Методика використання саморобних приладів та пристроїв на уроках фізики icon

Методика використання саморобних приладів та пристроїв на уроках фізики




Скачати 242.55 Kb.
НазваМетодика використання саморобних приладів та пристроїв на уроках фізики
Дата конвертації19.09.2013
Розмір242.55 Kb.
ТипДокументи

Управління освіти Рівненського міськвиконкому


Рівненська загальноосвітня школа №25

Рівненської міської ради


Методика використання саморобних приладів та пристроїв на уроках фізики


Матеріали підготував
Радчук В’ячеслав Олександрович


ІІ кваліфікаційна категорія

СЗШ №25 м. Рівного

вчитель фізики та астрономії


Рівне-2011р.


Зміст


Вступ…………………………………………………………………………..3

Розділ І. Демонстраційний фізичний експеримент.

    1. Методика, техніка та особливості демонстраційного фізичного експерименту…………………………………………………………….4

    2. Використання саморобних приладів та пристроїв для демонстраційного експерименту на уроках…………………………...8

Розділ ІІ. Будова конструкцій та практичне застосування саморобних приладів та пристроїв.

    1. Методика використання саморобних приладів при вивченні окремих тем з розділу «Магнітне поле» у дев’ятому класі……...…10

    2. Методичні особливості вивчення теми «Напрям індукційного струму. Правило Ленца» з використанням саморобних приладів……………16

    3. Методика проведення окремих етапів уроку у десятому класі на тему «Закон збереження імпульсу» з використанням саморобних приладів…………………………………………………………………20

    4. Методика використання електронного метронома під час виконання лабораторних робіт з фізики……………………………………..…….23

Висновки…………………………………………………………………..…25

Список використаної літератури………………………………………..….26


ВСТУП


В процесі навчання фізиці велика роль відводиться експерименту. Фізичний дослід (експеримент) сприяє показу об’єктивності законів фізики, забезпечує науковість шкільного курсу, є засобом наочності; формує в учнів специфічні для фізики уміння та навики, підвищує пізнавальні здібності.

Результат навчання суттєво залежить від того, наскільки логічно і тісно пов’язаний експеримент з навчальним матеріалом і наскільки чітко вводиться той чи інший дослід в систему того навчального матеріалу, що вивчається.

Щоб підтримувати зацікавленість учня до навчального процесу, необхідна творча організація уроку. Школа потребує нової особистості учителя, оскільки у шкільному курсі фізики існує величезна кількість явищ, законів, понять, пояснення і ефективне засвоєння учнем яких вимагає від вчителя проявляти творчий підхід, розкривати себе як креатину особистість.

Творчість в діяльності учителя може проявлятися по-різному. Одним із актуальних та цікавих з точки зору методики способів реалізації творчості педагога є конструювання та використання саморобних фізичних приладів та пристроїв на уроках.

Щоб підтримувати зацікавленість учня до навчального процесу, необхідна творча організація уроку. Школа потребує нової особистості учителя, оскільки у шкільному курсі фізики існує величезна кількість явищ, законів, понять, пояснення і ефективне засвоєння учнем яких вимагає від вчителя проявляти творчий підхід, розкривати себе як креатину особистість.

Мета роботи: теоретично обґрунтувати доцільність конструювання та виготовлення вчителем та учнями фізичних приладів, описати конструкцію саморобних приладів та пристроїв, висвітлити методику їх реального використання при проведенні уроків. Довести, що саморобні прилади, як і будь-які інші прилади фізичного кабінету з успіхом використовуються для демонстраційного експерименту, проведення фронтальних лабораторних робіт, для розв’язування задач-демонстрацій якісного та кількісного характеру.

РОЗДІЛ І. Демонстраційний фізичний експеримент


1.1 Методика, техніка та особливості демонстраційного фізичного експерименту.


Фізика - наука експериментальна. Оскільки між фізикою - наукою і фізикою - навчальним предметом існує тісний зв'язок, процес навчання фізики полягає в послідовному формуванні нових для учнів фізичних понять і теорій на основі не багатьох фундаментальних положень, що опираються на дослід. У ході цього процесу знаходить відображення індуктивний характер встановлення основних фізичних закономірностей на базі експерименту і дедуктивний характер виведення наслідків із встановлених таким чином закономірностей з використанням доступного для учнів математичного апарату.

Використання експерименту в навчальному процесі з фізики дозволяє: показати явища, що вивчаються, в педагогічно трансформованому вигляді і тим самим створити необхідну експериментальну базу для їх вивчення; проілюструвати встановлені в науці закони і закономірності в доступному для учнів вигляді і зробити їх зміст зрозумілим для учнів; підвищити наочність викладання; ознайомити учнів з експериментальним методом дослідження фізичних явищ; показати застосування фізичних явищ, що вивчаються, в техніці, технологіях та побуті; посилити інтерес учнів до вивчення фізики; формувати політехнічні та дослідно-експериментаторські навички.

