"Физика вокруг нас". Предпрофильный элективный курс для учащихся 9-го класса

Пояснительная записка

Физика – это непрерывный поиск ответов на множество вопросов об окружающем нас мире. Но, к сожалению, жёсткие временные рамки урока, в которые поставлен учитель, не позволяют ему в полной мере раскрыть прикладную значимость изучаемых тем, охватить все направления практического приложения рассматриваемых вопросов, внести больший элемент занимательности в процесс объяснения материала, сформировать у учащихся восприятия физики как жизненно значимого и интересного предмета.

Цели курса: развитие устойчивого интереса к физике и повышение уровня образовательной компетентности учащихся.

Задачи курса:

• углубление знаний учащихся по физике и расширение их кругозора;
• формирование современной физической картины мира и научного миропонимания природы и техники;
• развитие творческих возможностей учащихся;
• подготовка к сознательному выбору профилирующего направления обучения, а затем профессии;
• укрепление межпредметных связей.

Актуальность предлагаемой программы: удовлетворение индивидуального интереса учащихся к практическому приложению физики, формирование у обучаемых «убеждения в полезности» изучения данного предмета, что в  итоге позволит преодолеть предубеждение, что физика - это лишь сухие научные теории, сложные приборы, «заумные» задачи.

Новизна курса состоит в рассмотрении материала, расширяющего и выходящего за рамки школьной программы, с акцентом на прикладном значении изучаемых вопросов.

 Темы занятий охватывают все разделы школьной программы: механику, электричество и магнетизм, оптику.

Занятия проводятся в форме рассказа-беседы с элементами проблемного обучения, широким использованием наглядности, проведением большого числа занимательных опытов и демонстраций.

В программе, кроме перечня учебной информации, предъявляемой учащимся, содержится перечень демонстраций. Предусматривается выполнение ученических опытов в домашних условиях (последнее экспериментальное задание из перечня демонстраций), которые помогают не только закрепить пройденный теоретический материал, но и привлечь внимание учащихся к прикладным вопросам физики. Следует отдельно отметить доступность предлагаемых опытов, не требующих специального оборудования, т.е. все предлагаемые демонстрации ученик при желании может воспроизвести в домашних условиях.

Предлагаемая программа рассчитана на изучение курса по 1ч. в неделю в течение одного полугодия. Общее количество занятий – 17. Курс «Физика вокруг нас» может быть использован как для учащихся общеобразовательных классов, так и для работы в классах коррекционно – развивающего  обучения.

Форма подведения итогов: отчёты учащихся о выполнении домашних опытов, презентации по результатам выполненных информационных (например, по разделу «Историческая справка») и исследовательских проектов.

В результате изучения курса учащиеся должны знать: примеры практического приложения достижений физики в повседневной жизни; историю развития техники; принципы действия современных технических устройств и бытовой техники: стиральной машины, сепаратора, СВЧ-печи, холодильника, пылесоса, гироскопа и автопилота, гидравлического тарана и водяной карусели, медицинских физиотерапевтичсеких и диагностических устройств и приборов; элементы биофизики.

Уметь: объяснять оптические явления, наблюдаемые в атмосфере Земли, возникновение подъёмной силы крыла, примеры реактивного движения, причину разрушительного действия смерчей; выдвигать гипотезы, проводить исследования с последующим оформлением результатов; изготавливать простейшие модели.

Учебно-тематический план

Содержание программы

Раздел I (6 часов)

Механика

Планирующий полёт

Понятия планирующего полёта. Примеры использования планирующего полёта в растительном и животном мире. Парашют и затяжной прыжок парашютиста. Бумеранг. Использование планирующего полёта в современной технике.

Демонстрации

1. Бумажный голубь.
2. Летучие семена растений [7].
3. Строение тела белок-летяг и летучих мышей [7].
4. Модель парашюта [3].
5. Бумажный бумеранг и способы его метания [9].
6. Бумажный самолётик («стрелка»), с последующим проведением соревнований на дальность полёта [3,2].

