Учебно-методическое пособие по дисциплине «Демонстрационный и лабораторный эксперимент по физике при изучении общей физики в школе и в вузе»
|
Скачать 0.57 Mb.
|
|
Министерство образования и науки Российской Федерации Государственное образовательное учреждение профессионального высшего образования «Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого» Институт электронных и информационных системКафедра общей и экспериментальной физики Учебно-методическое пособие по дисциплине «Демонстрационный и лабораторный эксперимент по физике при изучении общей физики в школе и в вузе» Великий Новгород 2011 Содержание Стр. 1. Введение 4 1.1. Значение демонстрационного эксперимента при организации изучения физики в школе и в вузе 4 2. Учебные задачи, решаемые с помощью демонстрационного эксперимента 6 3. Оформление результатов эксперимента. Рисунки и схемы 9 4. Виды демонстрационного эксперимента 11 5. Демонстрационные эксперименты по теме «Магнитное действие тока» 20 6. Весы чувствительные с принадлежностями ВЧсП 28 6.1. Устройство весов 28 6.2. Общие указания по использованию весов 30 6.3. Технические данные 31 6.4. Требования по технике безопасности 31 6.5. Подготовка к работе 31 6.6. Порядок работы 32 7. Действие магнитного поля на проводник с током 32 7.1 Порядок выполнения измерений 33 8. Демонстрация аэродинамического сопротивления 35 8.1. Вентилятор 35 8.2. Опыты по изучению аэродинамического сопротивления 37 9. Демонстрационный эксперимент с прибором «Трибометр демонстрационный» 41 9.1. Название и устройство прибора 41 9.2. Опыт №1. Изучение силы трения покоя и измерение коэффициента трения скольжения 41 9.3. Опыт №2. Изучение зависимости силы трения скольжения от силы нормального давления 44 10. Школьные лабораторные работы по изучению движения тела, брошенного горизонтально и под углом к горизонту с помощью баллистического пистолета 46 10.1. Пистолет баллистический лабораторный ПБЛ-М Т У РСФСР 8-80 46 10.2. Определение жесткости пружины 47 10.3. Изучение движения тела брошенного горизонтально 49 10.4. Изучение движения тела, брошенного под углом к горизонту 52 11. Список использованной литературы 55 1. Введение 1.1. Значение демонстрационного эксперимента при организации изучения физики в школе и в вузе Чисто логическое мышление само по себе не может дать никаких знаний о мире фактов: всё познание реального мира исходит из опыта и завершается им. А.Эйнштейн В настоящее время в связи с совершенствованием обучения и воспитания школьников, подготовкой их к трудовой деятельности особое значение приобретает развитие школьного физического эксперимента. Демонстрационный эксперимент как метод обучения появился практически одновременно с началом преподавания систематического курса физики. В системе методов организации и осуществления учебно-познавательной деятельности учащихся, классифицируемых по источнику передачи и восприятия учебной информации, демонстрационный эксперимент относится к наглядным методам обучения. По отношению к двум другим ведущим методам этой группы — словесным и практическим, демонстрационный эксперимент занимает особое место. Он никогда не используется как уединенный метод, но всегда в сочетании со словесными методами (лекция, объяснение, беседа), а также с другими средствами наглядности (рисунки, таблицы, экранные пособия). Как вспомогательное средство демонстрационный эксперимент применяется в практических методах обучения. Необходимость сочетания слова учителя или преподавателя с показом физических явлений и закономерностей объясняется тем, что в демонстрационном эксперименте даже показ одного из явлений природы всегда сопровождается обилием чувственно воспринимаемых деталей. Главное и второстепенное, существенное и случайное, объект наблюдения и вспомогательные детали предстают перед учеником одновременно. Требуется направляющее слово учителя или преподавателя, которое концентрирует внимание на главном, существенном в объекте наблюдения. Слово учителя не только руководит зрительным восприятием, но и помогает учащимся делать выводы, формулировать заключения. Наконец, слово учителя кодирует зрительные образы в понятия. Задача политехнического образования требует ознакомления учащихся с практическими применениями изученных явлений и закономерностей в быту, технике и в производственных процессах. В решении этих многочисленных задач, стоящих перед школьным курсом физики и особенно перед курсом общей физики в университетах, в значительной мере могут быть использованы возможности демонстрационного эксперимента. Демонстрационный эксперимент в процессе сообщения новых знаний используется для показа физических явлений, формирования физических понятий, показа связей между изученными явлениями и возможных