью каждой работы с использованием современной измерительной техники является не только проведение исследований зависимостей одних физических величин от других, но и сравнение результатов измерений, полученных с помощью различных измерительных приборов.

В теоретическую часть курса включены вопросы по изучению устройства и принципа работы современных цифровых измерительных приборов.

Результатом обучения служит формирование навыков исследовательской деятельности, умений:

    • выстроить план исследования,
    • объяснять физические явления с опорой на выбранную модель,
    • составлять отчет о проведённом исследовании, с учётом вычисления погрешностей измерений,
    • построения таблиц и графиков исследуемых зависимостей,
    • предлагать и проводить наблюдения, измерения, эксперименты, позволяющие выявить характеристики явлений, проверить и скорректировать рабочую модель.

Итогом работы является конференция по результатам проведённых исследований.

Курс направлен на решение задач, с которыми ученики встречаются в повседневной жизни, на формирование уверенности в своих знаниях и способностях успешного взаимодействия с предметами окружающего мира и разнообразными техническими устройствами.

Основное содержание курса

Измерение физических величин (44 часа)

Метрическая система мер. Физические величины и их измерение. Единицы и эталоны величин. Абсолютные и относительные погрешности прямых измерений. Классификации измерительных приборов. Цифровые измерительные приборы и их принцип действия. Мультиметр. Инструментальные и отсчетные погрешности. Классы приборов. Границы систематических погрешностей и способы их оценки. Случайные погрешности измерений и оценка их границ.

Этапы планирования и выполнения эксперимента. Техника безопасности при проведении эксперимента. Выбор метода измерений и измерительных приборов. Запись результатов измерений. Таблицы и графики. Обработка результатов измерений. Сравнение полученных результатов.

Измерения расстояния и времени. Методы измерения тепловых величин. Методы измерения электрических величин.

Лабораторные работы:

1. Измерение размеров малых тел.
2. Измерение площади и объёмов тел.
3. Измерение промежутков времени.
4. Измерение массы тел различными способами.
5. Измерение равнодействующей силы.
6. Исследование зависимости силы тяжести от массы тела.
7. Исследование зависимости силы упругости от удлинения пружины.
8. Исследование зависимости силы трения от веса тела.
9. Исследование условия равновесия тел.
10. Измерение давления твёрдых тел, жидкостей и газов.
11. Исследование равномерного движения тела.
12. Измерение ускорения тел.
13. Исследование зависимости скорости движения тела от угла наклона плоскости.
14. Исследование зависимости периода и скорости движения тела на нити от радиуса окружности.
15. Измерение ускорения свободного падения тела.
16. Определение скорости тела, брошенного горизонтально.
17. Исследование дальности полёта тела, брошенного под углом к горизонту.
18. Исследование зависимости силы Кулона от q и r.
19. Исследование видов действия тока.
20. Определение массы вещества, выделившегося на электроде.
21. Исследование последовательного соединения.
22. Исследование параллельного соединения.
23. Исследование смешанного соединения.
24. Измерение мощности лампочки.
25. Измерение КПД нагревательной установки.
26. Сборка электромагнита и электромагнитного реле и испытание его действия.

Физические измерения в повседневной жизни (24 часа)

Измерение массы тел. Измерения температуры. Влажность воздуха и способы ее измерения. Измерение атмосферного давления. Измерение артериального давления. Бытовые электроприборы.

Лабораторные работы:

27. Измерение массы тела с помощью электронных весов.
28. Исследование зависимости показаний термометра от внешних условий.
29. Измерение влажности воздуха различными способами.
30. Измерение артериального кровяного давления.
31. Изучение принципа работы лампы дневного света.
32. Изучение принципа работы бытового электрического прибора (по выбору учащегося).
33. Расчет и испытание модели автоматического устройства (по выбору учащегося).

Экскурсия в школьный медицинский кабинет (2 часа).

Резерв времени – 6 часов.

Формы организации обучения и контроля достижений учащихся

При организации работы необходимо начать с теоретических занятий, сначала лекционных. Затем необходимо перейти на активное использование методов проблемного обучения, таких, как эвристическая беседа и проблемно-поисковая беседа. Использование этих методов позволяет активно включать учащихся в обсуждение выдвигаемых проблем, гипотез, задач, которые предлагает как учитель, так и сами ученики. Использование таких методов позволяет ученикам активно участвовать в обсуждении поставленных вопросов, учит культуре общения, умениям высказывать и отстаивать свою точку зрения, обосновывать высказанные утверждения и т.д.

На практических занятиях работа должна быть организована от простого к сложному. При выполнении лабораторных работ учащиеся смогут приобрести умения и навыки планировать физический эксперимент в соответствии с поставленной задачей, научиться выбирать рациональный метод измерений, выполнять эксперимент, обрабатывать и сравнивать полученные результаты. Сначала ученикам необходимо придерживаться предлагаемого описания проведения лабораторной работы, а впоследствии они должны сами научиться планировать собственную экспериментальную деятельность.

Текущий контроль собственных достижений учащихся организуется при проведении семинаров в конце выполнения работ определённой темы. На таком занятии учащимся предоставляется право публично доложить о результатах проведённых исследований, сравнить свои результаты с другими, полученными “коллегами” после проведения аналогичных исследований, обсудить их. При проведении таких занятий учащиеся получают первичные навыки выступлений перед аудиторией, научаются задавать вопросы и отвечать на них, отстаивать свои результаты, доказывать собственную позицию и т. д.