Реактивное движение

Условия движения тел. Турбина Герона и сегнерево колесо. Ракеты. Реактивные и   турбореактивные двигатели. Реактивное движение в живой природе.

Демонстрации

1.  Движение тела по поверхности воды (игрушка-пловец).
2.  Явление отдачи.
3.  Реактивный полёт воздушного шарика [2].
4.  Турбина Герона [11].
5.  Водяная карусель [4].
6.  Головоногие моллюски: кальмары, осьминоги, каракатицы. Медузы (слайды).
7.1. Реактивный душ [11].
7.2. Реактивный воздушный шарик [11].

Вращательное движение

Особенности вращательного движения. Роль инерции во вращающихся системах. Принципы действия центробежных механизмов. Колесо смеха и применение центрифуги. Сепараторы. Негативная роль сил, возникающих при вращении.

Демонстрации

1. Вращение ведёрка с водой.
2. Вращение ведёрка, заполненного водой и имеющего отверстие в дне [3].
3. Подъём вращающегося шарика по стенке стакана [2].
4. Борьба между различными силами [2].
5. Вращение фигурок на диске проигрывателя [9].
6. Игра «Загони шарик» [13].

Гироскоп на земле, в небесах и на море

Вначале был волчок. От волчка до гироскопа. Компас без магнита. Применение наземного гироскопа. Гироскоп поднимается в небо. Управляет гироскоп.

Демонстрации

1. Игрушка-волчок.
2. Схема торпеды с гироскопическим авторулевым.
3. Схема современного автопилота [15].
4. Схема модели гироскопа.
5.1. Модель авиагоризонта [15].
5.2. Модель гироскопического компаса [14].

Закон  Бернулли: от игрушки до карбюратора

Физические основы закона Бернулли. Принцип действия пульверизатора. Возникновение подъёмной силы крыла. Объяснение механизмов смерчей, водяных воронок и торнадо. Использование закона Бернулли в судоходстве, при строительстве домов и в жизни садоводов.

Демонстрации

1. Схема устройства пульверизатора.
2. Возникновение подъёмной силы для полоски бумаг [2].
3. Лёгкий шарик, парящий в струе воздуха [4].
4. Нарушение равновесия весов при продувании воздуха под одной из чашек весов [4].
5. Схема устройства карбюратора
6. Гидравлический удар [15].
7. Схема устройства гидравлического тарана.
8. Волшебное дуновение [2].

 Практическая работа № 1 « Сохранение момента импульса” [6]

Раздел II (5 часов)
Электричество

Электричество и жизнь

Историческая справка. Электрические заряды и живые организмы. Природные электрические токи. Электрические явления в нервной системе животных. Электрические явления в растениях. Растения-хищники. Птицы на проводах.  Электрические рыбы. Характер воздействия тока на человека.

Демонстрации

1. Картофельный (огуречный) элемент [4]
2. Электрические рыбы (слайд).
3. Насекомоядные растения (растения-ловушки) (слайд).
4. Электризация цветка [4]
5. Электрический спрут [3]

Физика. Человек. Здоровье

Биопотенциалы и их регистрация. Электрические токи в организме человека. Физические основы электрокардиографии, электроэнцефалографии  и акупунктуры.  Электротерапия.

Демонстрации

1. ЭКГ здорового человека и страдающего болезнями сердца.
2. Вид типичной энцефалограммы.
3. Фотографии медицинских диагностических приборов и  физиотерапевтических устройств.
4. Измерение общего сопротивления своего тела [10]

Современные электробытовые приборы

Историческая справка. Принцип работы холодильника, бытовой микроволновой печи, электрического утюга и электрического чайника, пылесоса. Освещение помещений. Энергосберегающие лампы.

Демонстрации

1. Внешний вид первых и современных образцов бытовой техники (слайды).
2. Схемы устройства электробытовых приборов.
3. Изготовление моделей.

