Программа спецкурса на тему: "Кинематика в графиках"

Разделы: Физика

Пояснительная записка

Главными целями спецкурса, расширяющего и дополняющего знания учащихся по кинематике, являются:

  • выработка у учащихся обобщенных умений и навыков решения графических задач по кинематике на основе общих подходов к их формированию в процессе преподавания учебных предметов: физики и математики;
  • демонстрация общности и вместе с тем специфичности методов исследования, применяемых в этих науках;

В соответствии с целями были определены следующие задачи спецкурса:

  • Показать, что понятие функциональной зависимости с большой полнотой и конкретностью отражает взаимную связь и обусловленность явлений.
  • Продемонстрировать различные способы исследования функциональных зависимостей между величинами, характеризующими процессы, протекающие в окружающей нас природе и технике.
  • Показать преимущества графического метода, особенно при исследованиях процессов, аналитическое описание которых недоступно для учащихся на ранних стадиях процесса обучения.
  • Изучая кинематику как часть механики с применением координатного метода, приблизить трактовку основных понятий и законов к той, которая принята в науке, развить общий подход к изучению законов движения и повысить уровень систематизации знаний.

Подбор и содержание материала спецкурса предполагает не только анализ графиков кинематических величин для прямолинейного равнопеременного движения, но и демонстрацию методов построения графиков всех кинематических величин по заданному графику одной из них. Часть спецкурса отводится на практикум по решению графических задач.

Предлагаемая программа предполагает глубокую интеграцию с математикой, опору на умения и навыки учащихся, приобретенные ими на уроках алгебры, геометрии, тригонометрии. Интегративный характер данной программы определяется наличием общей предметной области, при этом развитая математическая теория используется для анализа физических явлений.

Используемая взаимосвязь физики и математики в спецкурсе

<Рисунок 1>

Основные методы работы

  • объяснительно-иллюстративный;
  • репродуктивный (работа по образцу);
  • исследовательский (самостоятельные работы учащихся, связанные с построением и анализом графиков).

Формы организации учебной деятельности учащихся

  • фронтальная;
  • парная (во время взаимоконтроля полученных результатов);
  • групповая (выполнение заданий практикума);
  • индивидуальная.

Описание планируемых результатов

После изучения спецкурса учащиеся должны:

  • владеть графическим способом решения физической задачи, при котором объектом исследования является график, который необходимо построить и/или проанализировать в процессе решения задачи;
  • научиться использовать знания, умения и навыки, приобретенные на уроках математики, на уроках физики;
  • уметь осознавать смысл задачи, выявлять скрытые (недостающие) данные, определять характер описываемого явления, главные и второстепенные факторы, понимать и конкретизировать содержание главного вопроса, строить графическую модель явления;
  • уметь проанализировать полученный результат и оценить его физический смысл.

Тематическое планирование специального курса
“Кинематика в графиках” (34 часа)

Раздел 1. Анализ графиков кинематических величин для прямолинейного равнопеременного движения (18 часов)

I. Введение (2 часа)

1. Вводное занятие по следующему плану:

  • задачи спецкурса;
  • содержание спецкурса;
  • организация спецкурса;
  • требования к отчету.

2. Прямолинейное равномерное и равнопеременное движение:

  • определение;
  • чертеж;
  • графики ( t) , S(t), x(t).

II. График зависимости ускорения a от времени t (5 часов)

1. Анализ графика зависимости ускорения от времени прямолинейного равноускоренного движения.

2. Решение графических задач с использованием графика ускорения.

3. Анализ графика зависимости ускорения от времени при прямолинейном равноускоренном движении.

4. Решение графических задач с использованием графика зависимости ускорения от времени при прямолинейном равнозамедленном движении.

5. Урок-обобщение на тему “Использование графиков зависимости ускорения прямолинейного равнопеременного движения при решении задач по кинематике”

III. График зависимости скорости тела от времени t (7 часов)

1. Анализ графика зависимости скорости тела от времени прямолинейного равнопеременного движения. Доказательство того, что тангенс наклона графика скорости к оси времени численно равен ускорению тела.