Демонстраційний експеримент як метод навчання належить до ілюстративних методів. Головна дійова особа в демонстраційному експерименті - вчитель, який не лише організовує навчальну роботу, але і проводить демонстрацію дослідів. Демонстраційний експеримент має суттєвий недолік - учні не працюють з приладами (хоча деякі з них можуть залучатись до підготовки демонстрацій).

Постановка дослідів повинна бути максимально чіткою, а пояснення - продуманим і відображати не лише фізичну суть експерименту, а й його місце в системі фізичної науки. З педагогічної точки зору демонстрація дослідів є необхідною при розв'язанні низки специфічних задач, а саме[1]:
1. Для ілюстрації пояснень учителя. Практика свідчить, що ефективність засвоєння навчального матеріалу значно підвищується, якщо пояснення вчителя супроводжується демонстрацією дослідів. Адже в ході демонстрації вчитель має можливість керувати пізнавальною діяльністю учнів, акцентувати увагу на обставинах найбільш важливих для розуміння суті навчального матеріалу. Демонстрацій такого типу більш усього в обов'язковому мінімумі, передбаченому програмою.

2. Для ілюстрації застосування вивчених фізичних явищ та теорій в техніці, технологіях та побуті. Демонстрація таких дослідів є необхідною не лише для ілюстрації зв'язків фізики з технікою, а й для підготовки учнів до життя в умовах сучасного технізованого суспільства. Ознайомлення з об'єктами техніко-технологічного характеру сприяє формуванню мотивації учіння фізики, дозволяє поглибити та систематизувати знання учнів про раніше вивчені фізичні явища.

3. Для збудження та активізації пізнавального інтересу до фізичних явищ та теорій. Ефективний демонстраційний експеримент може бути своєрідним поштовхом до активної пізнавальної діяльності учнів, особливо, якщо він носить проблемний характер. (Наприклад, демонстрація плавання сталевої голки на поверхні води створює проблемну ситуацію, яка може бути покладена в основу вивчення властивостей поверхневого шару рідини).

4. Для перевірки припущень, висунутих учнями в ході обговорення навчальних проблем.

Оскільки сучасна методика фізики пропонує велику кількість демонстрацій з кожної теми шкільного курсу фізики, перед вчителем завжди виникає проблема відбору дослідів при підготовці до кожного конкретного уроку. За наявності кількох варіантів дослідів слід відібрати ті, які: найповніше відповідають темі та дидактичним цілям уроку; найефективніше вписуються в логічну структуру уроку; найбільш виразно ілюструють явище чи фізичну теорію; можуть бути відтворені на найпростішому обладнанні ( але без втрати ефективності).

Інші методичні вимоги до організації демонстраційного експерименту такі[3]:
1. Учнів необхідно готувати до сприйняття дослідів. Ідея досліду, його хід і одержані результати повинні бути зрозумілими учням. З цією метою вчитель повинен пояснити схему установки, всі її складові, звернути увагу на вимірювальні прилади, або на ті елементи, на яких виявляється спостережуваний ефект.

2. При можливості досліди потрібно ставити в кількох варіантах (особливо, якщо це сприяє більш глибокому засвоєнню навчального матеріалу).
3. Кількість демонстрацій на уроці не повинна бути надто великою. Демонстраційний експеримент повинен сприяти вивченню навчального матеріалу і не відволікати від головного на уроці.

4. Якщо дозволяє обладнання, демонстраційні досліди слід проводити зі встановленням кількісних співвідношень (числа повинні бути заздалегідь підібраними і зручними для оперування ними!).

5. Демонстраційну установку слід збирати перед учнями в процесі викладання навчального матеріалу. Лише за умови використання дуже складного обладнання, установка може бути зібрана заздалегідь (з цієї причини не слід захоплюватись використанням готових стендів).

6. Установка повинна бути максимально надійною, а техніка демонстрування відпрацьованою.
7. У випадку відмови установки, слід відшукати і швидко ліквідувати несправність, а дослід повторити, досягнувши позитивного результату. Якщо це зробити за даних обставин неможливо, необхідно пояснити учням причину відмови і обов'язково відтворити демонстрацію на наступному уроці.

8. Не слід підміняти демонстраційний експеримент, доступний для шкільних умов, показом відповідних кінофрагментів чи комп’ютерним моделюванням.

Техніка демонстрування повинна задовольняти двом вимогам: метод демонстрування повинен максимально відповідати науковому і давати вірогідні результати; у процесі демонстрування потрібно досягти максимальної видимості очікуваного і суттєвих складових частин установки.

