Предмет: физика.
Продолжительность урока: 90 минут.
Класс: 11 (16-17 лет).
Тип урока: урок изучения нового материала.
Вид урока: комбинированный.
Место в учебном плане: раздел «Световые волны».
Цели урока:
Образовательная цель:
- сформировать представление об освещённости;
- определить факторы, влияющие на освещённость;
- выработать рекомендации по эффективному освещению помещений.
Развивающая цель:
- развивать интеллектуальные способности учащихся (внимание, память, мышление);
- развивать умение излагать свои мысли в научной форме;
- развивать навыки работы с датчиком освещённости цифровой лаборатории RELAB.
Воспитательная цель:
- воспитывать умение работать в группе (слушать друг друга, отстаивать свою точку зрения, уважать окружающих);
- воспитывать уверенность в себе и умение преодолевать трудности;
- формировать положительное эмоциональное отношение и познавательный интерес к предмету.
Планируемые результаты обучения: ученик получит возможность научиться
Личностные:
- уважать личность и её достоинство, доброжелательно относиться к окружающим;
- самореализоваться;
- научиться вести диалог на основе равноправных отношений и взаимного уважения и принятия;
- развивать познавательный интерес.
Метапредметные:
- планировать и выполнять учебное исследование, используя цифровую лабораторию RELAB, методы и приёмы, адекватные исследуемой проблеме;
- выбирать и использовать методы, релевантные рассматриваемой проблеме;
- распознавать и ставить вопросы, ответы на которые могут быть получены путём научного исследования, отбирать адекватные методы исследования, формулировать вытекающие из исследования выводы;
- использовать такие естественнонаучные методы и приёмы, как наблюдение, постановка проблемы, выдвижение «гипотезы», эксперимент, моделирование, теоретическое обоснование;
- отличать факты от суждений, мнений и оценок, критически относиться к суждениям, мнениям, оценкам, реконструировать их основания;
- видеть и комментировать связь научного знания и ценностных установок,
- моральных суждений при получении, распространении и применении научного знания.
Предметные:
- узнать понятие освещённости, формулы её расчёта, обозначение и единицу измерения. Определить факторы, оказывающие влияние на освещённость;
- научиться пользоваться методами научного исследования явлений природы, проводить наблюдения, планировать и выполнять эксперименты по определению освещённости, обрабатывать результаты измерений, представлять результаты измерений с помощью таблиц, графиков, обнаруживать зависимости между физическими величинами, объяснять полученные результаты и делать выводы;
- приобрести умения и навыки применения полученных знаний для решения практических задач повседневной жизни;
- приобрести умения применять теоретические знания для решения физических задач по определению освещённости;
- научится устанавливать причинно-следственные связи, делать обобщения, выдвигать гипотезы, находить доказательства для выдвинутых гипотез, выводить из экспериментальных данных и их теоретического описания физические закономерности.
Методы обучения: объяснительно-иллюстративный, частично-поисковый, исследовательский, рефлексия.
Формы организации учебной деятельности: фронтальная, групповая, индивидуальная, комбинированная.
Методы контроля: устный фронтальный опрос, устный индивидуальный опрос, комбинированный опрос.
Приёмы: интонационное выделение логически важных моментов изложения, ответы на поставленные вопросы, задания на осмысление полученных знаний.
Форма организации учебно-исследовательской деятельности учащихся: урок.
Методы организации учебно-исследовательской деятельности учащихся: частично-поисковый, исследовательский.
Этапы организации учебного исследования:
- мотивация исследовательской деятельности;
- формулирование проблемы;
- сбор, систематизация, обобщение фактического материала;
- выдвижение гипотез;
- проверка гипотез;
- доказательство или опровержение гипотез.
Планируемые результаты учебно-исследовательской деятельности: ученик научится
- проводить наблюдения, планировать и выполнять эксперименты по определению освещённости;
- обрабатывать результаты измерений, представлять результаты измерений с помощью таблиц, графиков;
- обнаруживать зависимости между физическими величинами, объяснять полученные результаты и делать выводы;
- приобретёт умения и навыки применения полученных знаний для решения практических задач повседневной жизни.
Критерии оценивания результатов учебного исследования:
- Четкость постановки цели задач работы.
- Степень самостоятельности в проведении экспериментов.
- Логичность и обоснованность выводов и соответствие их поставленным целям.