Практическая работа № 2 « Определение электрического сопротивления участка своего тела» [10]

Раздел III (3 часа)
Оптика

Зрительные самообманы

Физические основы зрения. Не обманы зрения, обманы суждения. Объяснимые зрительные иллюзии. Труднообъяснимые обманы зрения. Зрительные иллюзии и роль сознания смотрящего. Несуществующие образы. Несуществующие образы. Двусмысленные фигуры.

Демонстрации

1.  Строение глаза человека. Как видит наш глаз?[2].
2.  Примеры зрительных иллюзий[2,8,9].
3.  Фантастические видения[2].

Световые явления в атмосфере Земли

Интересные факты. Явления отражения, преломления, рассеяния и поглощения света. Неизбежный разговор о волнах. Цвета неба и зорь. Радуга. Старое и новое о миражах. Загадочные явления природы: гало, нимбы, ложные Солнца и зелёный луч.

Демонстрации

1. Сломанный луч (преломление света) [2]
2. Искусственный закат (рассеяние света в жидкости) [2]
3. Какого цвета свет? (сложность света) [2]
4. Цвета радуги [2,11]
5. Фотографии оптических атмосферных явлений.
6. Самый простой телескоп[2].

Практическая работа № 3 « Интерференция в тонких плёнках» [4]

Раздел IV (2 часа)
Магнетизм

Магниты: от А до Я

Способы изготовления магнитов. Секреты магнитов. Магнитные свойства тел. Магнетизм в природе. Электромагнитный транспорт. Магниты в медицине.

Демонстрации

1. Магнит или немагнит? [1,12]
2. Изготовление постоянных магнитов [1,11,12]
3. Странности железного ведра [1,11,12]
4. Опыты с самодельными магнитами [1,2,11,12]
5. Гирлянда из монет [1,11,12]
6. Магниты – перевёртыши [1,11,12]
7. Магнитный ёжик [1,11,12]
8. Магнитные картины [11]

Практическая работа № 4 «Исследование свойств постоянных магнитов» [1]

Заключительное занятие

Отчёты учащихся о выполненных домашних практических заданиях, демонстрация презентаций и изготовленных моделей, защита проектов.

Список литературы

1. Ализаде Ш.Г. Интересные опыты по магнетизму//Физика для школьников. – 2010. - № 4. – С. 37 – 42.
2. Большая книга экспериментов для школьников/ Под ред. А. Мейяни. - М.: ООО «Росмэн-Издат», 2001.
3. Гальперштейн Л. Забавная физика: Научно-популярная книга. – М.: Дет. лит., 1993.
4. Горев Л.А. Занимательные опыты по физике в 6 – 7 классах средней школы. Кн. Для учителя. – М.:Просвещение, 1985.
5.   Занимательные опыты по физике/ Дженис Ванклив;пер. с англ. Н.Липуновой. – М.: АСТ: Астрель. 2008.
6.   Занимательные опыты.100 интересных экспериментов, которые помогут понять законы окружающего мира: физика, химия, биология, астрономия: пер. с англ./ Глен  Веккионе. – М.: АСТ: Астрель, 2008.
7. Кац Ц. Б. Биофизика на уроках физики: Кн. для учителя: Из опыта работы. – М.: Просвещение, 1988.
8. Миртов Ю. Признаки в видимом мире. – Наука и жизнь, 1990, №11.
9. Перельман Я. И. Занимательная физика. В двух книгах. - М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1983.
10. Познай самого себя: Практические работы и экспериментальные мини-проекты: измерение параметров человека. 9-11 классы – М.: Чистые пруды, 2009.
11. Рабиза Ф. В. Простые опыты. Забавная физика для детей. – М.: Дет. лит., 2000.
12. Туркина Г. Ф. Простые опыты с магнитами. – Первое сентября. Физика, 2003, №13.
13. Туркина Г. Ф. Простые опыты с пластиковыми бутылками. – Первое сентября. Физика, 2002, №1.
14. Шестов С. А. Гироскоп на земле, в небесах и на моря. – М.: Знание, 1989.
15. Юный исследователь. Реактивные самолёты. Звёзды и планеты. Космические полёты. – М.: Росмэн, 1994.