Для забезпечення доброї видимості потрібно дотримуватись таких правил [3]:

1. Ні сам вчитель ні його руки не повинні закривати прилади.

2. Окремі прилади чи їх частини не повинні затінювати один одного. У зв'язку з цим прилади розносять не тільки по горизонталі, а й по вертикалі, застосовуючи різні підставки і столики.

3. Прилади потрібно добре освітлювати. Для цього застосовують спеціальні освітлювачі і екрани. Досліди зі світловими явищами, які слабо спостерігаються, проводяться в темноті.

4. Якщо явища відбуваються в безбарвних тілах чи рідинах, то їх роблять видимими одним з методів контрастування: підсвічуванням чи підфарбуванням.

5. Якщо предмет обертається у горизонтальній площині, то його мітять вертикальними позначками на видимій стороні, або ставлять на нього вішки.

6. Явища, які відбуваються в горизонтальній площині, демонструються учням за допомогою похилих дзеркал.

7. Якщо жоден з перелічених засобів не дає результату, то потрібно користуватись тіньовим проектуванням на екран, або використовувати телевізійну камеру.


1.2 Використання саморобних приладів для демонстраційного експерименту на уроках.


Фізика, як наука природнича, пов’язана із спостереженнями за явищами природи, які вчитель або учні відтворюють за допомогою спеціально сконструйованих приладів. Майже кожен урок з фізики передбачає експеримент у вигляді демонстрацій, лабораторних робіт та робіт фізичного практикуму. Прилади є своєрідними підсилювачами відчуттів, які одержують учні, а демонстрації сприяють творчому засвоєнню фізичних знань, слугують інструментом переконливої мотивації навчально-виховного процесу. Саме через експеримент вчитель найповніше реалізує свої методичні установки. Ефективний вчитель фізики повинен не тільки ґрунтовно опанувати фундаментальні знання, але й володіти уміннями щодо застосування їх у практичній діяльності, тобто володіти мистецтвом експериментатора дослідника, творця.

Досвід викладання фізики показує, що досконало підготовлений демонстраційний і лабораторний експеримент, який дає стабільні, близькі до табличних результати, можливий лише при створенні добре обладнаного і впорядкованого кабінету фізики. В такому кабінеті прилади та установки повністю забезпечують навчальний процес, надійно працюють, раціонально розташовані, безпечні при експлуатації, мають естетичний вигляд.

Ряд приладів учні під керівництвом вчителя можуть створювати самостійно. Сьогодні, в період широкого використання комп’ютерних технологій, насичення навчального процесу мультимедійними засобами, така робота може здатися непотрібною і примітивною. Та ця думка помилкова. Насправді технічна творчість сприяє трудовому вихованню молоді, розкриттю її здібностей і талантів, підвищує креативну та пошукову активність, розвиває асоціативні уявлення, технічну кмітливість, спостережливість, здатність генерувати ідеї, формує певний спосіб мислення – схемами, зоровими образами. Технічна творчість розвиває модельне мислення. Пізнаючи який-небудь процес чи об’єкт, ми будуємо в своїй свідомості їхні моделі. Приймаючи якесь життєве рішення, ми подумки моделюємо обстановку, програємо на моделі можливий хід подій. По суті наукова робота в своїй основі є моделювання, створення графічних моделей у вигляді схем, креслень та ін. В процесі творення закладаються основи мобільності естетичного стереотипу, коли акуратність, окомір, бережливе відношення до приладів, раціональність і точність вимірювань можуть бути перенесені на інші дії [6]. Не віртуальне, а «живе» унаочнення, створене власними руками та розумом, відіграє визначну мотиваційну роль у процесі навчання, особливо тоді, коли вчитель і учні виступають як автори проекту, виконавці і демонстратори одночасно. Надзвичайно важливий і виховний аспект: співтворчість виробляє почуття колективізму, взаємодопомоги, збагачує емоційну культуру людини. Вчитель, який працює над виготовленням приладів, систематично вдосконалює свою майстерність. Можна навіть сказати, що наявність саморобних приладів у фізичному кабінеті є своєрідним критерієм працездатності і вчителя, і його учнів.

Виготовлення приладів вчителем і самими учнями сприяє подоланню самої великої «хвороби» нашого навчання – його абстрактності, «коли знання існують самі по собі, а життя йде саме по собі»; наближає процес викладання фізики до сучасних потреб суспільства. Демонстраційний експеримент з використанням саморобних приладів та пристроїв покликаний допомагати у формуванні раціоналізаторських і винахідницьких здібностей, а також професійної компетентності майбутньої соціально-успішної особистості.


