В рамках реализации ФГОС-2010 наиболее приоритетными являются уроки физики, не передающие учащимся готовую систему теоретических знаний, а формирующие у школьника систему ключевых компетенций, позволяющих выпускнику адекватно воспринимать информацию физического содержания. Последнее означает наличие способности у выпускника школы критического анализа информации, представленной в любой форме, планирования и проведения исследования по получению новой информации, включающие этапы постановки целей, выдвижения гипотез, построение физической и/или математической модели эксперимента, проведение эксперимента и всесторонняя обработка результатов эксперимента. Процедуры получения экспериментальных данных предполагают широкое и в тоже время целесообразное применение современных цифровых и аналоговых приборов, программных средств.
Ниже представлена разработка урока построенного с учетом реализации вышеуказанных задач на примере занятия в 10 физико-математическом классе гимназии №44 города Пенза по теме «Экспериментальное исследование поступательного равнопеременного движения твердого тела». Основной целью урока является формирование представления у учащихся о экспериментальном методе исследования. Первая часть урока (1 академический час) – экспериментальная проверка, ранее изученных законов кинематики прямолинейного равноускоренного движения. Можно отметить проблемный характер заданий (нет готового алгоритма выполнения). Вторая часть урока (1 академический час) – решение исследовательской задачи о выявление функциональной зависимости физических величин, описывающих криволинейное равноускоренное движение (свободное падение). Решение второй задачи подразумевает построение учащимися математической модели опыта и соотнесение результатов эксперимента и теоретического расчета. Для оптимизации времени урока отведенного на обсуждение ключевых проблем и результатов, взамен рутинной расчетной работы, используются возможности EXCEL. Проведение исторической параллели, постановка проблемных вопросов, расширение кругозора учащихся реализуется путем использования на уроке цифровых образовательных ресурсов по физике компании «1С».
Структура урока:
| Этапы урока | Время реализации | Виды деятельности |
| Постановка проблемы №1 | 3-5 минут | Просмотр ЦОР Беседа, актуализирующая знания учащихся |
| Разработка экспериментальной установки | 5 минут | Беседа, сопровождающая демонстрационный эксперимент |
| Проведение исследования | 25 минут | Экспериментальное исследование, по предложенным задачам |
| Обсуждение результатов | 10 минут | Беседа и защита результатов, оценка достоверности результатов |
| Постановка проблемы №2 | 3-5 минут | Просмотр ЦОР Беседа, актуализирующая знания учащихся |
| Построение математической и физической модели исследования | 5 минут | Беседа, самостоятельная работа |
| Проведение экспериментального исследования | 25 минут | Выполнение эксперимента Обработка результатов опыта |
| Обсуждение результатов | 10 минут | Беседа и защита результатов, оценка достоверности результатов |
Используемое оборудование:
- Демонстрационный комплект по механике поступательного движения (например, L-micro) c компьютерной измерительной системой.
- Лабораторный комплект по механике (например, L-micro).
- Компьютер, проектор.
Программные средства и ЦОР:
- Компьютерная измерительная система.
- «Физика-10» электронное пособие компании 1С.
Ход урока
1. Теоретическое изучение законов равнопеременного движения позволило записать законы, описывающие изменение с течением времени скоростей и радиус-векторов частиц:
Такой результат возможен благодаря использованию дифференциально-интегрального счисления, заложенного Ньютоном (графическое интегрирование уравнения скорости)
Однако основные результаты были получены до Ньютона на основе экспериментального подхода Г. Галилея. Предлагаю посмотреть анимационный ролик об исследовании Галилеем законов равноускоренного движения без начальной скорости.
Показ анимационного ролика
2. Организуем беседу, в ходе которой обсуждаем особенности установки (длина желоба, необходимость обеспечения скольжения, а не качения шара). Методику измерения промежутков времени, результаты опыта (
).
3. Проводим экспериментальное исследование прямолинейного равноускоренного движения в демонстрационном варианте. Основные задачи: 1). Определение ускорения; 2) Исследование зависимости 
.
Фрагменты и идеи эксперимента понятны из фотографий с урока
Проводится измерение времени прохождения каретки под каждым датчиком и между датчиками, что позволяет рассчитать приближенно мгновенные скорости каретки в двух точках траектории и по определению рассчитать ускорение движения
Для оперативного исследования зависимости перемещения от времени используются возможности электронных таблиц EXCEL.
Заполнение таблицы сопровождается автоматическим нанесением экспериментальных точек на координатную плоскость. Построение аппроксимирующей кривой выполняется посредством метода наименьших квадратов. Основным вопросом является поиск способов доказательства того, что полученная зависимость квадратичная.
4. Учащимся предлагается решить ряд исследовательских задач, используя лабораторный комплект «Механика». Учащиеся сталкиваются с проблемами измерения времени с помощью магнитных датчиков, реализацией движения без начальной скорости. Проверка достоверности полученных результатов проводится с помощью простой программы, выполненной средствами EXCEL, что позволяет вести оперативный контроль результатов и реализовать дифференцированный подход к организации работы школьников
Задания для учащихся
Часть 1. Исследование прямолинейного равнопеременного движения.
Задание 1. Установите край трибометра на высоту 
и определите ускорение, с которым каретка скользит по нему.
Задание 2. Не изменяя положения трибометра, определите мгновенную скорость в точке с координатой 
(начальную координату отсчитывать от положения первого датчика, который устанавливается так, чтобы каретка двигалась без начальной скорости)
Задание 3. Не изменяя положения трибометра, определите (экспериментально и теоретически) время прохождения кареткой точки с координатой 
(начальную координату отсчитывать от положения первого датчика, который устанавливается так, чтобы каретка двигалась без начальной скорости)
Задание 4. Не изменяя положения трибометра, снять зависимость перемещения каретки от времени по трибометру без начальной скорости.
Задание 5. Не изменяя положения трибометра, снять зависимость мгновенной скорости каретки от времени при движении по трибометру без начальной скорости.
Вариант персональных результатов работы ученика. Второе задание выполнено не правильно. Истинный результат заложен в виде интервала , с учетом границ погрешностей, возможных (допустимых) в эксперименте
Фотографии, поясняющие ход исследований ребят, руководство их работой и обсуждение того, как работает программа проверки результатов.
5. Криволинейное движение точки ярко иллюстрируется движением точечного тела в поле тяжести Земли, если ему сообщить скорость, направленную под углом 
к вертикали. Познакомимся с историей изучения баллистического движения.
Показ анимационного ролика
6. Вторая часть исследований школьников имеет вид экспериментальной задачи. Учащиеся должны не только предложить схему эксперимента, но и построить его математическую модель, провести сопоставление результатов эксперимента и теории.
Задания, предложенные школьникам:
Часть 2. Исследование криволинейного движения материальной точки.
Задание 1. Исследовать зависимость дальности полета тела, брошенного горизонтально, от высоты бросания.
Задание 2. Определить по результатам задания 1 значение ускорения свободного падения.
На фотографии виден поисковый характер выполнения заданий. Учащимся не давались инструкции по выполнению работы, а лишь задания и комплект оборудования.
7. В заключение урока проводится обсуждение вопросов, связанных с уточнением результатов, совершенствованием методики измерений кинематических величин.