2. Графический анализ равнопеременного движения в случае ах > 0, Х > 0 (равноускоренное движение вдоль оси х) по следующей схеме:

  • анализ задачной ситуации;
  • чертеж;
  • график ( t ) ;
  • решение графической задачи.

3. Графический анализ равнопеременного движения в случае ах < 0, Х > 0 (равнозамедленное движение вдоль оси х) по следующей схеме:

  • анализ задачной ситуации;
  • чертеж;
  • график ( t ) ;
  • решение графической задачи.

4. Графический анализ равнопеременного движения в случае ах < 0, Х < 0 (равноускоренное движение в направлении противоположном направлению оси х) по следующей схеме:

  • анализ задачной ситуации;
  • чертеж;
  • график ( t ) ;
  • решение графической задачи.

5. Графический анализ равнопеременного движения в случае ах > 0, Х < 0 (равнозамедленное движение в направлении противоположном направлению оси х) по следующей схеме:

  • анализ задачной ситуации;
  • чертеж;
  • график ( t ) ;
  • решение графической задачи.

IV. График зависимости перемещения тела S от времени t (4 часа)

1. Анализ графика перемещения при прямолинейном равнопеременном движении по ориентации ветвей параболы (или по направлению ускорения тела).

2. Анализ графика перемещения при прямолинейном равнопеременном движении по крутизне параболы (или по величине проекции ускорения тела на ось х).

3. Анализ графика перемещения при прямолинейном равнопеременном движении по тангенсу угла наклона касательной к параболе.

4. Решение графической задачи с использованием графика перемещения при равнопеременном движении по схеме:

  • анализ задачной ситуации;
  • чертеж;
  • график S( t ) ;

Раздел 2. Построение графиков кинематических величин прямолинейного равнопеременного движения по заданному графику скорости, перемещения и ускорения ( 9 часов)

I. Построение графиков кинематических величин прямолинейного равнопеременного движения по графику перемещения (3 часа)

  1. Построение графика зависимости скорости от времени по графику перемещения.
  2. Построение графика зависимости ускорения от времени по графику перемещения.
  3. Построение графика зависимости пройденного пути от времени по графику перемещения.

II. Построение графиков всех кинематических величин прямолинейного равнопеременного движения по графику скорости (3 часа)

  1. Построение графика зависимости перемещения от времени по графику скорости.
  2. Построение графика зависимости ускорения от времени по графику скорости.
  3. Построение графика зависимости пройденного пути от времени по графику скорости.

III. Построение графиков кинематических величин прямолинейного равнопеременного движения по графику ускорения (3 часа)

  1. Построение графика зависимости ( t) для движения тела без начальной скорости.
  2. Построение графиков перемещения и пути по полученному графику скорости.
  3. Самостоятельная работа “Построение графиков зависимостей ( t) , х( t) и S(t) для движения тела с заданной начальной скоростью”

Раздел 3. Практикум по решению графических задач (3 часа)

  1. Решение задач, требующих построения графиков скорости, ускорения и пути по заданному графику перемещения прямолинейного равнопеременного движения.
  2. Решение задач, требующих построения графиков перемещения, ускорения и пути по заданному графику скорости прямолинейного равнопеременного движения.
  3. Решение задач, требующих построения графиков скорости по заданному графику ускорения равнопеременного прямолинейного движения.

Резерв времени (3 часа)

