Цели курса.
Специальная организация курса способствует достижению основной цели современного образования – становление компетентностей учащихся.
Содержание курса обеспечивает возможность формировать и развивать учебные компетенции: самостоятельно создавать группу для совместной деятельности; выбирать варианты выполнения исследований физических явлений в отдельных работах; решать возникающие учебные и самообразовательные учебные проблемы (практикум предполагает выполнение работ с опережением изучения материала на уроках); интегрировать отдельные части знаний в предметных областях естественных наук и эффективно их использовать; отрабатывать способность извлекать пользу из личного образовательного опыта.
Учебная деятельность в рамках курса дает возможность формировать и развивать исследовательские компетенции: учащиеся, проводя реальные учебные исследования, активно работают с различными источниками информации (учебник, книга, медиаресурсы, учителя и одноклассники в роле экспертов), представляют, обсуждают и систематизируют разнообразные информационные материалы.
Организация коллективной работы учащихся как в парах и так в малых группах развивает коммуникативные компетентности: способность выслушивать, понимать, излагать и защищать свою точку зрения в устной и письменной форме, участвовать в коллективных дискуссиях и публичных выступлениях, использовать профессиональные термины и понятия.
Относительная свобода учебно-исследовательской деятельности в рамках практикума – 9-й класс (свободный график защиты работ) предполагает серьезную самоорганизацию, принятие определенной доли ответственности за свои действия как члена рабочей группы и это является важным для формирования организаторских способностей.
Традиционно лабораторно-экспериментальные исследования сопровождаются многочисленными "шумовыми" факторами: статистическими и систематическими погрешностями измерений, разбросом физических характеристик исследуемых материалов, различным уровнем эффективности экспериментальных методик, индивидуальной квалификацией экспериментатора, ограниченностью в использовании измерительных средств и лабораторной реализации ряда физических явлений. В целом реальный учебный эксперимент является идеальным полигоном для формирования личностно-адаптивных компетенций: придумывать новые решения, проявлять настойчивость и в то же время необходимую гибкость в преодолении трудностей, быть готовым к самообразованию, эффективно использовать новую информацию и коммуникативные технологии.
Курс обеспечивает решение следующих образовательных задач:
- развитие самостоятельности подростка;
- сохранение интереса к изучению предмета, через практико-ориентированный подход;
- формирование культуры исследовательской деятельности (техника безопасности при проведении физических опытов, постановка задачи, планирование деятельности, знакомство с методами исследования, анализ и оценка полученных результатов);
- работа с различными источниками информации (специализированные справочники, учебные пособия, медиаресурсы)
- приобретение опыта презентации и защиты своей работы: как в письменной, так и в устной форме;
- повышение качества знаний;
- поддержание политехнической направленности преподавания физики.
Организация учебной деятельности:
Курс проводится раз в неделю 1 час в течение года. Можно его реализовывать и блочно по два часа в неделю (8 занятий в одном полугодии и так же во втором). Занятия проводятся в школьной физической лаборатории. Учащиеся самопроизвольно разбиваются на группы по 2–3 человека.
Практические работы разбиты на две части по 8 работ в каждом полугодии. Практикум построен таким образом, что некоторые работы идут с опережением школьной программы, что позволяет обеспечить самостоятельную работу ученика с материалом учебника. Комплект практических работ содержит 6 экспериментальных и 5 модельных работ, из которых для учащихся компонуется план работы на первое полугодие. В зависимости от количества компьютеров и рабочих мест в лаборатории учащиеся выполняют 1 фронтальную, 4–5 экспериментальных и 2–3 компьютерных работы, что в сумме дает 8 практических работ. Во втором полугодии план формируется из 7 экспериментальных и 6 модельных работ.
Для реализации необходимо достаточно простое оборудование (Приложение 1): 1–3 компьютера и программное обеспечение – “Открытая физика 1.0” или последующие версии от компании “Физикон”, задачник: Кирик Л.А. Физика-9. Сборник задач, М.: Илекса, 2003., Сборник задач для 9–11-х классов под редакцией Степановой Н.И.
Темы практических работ на первое полугодие:
- Определение времени реакции человека (фронтальная работа). Работа направлена на знакомство учащихся с видами измерений и погрешностей, обработкой экспериментальных данных, работа проста в выполнении и не требует больших материальных затрат.
- Установление зависимости ускорения от действующей силы (экспериментальная работа). Работа посвящена изучению законов Ньютона и равноускоренного движения.