РОЗДІЛ ІІ. Будова конструкцій та методика практичного застосування саморобних приладів та пристроїв.


2.1 Методика використання саморобних приладів при вивченні окремих тем з розділу «Магнітне поле» у дев’ятому класі.


При вивченні розділу «Магнітне поле» у дев’ятому класі важливою є тема: «Магнітна дія струму. Дослід Ерстеда. Магнітне поле провідника зі струмом.»

Мотивацією навчальної діяльності учнів на уроці може бути відповідь на запитання: «А чи існують інші джерела магнітного поля, окрім постійних магнітів?» Дати відповідь на це запитання можна демонстрацією досліду Ерстеда, який провести за допомогою саморобного приладу.

Прилад складається з двох підставок-панелей, одна горизонтальна – основа приладу, інша може бути як горизонтальною (при демонстрації досліду Ерстеда), так і вертикальною (при демонстрації досліду Ампера). Як провідники використовуються смужки алюмінієвої фольги довжиною 0,5 м, які фіксуються на клемах і розміщені на відстані 2,5 см одна від одної.

При демонстрації досліду Ерстеда рухома панель розташовується горизонтально, в клемах закріплюється одна смужка фольги, біля неї приклеєне невелика пластмасова опора з голкою, на яку встановлюється магнітна стрілка.

При використанні приладу для демонстрації досліду Ампера рухома панель розташовується вертикально, знизу закручується гвинт, який тримає панель у вертикальному положенні. У клемах встановлюються дві смужки фольги. При зміні послідовного з’єднання провідників на паралельне, використовується металева перемичка.

Спочатку учень розповідає про історію досліду, потім учитель демонструє реагування магнітної стрілки на наявність в провіднику електричного струму.

^ Повідомлення учня: експериментальне підтвердження зв’язку між електричними і магнітними явищами відбулося завдяки щасливому випадку. Взимку 1819—1820 рр. (у деяких джерелах - 15 лютого, в інших - ще в грудні) датський професор фізики Ганс Христіан Ерстед на лекції в університеті демонстрував нагрівання дроту електричним струмом. Для цього склав електричне коло. Поруч на демонстраційному столі знаходився морський компас, поверх скляної кришки якого проходив один із провідників. Раптом хтось із студентів випадково помітив, що коли Ерстед замикав коло, магнітна стрілка компаса відхилилася. Повторне замикання кола привело до такого ж результату. (Демонструємо, рис.1)




Рис.1

При засвоєнні учнями нового матеріалу теми необхідно продемонструвати взаємодію провідників зі струмом. Спочатку учень повідомляє про те, що французький математик і фізик А.Ампер вперше почув про досліди Ерстеда на засіданні Французької академії наук четвертого вересня 1820 року, а через тиждень продемонстрував взаємодію двох паралельно розташованих провідників зі струмом. Після повідомлення учитель демонструє взаємодію, використовуючи саморобний прилад (рис.2(а) – взаємодія послідовно з’єднаних провідників, рис.2(б) – взаємодія паралельно з’єднаних провідників).

Компактна конструкція приладу дозволяє швидко змінювати умови досліджень і налагодити його на будь-якому робочому місці. Це дає підстави розглядати конструкцію як самостійний завершений прилад. Зауважимо, що проводити демонстрації, використовуючи даний прилад, має право лише учитель.




Рис.2(а) Рис.2(б)

Під час уроку на тему: «Дія магнітного поля на провідник зі струмом» у дев’ятому класі на етапі сприйняття та засвоєння нового матеріалу доцільно провести демонстрацію дії магнітного поля на провідник зі струмом, використавши саморобний прилад (рис.3).

Прилад складається з підставки, до якої вертикально закріплено дві зігнуті алюмінієві трубки (рис.3). Всередині трубок прокладені ізольовані провідники, які замкнені на мідний провідник. Цей провідник розміщується між полюсами магніту і при пропусканні через нього постійного електричного струму (максимум 2 А), він відхиляється, тобто спостерігається взаємодія. В приладі використовуються підковоподібні магніти, які підсилені феритовими магнітами. Вимикач без фіксації режимів увімкнення-вимкнення не дає можливості провідникам перегріватися. Приладом має право користуватися лише вчитель. Коли помістити провідник у магнітне поле, наприклад, у поле постійного магніту, то за наявності у цьому провіднику струму, на нього діятиме механічна сила, яка називається силою Ампера (демонстрація).




Рис.3

Саморобний прилад з успіхом використовується для проведення демонстрацій якісного та кількісного характеру (вчитель задає питання учням, потім проводить дослід, учні спостерігають за демонстрацією та дають відповіді):

  1. Якщо забрати магніт, як ви вважаєте, чи діятиме на провідник сила Ампера?(демонстрація)

  2. Сила – це векторна величина, тобто сила Ампера має напрям. Від чого залежить напрям сили Ампера?(^ Вчитель змінює напрям струму в провіднику, змінює місцями полюси постійного магніту, проводячи відповідні демонстрації).