путей использования явлений и закономерностей в современной технике. Особенно существенна роль демонстрационного эксперимента в развитии у учащихся наблюдательности, образного мышления, умения делать обобщения на основе наблюдаемых фактов, предвидеть ход течения наблюдаемого процесса. Являясь носителем учебной информации, убедительный своей объективностью, выразительный своей образностью, экономный по затратам учебного времени, впечатляющий, а потому легко запоминающийся, демонстрационный эксперимент активно формирует знания учащихся. Одним из условий успешного формирования физических понятий и теорий является система рационально подобранного и хорошо поставленного учебного эксперимента. Необходимым условием успешности обучения является сосредоточенность ученика. Нередко недопонимание, плохое запоминание объясняются не плохой сообразительностью, не плохой памятью, а недостатками внимания. Демонстрационный эксперимент в преподавании физики вызывает включение всех факторов привлечения внимания. Значительная часть молодых людей имеет рано пробудившийся интерес к технике, поэтому появление на рабочем столе любых технических устройств в виде приборов эксперимента привлекает их внимание. Практически каждый ученик при ответе на поставленный вопрос начинает с описания опыта, который он видел на уроке. Зрительные образы демонстрационных опытов сохраняются в памяти лучше, чем теоретический материал и выполняют функции опор, на которых выстраивается учебный материал. 2. Учебные задачи, решаемые с помощью демонстрационного эксперимента Используя учебный эксперимент, учитель и преподаватель имеет возможность: А). Показать изучаемое явление в педагогически трансформированном виде и тем самым создать базу для его изучения; Б). Проиллюстрировать проявление установленных в науке закономерностей в доступном для учащихся виде; В). Познакомить учащихся с экспериментальным методом изучения физических явлений; Г). Показать применение изученных физических явлений в быту и технике; Д). Повысить наглядность преподавания и тем самым сделать изучаемое явление более доступным для учащихся. В педагогической практике при изучении физики необходима постановка следующих групп опытов, имеющих большое значение для обучения: 1. Опыты, помогающие уяснить тему. Например, при объяснении темы «Свойства газов, жидкостей твёрдых тел» нужно показать расширение газов при нагревании. Для этого демонстрируется опыт с шаром и шприцом. Убедительным в этом эксперименте является то, что расширившийся газ легко поднимает поршень шприца с установленной на нём гирькой. При объяснении темы «Магнитное поле тока» вводится понятие силовых линий магнитного поля или линий магнитной индукции. То, что эти линии действительно существуют, показываю с помощью такого опыта: берётся рамка с током, вокруг которой расположена площадка для размещения на ней железных опилок. После включения тока и встряхивания площадки линии магнитной индукции становятся видны довольно отчётливо. 2. Опыты, в ходе которых показывается применение изученных физических явлений в технике и изучается принцип работы технических установок. Демонстрация подобных опытов необходима для подготовки учащихся к практической деятельности и для иллюстрации связи физики с техникой. Например, после изучения темы «Трансформаторы» ученики довольно легко понимают принцип работы сварочного аппарата, но для более полного запоминания работу такого аппарата нужно показать. Во время изучения принципа действия и конструкции электродвигателей даётся понятие о генераторах. Показывается работа генератора, обращается внимание, что принципиальных конструктивных отличий между генератором и электродвигателем не существует. Демонстрируется обратимость генератора в электродвигатель. 3. Эффектные опыты, предназначенные для возбуждения интереса учащихся к миру физических явлений. Эффектный опыт способен пробудить у учащегося интерес как к теме. Так и к физике в целом. Например, при изучении темы «Индукционный ток, самоиндукция» интерес учащихся вызывают такие опыты: прыжки катушки при подаче на неё тока, загорание лампочки, прыжки кольца с сердечника катушки. При изучении электромагнитов удивление учащихся вызывает их способность держать тяжёлые грузы. Ещё интереснее ученикам, если они сами пытаются оторвать платформу от электромагнита. 