Последние две работы 32 и 33 учащиеся выполняют самостоятельно или в малых группах по 2–3 человека, по своему желанию выбирая электрический прибор и автоматическое устройство, которое они будут моделировать. Для организации такой работы можно использовать элементы метода проектов.

Именно результаты работ 32 и 33 представляются учащимися на обсуждение перед всеми во время проведения итоговой аттестации, которая проходит в форме конференции.

ЛИТЕРАТУРА

для учителя:

  1. Балашов Б.Б. Физика: Проб. Учеб. для 7 кл. общеобразовательных учреждений. – М.: Просвещение, 1994. – 224 с.: ил.
  2. Долицкий А.Б., Заславская Е.Ю., Пустовалов Г.Е. Физическая лаборатория: Учебное пособие для учителей и учащихся. Вып. 2. Тепловые явления. Электродинамика. / Под ред. А. Б. Долицкого, Е. Ю. Заславской. – М.: МИРОС, 1997. – 160 с.: ил.
  3. Долицкий А.Б., Заславская Е.Ю., Пустовалов Г.Е. Физическая лаборатория: Учебное пособие для учителей и учащихся. Вып. 3. Вращение твёрдого тела. Колебания волны. – М.: МИРОС, 1997. – 80 с.: ил.
  4. Кабардина С.И. Измерение физических величин. Элективный курс: Методическое пособие / С.И.Кабардина, Н.И.Шефер.– М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2005. – 136., ил.
  5. Кабардина С.И. Измерение физических величин. Элективный курс: Учебное пособие / С.И.Кабардина, Н.И.Шефер. Под ред. О.Ф.Кабардина. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2005. – 151., ил.
  6. Марущак С.В. Принцип действия современных измерительных приборов / С.В.Марущак. – Новосибирск: Издательство НИПКиПРО, 2005. – 60 с. – (Библиотечка творческих идей: Физика. Вып. № 61.).
  7. Никифоров В.Г. Погрешности измерений при выполнении лабораторных работ по физике. 7–11 кл. – М.: Дрофа, 2004. – 112 с.: ил. – (Библиотека учителя).
  8. Объедков Е.С. Физическая микролаборатория / Е.С.Объедков, О.А.Поваляев. – М.: Просвещение. – 2001. – 112 с. – (Библиотека учителя физики).
  9. Разумовский В.Г., Орлов В.А., Дик Ю.И., Никифоров Г.Г., Шилов В.Ф. Физика: Учеб. для учащихся 7 кл. общеобразовательных учреждений / Под ред. В. Г. Разумовского, В. А. Орлова. – М.: Гуманит. Изд. центр ВЛАДОС, 2002. – 208 с.: ил.
  10. Физическая лаборатория: Учебное пособие для учителей и учащихся. Вып. 1. Механика. / Под ред. А.Б.Долицкого, Е.Ю.Заславской. – М.: МИРОС, 1997. – 128 с.: ил.
  11. Физический практикум для классов с углубленным изучением физики: Дидакт. материал: 9–11 кл. / Ю.И.Дик, О.Ф.Кабардин, В.А.Орлов и др.; Под ред. Ю.И.Дика, О.Ф.Кабардина. – М.: Просвещение, 1993. – 208 с.: ил.
  12. Физический практикум для классов с углубленным изучением физики: 10–11 кл. / Ю.И.Дик, О.Ф.Кабардин, В.А.Орлов и др.; Под ред. Ю.И.Дика, О.Ф.Кабардина.– 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Просвещение, 2002. – 157 с.: ил.
  13. Фронтальные лабораторные занятия по физике в средней школе. Пособие для учителей. Под ред. А.А.Покровского. Изд.2-е, перераб. – М.: Просвещение, 1974. – 208 с.: ил.

для учащихся:

  1. Долицкий А.Б., Заславская Е.Ю., Пустовалов Г.Е. Физическая лаборатория: Учебное пособие для учителей и учащихся. Вып. 2. Тепловые явления. Электродинамика. / Под ред. А.Б. Долицкого, Е.Ю. Заславской. – М.: МИРОС, 1997. – 160 с.: ил.
  2. Долицкий А.Б., Заславская Е.Ю., Пустовалов Г.Е. Физическая лаборатория: Учебное пособие для учителей и учащихся. Вып. 3. Вращение твёрдого тела. Колебания волны. – М.: МИРОС, 1997. – 80 с.: ил.
  3. Кабардина С.И. Измерение физических величин. Элективный курс: Учебное пособие / С.И. Кабардина, Н.И. Шефер. Под ред. О.Ф.Кабардина. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2005. – 151., ил.
  4. Марущак С.В. Принцип действия современных измерительных приборов / С.В.Марущак. – Новосибирск: Издательство НИПКиПРО, 2005. – 60 с. – (Библиотечка творческих идей: Физика. Вып. № 61.).
  5. Резников З.М. Прикладная физика: Учебн. пособие для учащихся по факультатив. курсу: 10 кл. – М.: Просвещение, 1989. – 239 с.: ил.
  6. Физическая лаборатория: Учебное пособие для учителей и учащихся. Вып. 1. Механика / Под ред. А.Б.Долицкого, Е.Ю.Заславской. – М.: МИРОС, 1997. – 128 с.: ил.
  7. Шилов В.Ф. Тетрадь для лабораторных работ по физике для 7 класса общеобразовательных учреждений. – М.: Просвещение, 2002.– 62 с.: ил.
  8. Шилов В.Ф. Тетрадь для лабораторных работ по физике для 8 класса общеобразовательных учреждений. – М.: Просвещение, 2002.– 80 с.: ил.