Цели урока
Образовательные – формирование навыка определения экспериментальным путем качественной зависимости одной величины от других величин (сопротивления проводника от его длины, площади поперечного сечения и рода материала); ознакомление учащихся с двумя способами измерения сопротивления проводника; знакомство с новыми возможностями инструментария электронной лаборатории «Начала электроники».
Развивающие – развитие навыка определения причинно-следственных связей в исследуемых процессах, развитие познавательного интереса к предмету.
Воспитательные – воспитание самостоятельности, уважительного отношения к мнению товарища при работе в паре.
Оборудование: электронная программа «Начала электроники», компьютеры (один на пару учащихся), инструкции к лабораторным работам №1 и №2, бланки для заполнения отчетов по теме исследования, 1-2 комплекта лабораторного оборудования к лабораторной работе №1 (как минимум).
Ход урока
|
|
Этапы урока |
Длительность |
|
1. |
Ориентировочно-мотивационный |
6 мин |
|
2. |
Операционно-исполнительский: |
7 мин |
|
а) Подготовка к проведению лабораторной работы № 4 «Измерение сопротивления проводника |
||
|
б) Выполнение учащимися лабораторной работы №4 |
10 мин |
|
|
в) Подготовка к проведению лабораторной работы №5 «Исследование зависимости сопротивления проводника от его длины, площади поперечного сечения и рода материала» |
5 мин |
|
|
г) Выполнение учащимися лабораторной работы №5 |
7 мин |
|
|
д) Обсуждение основных выводов в работе; освоение нового способа измерения сопротивления проводника |
8 мин |
|
|
3. |
Рефлексивно-оценочный |
3 мин |
|
4. |
Домашнее задание |
1 мин |
Содержание урока
I. Ориентировочно-мотивационный этап
Приветствие учителя. Чтение эпиграфов к уроку и комментарии к ним.
«Один опыт я ставлю выше, чем тысячу мнений, рожденных только воображением» М.В.Ломоносов
«Идти к цели через опыты и учиться на ошибках» Эдисон
- Угадайте, о чем пойдет сегодня речь на уроке?
Электричество мы изучаем,
Много нового в теме встречаем:
Силу тока и напряжение,
Электрическое сопротивление,
Какими приборами их измеряют,
Что эти приборы собой представляют.
Пришла, ребята, пора узнать,
Как сопротивление можно измерять:
Какую для этого схему собрать,
И формулу следует применять.
И что в проводнике надо изменить,
Чтоб другое сопротивление получить.
У меня никаких нет сомнений,
Что не будет у вас затруднений,
Если вдумчиво все выполнять
И внимательно задания читать.
1. Объявление учителем темы урока
2. Целеполагание:
В тетрадях закончите фразу «Сегодня на уроке я хочу…… (узнать, научиться, освоить и т.д.)». Обсуждение вместе с учащимися возможных целей урока по предложенной теме и их окончательное формулирование.
Перед собою цель определим,
Что в ходе этого урока
Сопротивление измерим
по напряжению и силе тока.
Узнаем также, что сопротивление
Зависит от длины, материала и площади сечения.
3. Акцентирование внимания учащихся на вид урока – лабораторная работа - и на объем работы на предстоящем уроке (фактически материал двух лабораторных работ). Вторая работа поможет сформировать целостное представление о физической величине – сопротивлении проводника.
4. Обсуждение возможности использования для проведения эксперимента 2-х видов инструментария: реального лабораторного оборудования (в ограниченном количестве – 2 комплекта) и оборудования виртуальной электронной лаборатории знакомой учащимся программы «Начала электроники». Учащимся предоставляется возможность выбора вида эксперимента в зависимости от их предпочтений.
5. Ознакомление учащихся с печатными материалами, подготовленными учителем: описание 2-х лабораторных работ и бланк для оформления отчета по итогам лабораторных работ. (Приложение 1, Приложение 2, Приложение 3)
II. Операционно-исполнительский этап
1. Подготовка к проведению лабораторной работы №4 «Измерение сопротивления проводника»
Учитель предлагает учащимся вспомнить план проведения лабораторной работы и советует придерживаться его при выполнении экспериментального задания, что обеспечит успешность выполнения работы. Те учащиеся, которые этот план не помнят, могут найти его в бланке отчета. (Приложение 3)
Далее работа на уроке строится в соответствии с указанным выше планом:
- Постановка целей данной лабораторной работы: научиться измерять сопротивление проводника при помощи амперметра и вольтметра; убедиться на опыте, что сопротивление проводника не зависит от силы тока в нем и напряжения на его концах.
- Повторение теоретического материала, необходимого для успешного выполнения лабораторного задания. Причем сначала учащимся предлагается самим отобрать материал для повторения, важный с их точки зрения. Учащиеся предложили повторить определение сопротивления, единицы измерения, формулы для его вычисления. Учитель озадачил их на нахождение экспериментального способа определения сопротивления проводника на основании формулы R = U/I – с помощью амперметра и вольтметра. Выполнение оставшихся тренировочных заданий.
- Выбор оборудования, необходимого для проведения экспериментальной части: источника тока, резистора, реостата, соединительных проводов, ключа, мультиметра.