Оборудование к уроку
| № п/п | Название |
Количество, шт. |
1 |
Автоматизированное рабочее место учителя |
1 |
2 |
Ноутбук с выходом в Интернет |
15 |
3 |
Прозрачная лампа накаливания мощностью 60 Вт |
4 |
4 |
Матовая лампа накаливания мощностью 60 Вт |
4 |
5 |
Галогеновая лампа накаливания мощностью 60 Вт |
4 |
6 |
Таблица «Некоторые значения освещённости поверхности вблизи земли» |
15 |
7 |
Электрический фонарик |
16 |
8 |
Штатив с муфтой и лапкой |
32 |
9 |
Мультидатчик Point ФИЗ-1 |
16 |
10 |
USB кабель для подключения мультидатчика |
16 |
11 |
Файл «Полярная система координат» (Приложение 3) |
1 |
12 |
Линейка |
15 |
13 |
1 |
|
14 |
Презентация к уроку | |
15 |
Музыкальная композиция к физкультминутке «Мелодии белой ночи» (Приложение 2) |
1 |
Сигнальные карточки красного, желтого, зеленого цветов |
по 30 |
План урока
| № п/п | Этап урока |
Стадия урока |
Время, мин |
1 |
Создание проблемной ситуации |
Вызов |
2 |
2 |
Постановка цели урока |
Вызов |
2 |
3 |
Актуализация знаний |
Активизация мыслительной деятельности |
9 |
4 |
Изучение нового материала |
Восприятие |
25 |
5 |
Здоровьесберегающая пауза |
Расслабление |
2 |
6 |
Решение задачи на применение знаний |
Осмысление |
5 |
7 |
Решение задачи на применение знаний в незнакомой ситуации (коллективная исследовательская работа) |
Осмысление |
25 |
8 |
Контроль знаний |
Осмысление |
15 |
9 |
Подведение итогов. Рефлексия |
Рефлексия |
3 |
10 |
Задание на дом |
Заключение |
2 |
Ход урока
1 этап урока: Создание проблемной ситуации (стадия вызова) (2 мин.)
Взаимное приветствие учителя и учащихся.
Учитель: На демонстрационном столе находятся разные электрические лампы накаливания: прозрачная, матовая, галогеновая. Дома идёт ремонт. Какие решения вы бы предложили для того, чтобы освещение в разных помещениях было комфортным и эффективным?
Учащиеся выдвигают гипотезы.
2 этап урока: Постановка цели урока (стадия вызова) (2 мин.)
Учитель: Чтобы ответить на эти вопросы нужно провести исследования.
Вспомните свои ощущения, когда вы входили в темное помещение. Становится как-то не по себе, ведь ничего не видно вокруг... Ho стоит включить фонарик - и близко расположенные предметы становятся хорошо заметными. Te же, что находятся где-то дальше, можно едва различить по контурам. В таких случаях говорят, что предметы по-разному освещены.
Тема сегодняшнего урока «Освещённость». Попытайтесь самостоятельно сформулировать цель урока, чем мы займёмся на уроке?
Учащиеся формулируют цель урока: выяснить, что такое освещённость и от чего она зависит, выработать рекомендации по эффективному освещению помещений.
Учитель предлагает открыть тетрадь и записать число и тему урока.
Учащиеся записывают в тетрадях тему урока.
3 этап урока: Актуализация знаний (стадия активизации мыслительной деятельности) (9 мин.)
Учитель: эпиграфом урока послужат слова Конфуция:
«Три пути ведут к знанию:
путь размышления – это путь самый благородный,
путь подражания – это путь самый легкий,
и путь опыта – это путь самый верный».
В ходе урока мы воспользуемся тремя путями, которые ведут к знанию, по мнению философа. Но какой путь для вас самый приемлемый решать вам.
Учитель проводит фронтальный опрос о естественных и искусственных источниках света, корпускулярно-волновом дуализме света.
Учащиеся отвечают на поставленные вопросы.
Учитель проводит индивидуальный опрос: Все мы ежедневно, не задумываясь, пользуемся электрическим освещением. Вспомним, как в действительности происходило развитие приборов освещения.
Выступление докладчика: сообщение об истории развития электрического освещения (Приложение 1).
Учащиеся слушают выступление докладчика, задают вопросы докладчику.
4 этап урока: Изучение нового материала (стадия восприятия) (25 мин.)
а) Объяснение нового материала (5 мин.).
Учитель объясняет новый материал: От любого источника света распространяется световой поток. Чем больший световой поток упадет на поверхность того или иного тела, тем лучше его видно.
Физическая величина, численно равная световому потоку, падающему на единицу освещенной поверхности, называется освещенностью.
Освещенность обозначается символом E и определяется по формуле: E = Ф/S,
где Ф - световой поток, [лм];
S - площадь поверхности, на которую падает световой поток, [м2].
В СИ за единицу освещенности принят люкс (лк) (от латинского слова «lux» - свет).
Один люкс - это освещенность такой поверхности, на один квадратный метр которой падает световой поток, равный одному люмену: 
Учащиеся: записывают в тетрадь определение освещённости, формулу расчёта, единицу измерения.
б) Работа с таблицей в парах (5 мин.).
Учитель: даёт задание для работы в парах: используя ресурсы сети Интернет, определить величину освещённости вблизи земли и заполнить таблицу «Некоторые значения освещённости поверхности вблизи земли».
Учащиеся заполняют таблицу, анализируют результаты.
Таблица 1.
Некоторые значения освещённости поверхности вблизи земли
| Источники света | Освещённость Е, лк |
Солнечными лучами в полдень на средних широтах |
100000 |
Солнечными лучами на открытом месте в пасмурный день |
1000 |
Солнечными лучами в светлой комнате вблизи окна |
100 |
На улице при искусственном освещении |
4 |
От полной Луны |
0,2 |
От звездного неба в безлунную ночь |
0,0003 |
в) Практическая работа в группах по 4 человека (5 мин.).