4. Опыты, в ходе которых нужно поставить перед учениками проблему, над которой они будем работать в течение урока. Так, тему «Дисперсия» начинаю с показа спектра белого света и уже позже, используются знания по преломлению светового луча в различных средах, разбирается, почему стеклянная призма разлагает белый свет на отдельные цвета. Тему «Дифракционная решётка» также начинают с просмотра дифракционной решётки, видим, что свет также разлагается в спектр. Теоретически обосновывают, что этому способствует разная длина волн различных цветов, определяем качественную связь между углами отклонения фиолетового, красного и всех промежуточных цветов. Используя полученное соотношение, выпускники определяют длины волн всех пяти основных цветов спектра: красного, жёлтого, зелёного, голубого и фиолетового. 5. Опыты, подтверждающие качественные закономерности. Например, закон Ома. К этой же группе относятся лабораторные работы, на которых учащиеся проверяют тот или иной физический закон. К примеру «Проверка условия равновесия рычага». На уроке учащиеся приходят к выводу данного условия, а на лабораторной работе подтверждают его на основе своих расчётов. Очень важным исходным положением демонстрационного эксперимента следует назвать принцип возможности осуществления демонстрационного опыта в условиях школы. Очень много необходимого оборудования отсутствует, поэтому возникает необходимость собирать самодельные приборы. Отсюда ещё одна группа опытов: 6. Опыты, поставленные с помощью самодельного оборудования. Примером таких опытов являются известные опыты: • Равномерное и неравномерное движение; • Взаимодействие магнитного поля тока с магнитным полем постоянного магнита; • Простейшее электромагнитное реле; • Преобразование потенциальной энергии в кинетическую энергию; • Опыты, связанные с вращением (сложение цветов спектра, колебательное движение, вентилятор и т.п.) 3. Оформление результатов эксперимента. Рисунки и схемы Демонстрация опытов развивает внимание и память учащихся на стадии эмпирического познания изучаемых явлений и закономерностей. При переходе к изучению сущности явлений природы демонстрационный эксперимент временно уступает свои позиции словесным методам обучения и другим средствам наглядности. И здесь необходимо сказать о роли рисунков, которыми сопровождаются демонстрационные опыты. Даже непосредственный показ такого, казалось бы, простого явления, как механическое движение, сопровождается восприятием учащимися не только самого явления, но и множества мельчайших подробностей (форма, размеры, цвет, число колес тележки и т. Д.). Для того чтобы проникнуть в сущность явления, необходимо отрешиться, абстрагироваться от всего второстепенного, несущественного. Вот здесь и приходит на помощь рисунок. На первых порах дается обобщенное изображение (например, тележки), которое в дальнейших, зарисовках может замениться изображением абстрактного тела. Тем самым рисунок помогает сознанию учащегося перейти от рассмотрения механического движения конкретной тележки к рассмотрению механического движения во всем его многообразии. И чем сложнее форма движения, тем значимее роль рисунка в демонстрационном эксперименте. Например, довольно сложна демонстрационная установка для показа измерения мощности электрической лампы. Нужно пользоваться принципиальной схемой электрической цепи. Но для того, чтобы ученики свободно читали электрические схемы, необходимо каждый элемент электрической цепи сопоставить с его изображением на электрических схемах. Каждый электрический прибор, соответствующий значку на электрических схемах. После этого сразу же проводится тренировку по составлению электрических цепей по данным электрическим схемам, где одновременно решаются следующие вопросы: • Правильность чтения электрической схемы; • Определение числа проводников (проводов), соединяющих электрические приборы; • Соблюдение полярности электрических приборов; • Соблюдение техники безопасности; • Быстрота сборки, которая потребуется на последующих уроках. Здесь мы видим постепенный переход от конкретного образа к абстрактному представлению. В демонстрационном эксперименте представлены предметы, зрительно наблюдаемые с натуры. Рисунок еще сохраняет геометрическое подобие предметов, составляющих электрическую цепь. Электрическая схема уже не схожа с обликом демонстрируемой установки, вместо предметов – их условное обозначение. Степень абстрагирования возрастает настолько, что восходит от абстрактного к конкретному во всем многообразии подобных электрических цепей, применяемых в практике для измерения мощности любых потребителей электрической энергии. При этом отношения элементов цепи воспринимаются со схемы даже лучше, чем с «живой» демонстрационной установки. Происходит это потому, что информация о данной электрической цепи на принципиальной схеме претерпела генерализацию или целенаправленный отбор и обобщение. Различные виды изображений, сопровождающие демонстрационный эксперимент, способствуют формированию пространственных представлений. Если на изображении фиксируется не сам объект, а процессы, происходящие с ним или в нем, то успешное прочтение