- Планирование хода эксперимента, построение схемы электрической цепи.
- Повторение правил техники безопасности при работе с электрическими цепями.
2. Выполнение учащимися лабораторной работы №4 (Приложение 1)
Основная масса учащихся выполняет работу на компьютере. Если есть учащиеся, которые выбрали реальное оборудование, то они проводят эксперимент с реальной электрической цепью. После выполнения экспериментальной части в соответствии с описанием учащиеся обрабатывают полученные данные, заполняют бланки отчетов. Учащимся, которые справились с виртуальной работой раньше остальных, предлагается на еще одном комплекте реального оборудования провести реальный эксперимент. Затем проходит обсуждение полученного в эксперименте результата – значения рассчитанного по формуле сопротивления и ответа на вопрос «Зависит ли сопротивление проводника от силы тока и напряжения на концах этого проводника?». Формулируется правильный вывод о независимости сопротивления проводника от характеристик тока. Вывод оформляется на доске в виде схемы 1:
Далее учитель ставит вопрос: «От каких же характеристик зависит сопротивление проводника?» Ответ на него учащиеся найдут, выполнив вторую работу.
3. Подготовка к проведению лабораторной работы №5 «Исследование зависимости сопротивления проводника от его длины, площади поперечного сечения и рода материала»
Перед началом работы учитель подчеркивает, что экспериментальное исследование будет проводиться всеми учащимися с помощью виртуального инструментария, т.к. реальное оборудование для проведения этого исследования в кабинете физики отсутствует. В качестве исследуемого объекта необходимо выбрать с панели инструментов новый элемент цепи, с которым учащиеся еще не работали, - «реальный проводник». В отличие от ранее используемых резисторов у этого проводника можно изменять такие параметры, как длина, площадь сечения, материал.
Далее формулируется цель эксперимента: выявить зависимость сопротивления проводника от его длины, площади поперечного сечения и рода материала. Выбирается оборудование: источник тока, исследуемый проводник, соединительные провода, ключ, мультиметр.
Особое внимание учитель уделяет следующим моментам:
- условиям проведения самого экспериментального исследования, состоящего из 3-х частей;
- акцентирует внимание учащихся на необходимость задания начальных параметров проводника, которые не следует менять в ходе одного опыта (подробно изложены в описании работы №5);
- обсуждается выбор пределов измерений мультиметра в режиме амперметра;
- повторяется закон Ома, на основании которого учащиеся будут делать вывод об изменении сопротивления, вызвавшего полученное в опыте изменение силы тока.
4. Выполнение учащимися лабораторной работы №5 (Приложение 2)
Все учащиеся выполняют лабораторную работу на компьютере, используя описание работы №5. После выполнения экспериментальной части учащиеся обрабатывают полученные данные, заполняют бланки отчетов. Учитель просит учащихся сохранить собранные на компьютере схемы электрической цепи. Затем проходит обсуждение полученных в эксперименте трех выводов. Формулируется итоговый вывод - ответ на ранее поставленный вопрос: «От каких же характеристик и как зависит сопротивление проводника?» Вывод оформляется на доске в виде схемы 2:
5. Предварительное подведение итогов работы; освоение нового способа измерения сопротивления проводника (7 мин)
Далее подводятся итоги 2-х лабораторных работ, проверяются, выполнены ли цели, которые были поставлены к лабораторным работам. Учитель возвращается к целям самого урока. Учащиеся выясняют, что цели урока выполнены не полностью: изучен только один из способов измерения сопротивления – косвенный - через измерение силы тока и напряжения. Учитель рассказывает, что на практике используется второй способ измерения сопротивления – прямой – непосредственно с помощью прибора омметра. Режим работы омметра есть в мультиметре. Учитель предлагает учащимся подойти к одному компьютеру, объясняет и показывает, как переключить мультиметр в режим омметра, какие необходимо установить пределы его измерения и как проводить измерения сопротивления проводника. После этого учащиеся пробуют провести измерения сопротивления новым способом самостоятельно. Далее учитель предлагает учащимся самим применить на практике новый способ для измерения сопротивления реального лабораторного проводника с помощью реального омметра (в мультиметре).
III. Рефлексивно-оценочный этап
Подведение итогов урока. Краткий анализ выполнения целей урока.
- Мнения учащихся об отношении к виртуальному и реальному экспериментам в рамках проводимых на уроке исследований, их преимуществах и недостатках.
- Заключительное слово учителя о значении и месте каждого вида эксперимента.
- Самооценка учащимися своей деятельности и ее результатов на уроке. Отвечают на вопрос, выполнена ли индивидуальная цель, записанная каждым учащимся в своей тетради; выбирают жетоны определенного цвета и вставляют в специальные «кармашки» на Листе самооценки (красные – «Доволен, все сделал правильно», желтые – «Старался, но не все получилось», зеленые – «Не доволен, ничего не получилось»).
IV. Домашнее задание
Составить 2 задачи на определение сопротивления проводника, повторить характеристики силы, тока, напряжения, сопротивления.
К уроку прилагаются инструкции к лабораторным работам № 4 и № 5, а так же бланк отчетности и электронная программа «Начала электроники».