Після аналізу учнями результатів дослідів, учитель формулює правило лівої руки. Учні розв’язують задачі-малюнки на правило лівої руки.

Щодо дії магнітного поля на провідник з струмом слід звернути увагу учнів на те, що невирішеним залишилось питання про кількісну залежність сили Ампера. Вчитель формулює запитання: сила Ампера має крім напрямку певне числове значення. Від яких фізичних величин залежить це значення? Проводяться демонстрації з використанням саморобного приладу: зміна значення сили струму в провіднику; зміна величини магнітного поля (збільшують, зменшують кількість постійних магнітів); зміна довжини провідника, приєднуючи провідники різної довжини; розміщення провідника в різних положеннях у магнітному полі.

На етапі закріплення навчального матеріалу, учитель пропонує учням розв’язати експериментальну задачу якісного характеру з використанням пристрою, що виготовлений вчителем власноруч (рис.4).


Рис.4

Пристрій складається з двох паралельних алюмінієвих провідників. Рухомий провідник розміщується в магнітному полі (між полюсами постійного магніту) і здатний котитися по алюмінієвих провідниках-рейках. Для запобігання короткого замикання, послідовно до провідників приєднується лабораторний реостат. З метою дотримання правил техніки безпеки між рухомим провідником, який перебуває під напругою, і комутаційними пристроями (реостат і кнопка «Пуск») розміщено захисне скло. Пристій приєднується до джерела постійного струму. При замиканні кнопки «Пуск» подається напруга на два алюмінієвих провідника. Через рухомий провідник замикається електричне коло і протікає постійний струм. Під час демонстрації спостерігається рух провідника зі струмом (кочення) під дією зовнішнього магнітного поля.

Демонструючи дослід, учитель формулює умову задачі: при замиканні електричного кола і протіканні електричного струму по металевих рейках, алюмінієвий стержень рухається (котиться). Поясніть, чому? Від чого залежить напрям руху провідника?

Примітка. Пристрій, який зображено на рис.4, з успіхом використовується на початку уроку «Дія магнітного поля на провідник зі струмом», на етапі мотивації навчальної діяльності учнів. Пізнавальний інтерес учнів можна викликати, використавши метод проблемного навчання (проблемний виклад матеріалу). З попередніх уроків учням відомо, що навколо провідника з струмом існує магнітне поле, яке впливає на магнітну стрілку (дослід Ерстеда). Вчитель підводить учнів до думки: а чи можливий вплив магнітного поля постійного магніту на провідник зі струмом. Спочатку необхідно провести дослід, використовуючи саморобний прилад, а потім сформулювати проблемне питання: «Як ви бачите, при пропусканні електричного струму по рейках, алюмінієвий стержень починає рухатися (котитися). Спробуйте пояснити, чому?» Учитель вислуховує ймовірні відповіді учнів і, таким чином, переходить до викладу навчального матеріалу. Причиною такого руху є сила, що діє на провідник зі струмом з боку магнітного поля.


2.2 Методичні особливості вивчення теми «Напрям індукційного струму. Правило Ленца» з використанням саморобних приладів.


Вивчаючи індукційне електричне поле, слід звернути увагу учнів на те, що важливим є питання про визначення напрямку ліній напруженості цього поля. Але визначення напрямку цих ліній безпосередньо пов’язане з правилом, за допомогою якого визначають напрям індукційного струму. Тому спочатку потрібно розкрити це питання, отже, треба перейти до ознайомлення учнів з правилом Ленца.

Вивчення цього питання доцільно починати із демонстрування досліду Фарадея. Звертаємо увагу на те, що при опусканні магніту в котушку струм має один напрям, а при витягуванні його з котушки – протилежний. За напрямок відхилення стрілки гальванометра визначаємо напрямок струму в котушці і відразу ж ставимо запитання: як можна визначити напрямок індукційного струму, не використовуючи гальванометр?

За допомогою саморобного приладу доцільно створити проблемну ситуацію: чому при пропусканні струму по котушці, алюмінієве кільце, яке нанизане на стальне осердя, піднімається і зависає у повітрі (рис.5).


Рис.5

Можна замінити алюмінієве кільце мідним; при використанні розрізаного кільця явище не спостерігається.

Саморобний прилад складається з стального стержня, який поміщений в котушку круглого поперечного перерізу. Внутрішній діаметр котушки дорівнює діаметру стержня. Котушка кріпиться на ізолюючу підставку, на верхній корпус приладу виведена кнопка.