ЛИТЕРАТУРА

  1. Бабанский Ю.К. Оптимизация процесса обучения. – М.: Просвещение, 1977.
  2. Башарин В.Ф., Горбушин Ш.А. Тезаурус курса физики средней школы. Фонд образовательного стандарта по физике средней школы (понятия, явления, законы, методы познания). (“Для тех, кто учит – для тех, кто учится”).– Ижевск: Издательство Удмуртского университета, 1996.–245с.
  3. Богов А.В., Галеев И.Г., Галимов Д.Г., Тимеркаев Б.А. Подготовка к тестированию по физике. Казань: Изд-во “Экоцентр”, 2003, 252 с.
  4. Бударский А.И. Какой урок можно считать современным // Народное образование. – 1975. - № 1,2.
  5. В.И.Клинцов. Определения и законы в элементарной физике. (Механика. Молекулярная физика): Учеб. пособие / Рлд ред. Г.Д.Юдина. – Обнинск: НПП РИТИС, 1991. – 48 с., ил. – (Физико-математическая библиотека абитуриента, Выпуск 3.)
  6. Вопросы методики и психологии формирования физических понятий / Под ред. А.В.Усовой. – Челябинск, 1970. – Т.1.
  7. Временный государственный стандарт. Общее среднее образование. Физика / Под редакцией Ю.И.Дика. – М.: Институт общеобразовательной школы РАО, 1993.
  8. Графическое изображение прямолинейного равнопеременного движения. Методическая разработка. Составитель: А.И.Фишман, Казань, КГУ, 1982. – 32 с.
  9. Гусев В.А. и др. Изучение величин на уроках математики и физики в школе / Гусев В.А., Иванов А.И., Шебалик О.Д.– М.: Просвещение, 1981.–79 с., ил.
  10. Гусев В.А., Мордкович А.Г. Математика: Справ. материалы: Кн. для учащихся, - 2-е изд. – М.: Просвещение, 1990. – 416 с.: ил.
  11. Игропуло В.С., Вязников Н.В. Физика: Алгоритмы, задачи, решения: Пособие для всех, кто изучает и преподает физику. – М.: Илекса, Ставрополь: Сервисшкола, 2002. – 592 с.
  12. Кабардин О.Ф. и др. Задания для контроля знаний учащихся по физике в средней школе: Дидактический материал. Пособие для учителя / О.Ф.Кабардин, С.И. Кабардина, В.А.Орлов. – М.: Просвещение, 1983. – 142 с., ил.
  13. Каменецкий С.Е., Орехов В.П. Методика решения задач по физике в средней школе. - М.: Просвещение, 1987
  14. Кирик Л.А. Самостоятельные и контрольные работы по физике. Разноуровневые дидактические материалы. 9 класс. Механика Издание 2, “Илекса”, “Гимназия”, Москва – Харьков, 1998. – 128 с.
  15. Методика решения задач по физике. Кобушкин В.К.- Изд-во ЛГУ, 1972. – 247 с.
  16. Оноприенко О.В., Смирнов П.М. Обучение навыкам самоконтроля при решении задач.// Физика в школе №2, 1983 – с. 30-34.
  17. Оценка качества подготовки выпускников средней (полной) школы по физике / Сост. В.А. Коровин, В.А Орлов. – М.: Дрофа, 2001. – 192 с
  18. Подласый И.П. Педагогика: 100 вопросов – 100 ответов: Учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений. – М.: Изд-во ВЛАДОС-ПРЕСС. 2001. – 368 с.
  19. Разумовский В.Г., Гуревич А.Е. Задания для контроля знаний учащихся по физике. VIII кл. Механика. Пособие для учителей. -М.: Просвещение, 1976. – 80 с., ил.
  20. Тезаурус учителя физики (психолого-педагогические термины): Авторы-составители А.Р.Камалеева, Т.В.Куренева, Казань, изд-во ООО “Вестфалика”, 2005 г. – 20с.
  21. Теория и методика обучения физике в школе: Частные вопросы: Учеб.пособие для пед.вузов / С.Е.Каменецкий, Н.С.Пурышева, Т.И.Носова и др.; Под ред.С.Е.Каменецкого. – М.: Издательский центр “Академия”, 2000. – 384 с.
  22. Теория и методика обучения физике в школе: Общие вопросы: Учеб.пособие для пед.вузов / С.Е.Каменецкий, Н.С.Пурышева, Т.И.Носова и др.; Под ред.С.Е.Каменецкого. – М.: Издательский центр “Академия”, 2000. – 368 с.
  23. Физика в таблицах. 7-11 кл.: Справочное пособие / Авт.-сост.В.А.Орлов.- 3-е изд., стереотип.- М.: Дрофа, 2000. – 64 с.: ил.
  24. Шаталов В.Ф. и др. Опорные конспекты по кинематике и динамике: Книга для учителя: Из опыта работы / Шаталов В.Ф., Шейман В.М., Хаит А.М.. – М.: Просвещение, 1989. – 143 с.