- Определение массы тела с помощью правила моментов сил (экспериментальная работа). В работе используется материал 7-го класса с некоторым углублением, вместо рычага используется диск.
- Изучение силы трения, измерение коэффициента трения скольжения (экспериментальная работа). Работа направлена на развитие навыков работы с приборами и статистической обработкой данных, построение графиков зависимости некоторых величин. В работе используется материал 7-го класса.
- Измерение жесткости пружины, изучение закона Гука (экспериментальная работа) В работе используется материал 7-го класса. При выполнении работы вырабатываются навыки: работа с приборами, обработка данных, построение графиков зависимости исследуемых величин.
- Измерение КПД наклонной плоскости (экспериментальная работа). В работе используется материал 7-го класса. При выполнении работы вырабатываются навыки: работа с приборами, обработка данных, построение графиков зависимости исследуемых величин.
- Равноускоренное движение (модельная работа). Работа направлена на развитие умений представлять результаты в формальной и графической форме и переводить из одного вида в другой.
- Относительность движения (модельная работа) Работа направлена на закрепление понятий: относительность, тело отсчета.
- Движение по окружности (модельная работа). Работа направлена на соотнесение процесса и его графического представления.
- Упругие и неупругие соударения (модельная работа). Работа направлена на формирование понятия идеальный объект.
- Свободные колебания (модельная работа). Работа направлена на соотнесение процесса и его графического представления.
Все знания, которые нужны для выполнения данных работ, даются в первом полугодии девятого класса и изучались в седьмом классе.
Темы практических работ на второе полугодие:
- Измерение ускорения свободного падения с помощью математического маятника (экспериментальная работа). В данной работе более подробно изучается процесс колебаний, вводится уравнение колебаний для математического маятника.
- Измерение коэффициента жесткости пружины с помощью пружинного маятника (экспериментальная работа). В данной работе более подробно изучается процесс колебаний, вводится уравнение колебаний для математического маятника.
- Определение скорости звука в воздухе (экспериментальная работа) В работе подробно изучается распространение звуковых волн.
- Определение скорости снаряда при помощи баллистического маятника (экспериментальная работа). Практическое освоение законов сохранения в механике.
- Изучение намагниченности металлов (экспериментальная работа).
- Движение зарядов в магнитном поле (экспериментальная работа). В работе учащиеся в реальной ситуации наблюдают и изучают закономерности движения заряженных частиц в магнитном поле.
- Изучение треков заряженных частиц по фотографиям (экспериментальная работа). В работе учащиеся знакомятся с видом треков заряженных частиц и их движением в магнитном поле.
- Изучение движения тела, брошенного горизонтально, вертикально (Модельная работа). Моделирование процесса движения тела в поле тяготения.
- Механические волны. (Модельная работа). Исследование распространения механических волн в различных средах.
- Магнитное поле вокруг проводника с током. (Модельная работа). Работа с графическим представлением магнитного поля.
- Генератор переменного тока. (Модельная работа). Исследование условий возникновения и существования переменного тока.
- Интерференционный опыт Юнга. (Модельная работа). Демонстрационная работа, направлена на закрепление навыков графического представления результатов.
- Энергия связи ядер. (Модельная работа). Изучение условий распада ядер.
Практикум сопровождается методическими рекомендациями “Процедура выполнения практической работы” В тексте приложения курсивом выделена часть работы выполняемой дома (Приложение 2).
Презентация и оценивание работ учащихся. Защита работ производится в устной форме, где учащиеся докладывают о проделанной работе, о полученных результатах и представляют письменный отчет с основными расчетными формулами, таблицами, графиками. Контрольными вопросами являются те же теоретические вопросы, предлагаемые в качестве подготовки к выполнению работы. Но учащиеся должны дать ответ применительно к своей практической деятельности. Оценивание происходит по 5 бальной шкале. Система оценивания открыта для ученика. Каждый может с ней ознакомиться (Приложение 2).
Запуск курса. На первом вводном занятии учащиеся знакомятся с образовательными возможностями практикума (учитель рассказывает, с чем и как предстоит работать, какого типа будут работы). Обсуждается техника безопасности при выполнении практических работ. Детально рассматриваются постановка эксперимента и способы определения погрешности, для чего необходимо определять погрешность. Далее учащимся предлагается разделиться на группы и начать выполнять фронтальную работу “Определение времени реакции человека”. На втором занятии учащиеся защищают первую работу и получают список тем на первое полугодие.