Прилад живиться від джерела змінної напруги через лабораторний трансформатор (ЛАТР-2М). Напругу за допомогою ЛАТРа можна змінювати в межах від 100 В до 200 В.

Щоб котушка випадково не перегоріла, на приладі використовується кнопка без фіксації (натискаєш – працює, приймаєш палець – автоматичне вимкнення).

Далі вчителю потрібно висловити припущення, що така взаємодія магнітного поля й кільця з індукційним струмом може бути пов’язана з певним напрямком цього струму, і що характер цієї взаємодії і може бути основою для встановлення правила, за допомогою якого можна буде визначити напрямок індукційного струму.

Правило Ленца можна сформулювати наступним чином: збуджуваний у замкненому контурі індукційний струм має такий напрямок, що створюване ним магнітне поле протидіє зміні магнітного потоку, яка викликає цей струм.

Після цього пропонується учням пояснити дослід із саморобним приладом, за допомогою якого створювалася проблемна ситуація. На закінчення записується основний закон електромагнітної індукції з врахуванням правила Ленца і з’ясовується, як визначається напрямок ліній напруженості індукційного електричного поля.

Аналізуючи свою педагогічну практику, можна сказати, що матеріал на застосування правила Ленца є важким для сприйняття учнями. Тому для його засвоєння, закріплення знань про правило Ленца доцільно розв’язати певну кількість якісних задач. Наприклад, задачу-демонстрацію якісного характеру. Для цього учитель демонструє дослід, використовуючи саморобний прилад (рис.6) і формулює умову задачі: якщо струм у котушках відсутній, маятник коливається тривалий час. При ввімкненні струму, металева пластинка здійснює одне коливання і зупиняється. Поясніть спостережуване явище.




Рис.6

Саморобний прилад демонструє виникнення індукційного струму в суцільній металевій пластинці маятника.

Дві обмотки від трансформатора з’єднані паралельно та вставлені в залізне осердя. В стальному осерді вирізаний отвір. Між полюсами утвореного електромагніту коливається маятник (алюмінієва пластинка як фізичний маятник).

Котушки з залізним осердям закріплені на ізолюючій підставці. Усі з’єднувальні провідники закриті пластмасовим корпусом, на якому встановлений світловий індикатор (неонова лампа). Для увімкнення приладу використовується тумблер без автоматичної фіксації режиму ввімкнення.

Принцип роботи полягає в наступному: при наближенні маятника до зазору електромагніту, в ньому, згідно із правилом Ленца, виникає індукційний струм такого напряму, що створене ним поле напрямлене проти напрямку поля магніту. В результаті відбувається гальмування маятника. Коли маятник виходить із зазору магніту, то потік магнітної індукції, що пронизує маятник, зменшується і (згідно з правилом Ленца) виникає притягання маятника до магніту, і він знову гальмується. В результаті маятник швидко зупиняється, хоча без магніту його коливання могли б продовжуватися досить довго.

Використання даного приладу дає можливість показати учням застосування явища електромагнітної індукції в техніці. Слід звернути увагу учнів, що на принципі виникнення струмів Фуко ґрунтується будова індукційних електропечей, які широко застосовуються для плавлення металів у вакуумі, коли інші методи практично непридатні. Проте в багатьох поширених електротехнічних установках виникнення струмів Фуко призводить до марних втрат енергії на виділення тепла [5]. Тому залізні сердечники трансформаторів, електродвигунів роблять не суцільними, а складають з окремих пластин, ізольованих одна від одної.

2.3 Методика проведення окремих етапів уроку у десятому класі на тему «Закон збереження імпульсу» з використанням саморобних приладів


Починаючи урок у десятому класі на тему «Закон збереження імпульсу» слід звернути особливу увагу учнів на те, що імпульсу притаманна цікава і важлива властивість, якою володіють зовсім небагато фізичних величин. Це – властивість збереження.

На етапі вивчення нового матеріалу доцільно наголосити, що закон збереження імпульсу виконується лише для замкнених систем тіл. Вчитель задає питання: як ви розумієте поняття замкненої системи? (Сукупність тіл, що взаємодіють між собою і не взаємодіють з іншими тілами.) Як приклад експериментального підтвердження виконання закону збереження імпульсу, який справджується лише для замкненої системи тіл, можна провести демонстрацію за допомогою саморобного приладу «Водяне колесо» (рис. 7)(демонстрацію проводить учень).




Рис.7

Прилад складається з дерев’яної підставки, на якій закріплено стальний стержень з алюмінієвою пластиною. В пластині зроблено отвір, в якому розміщено маленький підшипник.