таких изображений предполагает наличие динамических пространственных представлений, позволяющих за статическими изображениями «видеть» движение, изменение, происходящее с объектом или внутри его под влиянием различного рода воздействий. Например, изменение скорости тел под действием силы; электрические цепи, особенно цепи, содержащие переключатели, контакты, и т. д. Так демонстрационный эксперимент в сочетании с зарисовками на классной доске формирует образное мышление учащихся. Формирование образного мышления является необходимым условием эффективного усвоения знаний. Одновременно работа с демонстрационным экспериментом является одним из важнейших средств развития личности ученика (его чувств, переживаний, эмоционального отношения к окружающему). Зарисовки в ходе демонстрации опытов далеко не всегда дают немедленный дидактический эффект. Но, являясь средством установления единства абстрактного и конкретного, рисунки и схемы способствуют формированию мышления учащихся, развитию их пространственных представлений, трансформируются в понятия, которые затем воображением могут быть преобразованы и воспроизведены сознанием как конкретные образы идеального. Все вместе взятое позволяет в процессе преподавания физики не только вести изложение учебного материала с опорой на реальный эксперимент, но и призывать учащихся к проведению мысленного эксперимента в тех случаях, когда оборудование кабинета или особенности изучаемого материала не позволяют провести демонстрацию «живого» опыта. |
Похожие:
 |
Учебно-методическое пособие по освоению практических навыков входит... Учебно-методическое пособие предназначено для использования в учебном процессе при проведении занятий по дисциплине «Фармацевтическая... |
|
Учебное оборудование по физике. Лабораторный комплект (набор) по... Юнга резины, коэффициента поверхностного натяжения, исследования изменения температуры остывающей воды и т д |
 |
Учебно-методическое пособие Рекомендовано методической комиссией... Учебно-методическое пособие предназначено для организации активной самостоятельной работы студентов над учебным материалом при изучении... |
|
Учебно-методическое пособие Рекомендовано методической комиссией... Учебно-методическое пособие предназначено для организации активной самостоятельной работы студентов над учебным материалом при изучении... |
|
Программа по физике 9 класс Подчеркнем, что ознакомление школьников с методами научного познания предполагается проводить при изучении всех разделов курса физики,... |
|
Учебно-методическое пособие к практическим занятиям по акушерству... Учебно-методическое пособие представлено кафедрой акушерства и гинекологии сгма в помощь студентам 6 курса лечебного факультета при... |
|
Учебно-методическое пособие Санкт-Петербург 2014 Авторы: Морозов... Учебно-методическое пособие предназначено для повышения квалификации преподавательского состава умц по го чс и пб санкт-Петербурга... |
|
Учебно-методическое пособие санкт-Петербург 2009г. Автор: Г. П. Подвигин... Учебно-методическое пособие предназначено для должностных лиц, специалистов го и рсчс организаций |
|
Учебно-методическое пособие по сопровождению самостоятельной работы... Учебно-методическое пособие предназначено для обучающихся автодорожного техникума, как руководство для организации самостоятельной... |
|
Учебно-методическое пособие Дисциплина- «Микробиология» Учебно-методическое пособие предназначено для самостоятельной подготовки и выполнения лабораторных работ по курсу «Микробиология»... |
|
Методическое пособие по дисциплине «Фармакология» Учебно-методическое пособие предназначено для самостоятельной работы студентов при подготовке к практическим занятиям по фармакологии.... |
|
Учебно-методическое пособие Рекомендовано методической комиссией... Методы молекулярной диагностики: Учебно-методическое пособие. Авторы: А. Д. Перенков, Д. В. Новиков, С. Г. Фомина, Л. Б. Луковникова,... |
|
Учебно-методическое пособие тверь 2015 удк 339. 543(075. 8) Ббк у428-861.... С 47 Таможенные платежи: учебно-методическое пособие. – Тверь: Твер гос ун-т, 2015. – 155 с |
|
Римское право и латинская юридическая терминология Учебно-методическое пособие Учебно-методическое пособие предназначено для оказания методической помощи студентам тф ноу впо «Росноу» в изучении курса «Римское... |
|
Учебно-методическое пособие Елабуга 2016 ббк 74. 58 Учебно-методическое... Методическое пособие предназначено для студентов 1 курса высших учебных заведений неязыковых специальностей |
|
Учебно-методическое пособие по выполнению письменных работ по учебной дисциплине Красноярск Б 948 Преступления против общественной безопасности и общественного порядка: Учебно-методическое пособие по выполнению письменных... |