Учитель (выключает свет в кабинете, включает электрический фонарик, подносит его к раскрытой тетради): Наверное, все вы видели шпионские фильмы. Представьте: какой-нибудь герой при свете слабого карманного фонарика внимательно просматривает документы в поисках необходимых «секретных данных». Вообще, чтобы читать, не напрягая глаз, нужна освещенность не меньше 30 лк, а это немало. И как наш герой добивается такой освещенности?
Учащиеся высказывают гипотезы.
Учитель предлагает образовать группы по 4 человека (повернуться к учащимся за соседнюю парту) и выполнить практическую работу с использованием электрического фонарика с целью проверки гипотез и определению факторов, влияющих на освещённость.
Учащиеся обсуждают проблему в группах, выполняют эксперименты, формулируют выводы:
- во-первых, он подносит фонарик как можно ближе к документу, который просматривает. Значит, освещенность зависит от расстояния от источника света до освещаемого предмета.
- во-вторых, он располагает фонарик перпендикулярно к поверхности документа, а это значит, что освещенность зависит от угла, под которым свет падает на поверхность.
- в-третьих, для лучшего освещения он просто может взять более мощный фонарик, так как очевидно, что с увеличением силы света источника увеличивается освещенность.
- в-четвёртых, освещённость зависит от прозрачности среды, в которой распространяется свет, проходя от источника до поверхности.
г) Практическая работа в парах по определению зависимости освещённости от расстояния до источника света с использованием датчика освещённости цифровой лаборатории RELAB (10 мин.).
Учитель предлагает выполнить практическую работу в парах, по определению зависимости освещённости от расстояния до источника света с использованием датчика освещённости цифровой лаборатории RELAB.
Учащиеся обсуждают в парах ход выполнения практической работы, проводят измерения освещённости, обобщают результаты эксперимента. В работе используют датчик освещённости (S), входящий в состав мультидатчика Point ФИЗ-1 (рис. 1). Датчик освещённости позволяет производить измерения освещённости (интенсивности света) и обладает спектральной чувствительностью близкой к чувствительности глаза. Датчик оснащён адаптивным логарифмическим аналого-цифровым преобразователем, автоматически переключающим чувствительность в зависимости от текущей освещённости. Датчик защищён от инфракрасных излучений с помощью светового фильтра, установленного на корпусе чувствительного элемента датчика. Датчик освещённости позволяет измерять освещённость в диапазоне от 0 лк до 188000 лк; в диапазоне рабочих длин волн от 350 нм до 780 нм с погрешностью 15%.
Внешний вид мультидатчика Point ФИЗ-1
Учащиеся выполняют работу в следующем порядке:
- В лапке одного штатива в вертикальном положении закрепляют электрический фонарик.
- В лапке другого штатива вертикально закрепляют мультидатчик Point ФИЗ-1 (датчик освещённости направляется на лампу фонарика).
- С помощью кабеля подключают мультидатчик Point ФИЗ-1 к USB разъёму ноутбука.
- Датчик освещённости располагают на расстоянии 10 см от электрического фонарика с использованием линейки. Включают электрический фонарик и запускают программу измерений Relab Lite кнопкой «Пуск». Фиксируют значение освещённости (величины светового потока, приходящейся на единицу площади освещаемой поверхности) по показаниям датчика.
- Увеличивают расстояние между электрическим фонариком и датчиком освещённости в два раза (до 20 см), в три раза (до 30 см). И в каждом случае фиксируют значение освещённости по показаниям датчика.
- Результаты измерений заносят в таблицу 2, анализируют.
Таблица 2.
Зависимость освещённости от расстояния до источника света
| Номер опыта | Расстояние до источника света R, м |
Освещённость Е, лк |
1 |
0,1 |
|
2 |
0,2 |
|
3 |
0,3 |
|
Делают вывод: освещённость обратно пропорциональна квадрату расстояния от источника света до датчика освещённости (при увеличении расстояния в 2 раза освещённость уменьшается в 4 раза; при увеличении расстояния в 3 раза освещённость уменьшается в 9 раз).
Учитель обобщает результаты экспериментов: Таким образом, экспериментально установлено, что освещённость прямо пропорциональна силе света I источника и обратно пропорциональна расстоянию R от источника до поверхности, поэтому если поверхность расположена перпендикулярно к направлению распространения света от точечного источника и свет распространяется в чистом воздухе, то освещенность можно определить по формуле: E = 
,
где I - сила света источника, [кд],
R - расстояние от источника света до поверхности, [м].
Учащиеся записывают формулу расчёта освещённости в тетради.
5 этап урока: Здоровьесберегающая пауза (стадия расслабления) (2 мин.).
Учитель: Предлагает выполнить электронную физкультминутку для глаз с музыкальным сопровождением (Приложение 2).
Учащиеся: Выполняют комплекс упражнений гимнастики для глаз.