Тіло приладу – pet-пляшка, в якій зверху вирізаний отвір, через який наливається вода. Дно рet-пляшки за допомогою металевою осі з підшипником закріплюється до алюмінієвої пластини. Як підвіс для тіла приладу використовується металевий стержень і підшипник, а не нитка, для того, щоб не виникав шкідливий крутильний момент.

В кришці зроблено два діаметральних отвори, у які вставлені дві скляні хімічні трубки, зігнуті за допомогою хімічного пальника під кутом дев’яносто градусів. Вихідні отвори трубок розташовують в протилежних напрямках. Для герметичності всі з’єднання трубок з кришкою залиті клеєм. В центрі кришки зроблено отвір, в який вставлений невеликий цвяшок.

В центрі посудини ( можна взяти прозору пластикову посудину), у яку виливатиметься вода, розміщено направляюча втулка, у яку вставляється цвяшок кришки. Це необхідно для того, щоб pet-пляшка розміщувалася у строго вертикальному положенні (відцентровка приладу). Для кращої наочності воду, яку наливають у пляшку, бажано підфарбувати.

Фізика досліду полягає в тому, що під час витікання води через трубки з певною швидкістю, тіло (pet-пляшка) набуває імпульсу, який напрямлений протилежно напряму струменів рідини, що витікає, і внаслідок цього здійснює обертальний рух.

Висновок з досліду: закон збереження імпульсу справджується для замкненої системи тіл.

Закріплення знань доцільно провести у вигляді експериментального дослідження з використанням саморобного приладу (рис. 8).


Рис.8

Прилад складається з двох кульок і молоточка, які закріплені на стержні, і шкали, яка дозволяє кількісно оцінити відхилення кульок від положення рівноваги під час ударів.

^ Хід проведення дослідження:

1. відхиляємо дві кульки від положення рівноваги на 3 – 4 поділки шкали приладу і відпускаємо (дослід проводять 3 рази);

2. відхиляємо одну кульку від положення рівноваги на 3 – 4 поділки шкали приладу і відпускаємо (дослід проводять 3 рази);

3. відхиляємо одну кульку від положення рівноваги на 5 – 6 поділок шкали приладу і відпускаємо (дослід проводять 3 рази);

4. відхиляємо молоточок від положення рівноваги на 10 поділок шкали приладу і відпускаємо (дослід проводять 3 рази);

Відповісти на запитання:

  1. У чому відмінність цих дослідів?

  2. Наведіть приклади подібних явищ у природі і техніці.

  3. Який висновок можна зробити з цих дослідів?

Цікавий дослід, який демонструє закон збереження імпульсу проводиться за допомогою саморобного приладу (рис.9) після експериментального дослідження [7] (учні пояснюють результати спостереження).




Рис.9

Прилад складається з двох металевих пластинок з отворами, до яких закріплено сім однакових кульок на нитках. Відпускаючи одну кульку, спостерігаємо рух однієї кульки з іншого боку і т.д.

2.4 Методика використання електронного метронома під час виконання лабораторних робіт з фізики.


Можна стверджувати, що немає жодної значущої теми у фізиці, яка б не мала прикладної цінності. Особлива роль належить лабораторним роботам, при виконанні яких учні знайомляться з вимірювальними приладами, методами досліджень, опрацьовують результати вимірювань, використовують обчислювальну техніку.

На фронтальних лабораторних роботах та роботах фізичного практикуму паралельно з механічним метрономом можна використовувати електронний метроном на двох транзисторах. Це генератор низької частоти, коливання якого виникають внаслідок позитивного зворотнього зв’язку, напруга якого подається через конденсатор між виходом і входом підсилюючого каскаду.

Принципова схема приладу зображена на рис.10.





















V1


V2













Рис.10

Для виготовлення метронома використані наступні електротехнічні деталі: перший транзистор типу МП37, другий – МП42Б, резистор змінного опору СП-1, резистор постійного опору МЛТ 20К, динамічна головка ГДШ, конденсатор – К50-6 – 10мкФ на 10В.

Метроном живиться від джерела напруги 9В. Це можуть бути дві послідовно з’єднані гальванічні елементи на 4,5В або батарея „Крона”. Подається живлення через вимикач УХЛ4 ( або будь-якого іншого типу).

Кількість ударів метронома можна регулювати змінним резистором в межах від 25 до 300 за хвилину.

Виготовивши достатню кількість метрономів такого типу (рис.11), ми даємо можливість виконувати лабораторні роботи не демонстраційно (один механічний метроном на клас), а кожному учню індивідуально або в мікрогрупах.


Рис.11


ВИСНОВКИ


В роботі обґрунтовано доцільність конструювання та виготовлення вчителем фізичних приладів, описано конструкцію саморобних приладів та пристроїв, наведено методику їх реального використання при проведенні уроків. Доведено, що саморобні прилади, як і будь-які інші прилади фізичного кабінету з успіхом використовуються для демонстраційного експерименту, проведення фронтальних лабораторних робіт, для розв’язування задач-демонстрацій якісного та кількісного характеру.

Цінним у роботі є висвітлення не лише будови конструкцій приладів, але і уміння застосовувати їх у практичній діяльності; розкриття особистості вчителя як експериментатора-дослідника, творця і як креатину особистість. На прикладі окремих тем програми показано, що використання приладів та пристроїв, які виготовлені руками вчителя і учнів, у навчальному експерименті є важливою частиною учбового процесу у системі вивчення фізики в середній школі.

Рекомендації щодо конструювання та практичного застосування саморобних приладів: практична доцільність, бездоганна та продумана робота, естетичний вигляд, за можливості використання хоча б на кількох уроках.

Наявність фізичних приладів, виготовлених власноруч учителем і учнями сприяє істотному поповненню матеріального фонду кабінету фізики. Можна стверджувати, що наявність саморобних приладів у фізичному кабінеті є критерієм майстерності та працездатності учителя і його учнів.


Список використаної літератури


  1. Бондаровський М. М., Масловський В.І., Миргородський Б. Ю., Шабаль В. К. Фізичний експеримент у середній школі .Т.1. К.: Рад шк., 1966.

  2. Бондаровський М. М., Масловський В.І., Миргородський Б. Ю., Шабаль В. К. Фізичний експеримент у середній школі .Т.2. К.: Рад шк., 1965.

  3. Коршак Є.В., Миргородський Б.Ю. Методика і техніка шкільного фізичного експерименту. – К.: Вища школа, 1981.-278с.

  4. Миргородський Б. Ю. Саморобна шкільна радіоелектронна апаратура. – К.: Рад. шк., 1971.

  5. Савченко В.Ф. Вивчення електромагнетизму в середній школі. – К.: Рад. шк., 1985.-с. 35-44.

  6. Якименко І.М. Конструювання саморобних приладів з фізики. – К.: Рад. шк., 1973.-151с.

  7. Ю. Буряк. Закон збереження імпульсу.//Газета «Фізика», №6, 2001.



Схожі:

Методика використання саморобних приладів та пристроїв на уроках фізики iconМетодичні рекомендації по активізації розумової мислительної та творчої діяльності учнів на уроках фізики
Тема. Методика впровадження модульно-рейтингової системи при оцінюванні знань учнів з фізики
Методика використання саморобних приладів та пристроїв на уроках фізики iconЗатверджую” Начальник відділу освіти О. Рудницький Засідання творчої лабораторії вчителів фізики «Резонанс»
Раціональне використання інформаційно-комунікаційних технологій та педагогічних програмних засобів на уроках фізики
Методика використання саморобних приладів та пристроїв на уроках фізики iconДоповідь на тему
Тому й нам необхідно використовувати на уроках сучасну техніку, якою на даний момент є персональний комп’ютер. Величезне значення...
Методика використання саморобних приладів та пристроїв на уроках фізики iconДемарецької Тетяни Іванівни м. Пологи 2007р. Зміст І. Фізика у професії майбутніх робітників. П. Використання виробничого досвіду учнів на урок
Приклади використання виробничого досвіду і знань учнів із спецдисциплін на уроках фізики
Методика використання саморобних приладів та пристроїв на уроках фізики iconФормування навичок самостійного набуття знань у процесі вивчення фізики Методичне об'єднання
Миколаєва щодо формування навичок самостійного набуття знань на уроках фізики через використання різних форм організації навчальної...
Методика використання саморобних приладів та пристроїв на уроках фізики iconВикористання інформаційних технологій на уроках математики і фізики
...
Методика використання саморобних приладів та пристроїв на уроках фізики iconВикористання інформаційних технологій на уроках математики і фізики
...
Методика використання саморобних приладів та пристроїв на уроках фізики iconУчителі фізики, учителі фізики та астрономії
Учителі фізики та астрономії, керівники гуртків з предмета. Спецкурс: Навчальний експеримент на уроках фізики та астрономії. Пм....
Методика використання саморобних приладів та пристроїв на уроках фізики iconВикористання модульно-рейтингової технології на уроках фізики
А це спонукає нас більше дбати не про пояснення нового матеріалу, а про його осмислення І засвоєння учнями. В цьому нам може допомогти...
Методика використання саморобних приладів та пристроїв на уроках фізики iconКафедра фізики напівпровідників
Програмування і математичне моделювання” та спецкурси “Вступ до фізики напівпровідників”, “Напівпровідникове матеріалознавство”,...
Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©te.zavantag.com 2000-2017
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи