litceysel.ru
добавить свой файл
1 2 3
Программа курса по физике для предпрофильной подготовки


учеников 9 –х классов

«Физик – исследователь»

(Для тех, кто мечтает стать учёным)


Пояснительная записка


Тип курса – предметно-ориентированный.

Курс рассчитан на учащихся, проявляющих интерес к исследовательской деятельности в области физико-математических дисциплин. Он позволяет на более глубоком уровне формировать у учащихся представление об измерении физических величин, устройстве измерительных приборов и обработке данных.


Содержание курса универсально, т.к. полученные в ходе его изучения умения и навыки являются необходимыми при проведении лабораторных и практических работ по таким учебным дисциплинам, как физика, математика, химия, биология, но ни один из базовых курсов не предполагает систематизированного изучения этой темы. Учащийся может использовать эти знания для проведения отдельных исследовательских работ в домашних условиях.


Основное назначение курса – способствовать формированию у учащихся глубоких и прочных знаний по физике, развитию мышления, познавательной самостоятельности, интеллектуальных и практических умений и навыков, в том числе умений выполнять простые наблюдения, измерения и опыты, обращаться с приборами, анализировать результаты эксперимента, вычислять погрешности измерений, делать обобщения, выводы и тем самым готовить учащихся к трудовой деятельности.


Тема представляет интерес для учащихся ещё и потому, что занятия проводятся, в основном, в форме лабораторных работ и вовлекают слушателей в практическую деятельность. Экспериментальные задания подобраны с учётом познавательных возможностей учащихся, усложняются постепенно, что способствует поэтапному формированию системы знаний, умений и навыков учащихся. Задания способствуют развитию физического мышления учащихся, так как побуждают к выполнению различных умственных операций: анализу, синтезу, сравнению, обобщению и др.

Курс рассчитан на 18 часов.



Цель курса – повышение познавательного интереса и углубление знаний в области физики, развитие исследовательских навыков.


Задачи курса:


  1. Развивающая: Углубить понимание учащимися сути физических понятий и явлений.

  2. Воспитательная: Сформировать навыки самостоятельного выполнения лабораторных работ.

  3. Образовательная: Научить применять известные способы проведения эксперимента в нестандартных условиях.


Для контроля знаний в конце курса предполагается самостоятельная лабораторная работа.


Прогнозируемые результаты:


Учащиеся должны овладеть следующими знаниями и умениями:

  1. Самостоятельно выполнять простые измерения в ходе выполнения опытов.

  2. Уметь делать соответствующие вычисления.

  3. Делать обобщения и выводы.

  4. Анализировать полученные результаты.

  5. Вычислять погрешности измерений.

  6. Знать устройство измерительных приборов, способы обработки данных.

  7. Проектировать и моделировать.

  8. Строить план исследования.

  9. Фиксировать эмпирические данные (с учётом погрешностей) в виде графика и таблицы.

  10. Описывать механизм явления с опорой на его рабочую модель.

  11. Предлагать и проводить эксперименты или наблюдения, позволяющие выявить новые характеристики явлений, проверять и корректировать рабочие модели.

  12. Сотрудничать с товарищами, работая в исследовательской группе.

  13. Представлять результаты работы в форме сообщения с использованием визуальных средств демонстрации.

  14. Публично выступать, вести дискуссию.



Техническое обеспечение курса:


- типовое лабораторное оборудование

- простые самодельные приборы

- доступные материалы обихода и быта



Основное содержание курса:


  1. Измерение физических величин и оценка погрешности измерений.

  2. Устройство приборов и правила пользования ими (штангенциркуль, ареометр, барометр, манометр).

  3. Общая схема определения геометрических размеров тел, использование нестандартных способов.

  4. Рассмотрение вопросов гидростатики в темах: «Определение плотности тела», «Исследование зависимости коэффициента трения от различных условий».

  5. Использование методов подобия при определении размеров тел.

  6. Определение давления газов больше, чем атмосферное.

  7. Физический практикум с двумя разделами:

- измерение

- обработка данных:

  • аналитически

  • графически

  • определение погрешности измерений


Тематическое планирование


Количество

часов

№ занятия

Тема занятия

Вид

деятельности

1

1

Ознакомление с курсом. Наблюдение.

Лекция.

Практика.

1

2

Измерение физических величин и оценка погрешностей измерений.

Лекция,

беседа

1

3

Измерение толщины стеклянной пластинки.

Лабораторная работа

1


4

Определение высоты дома.

Лабораторная работа

1

5

Определение диаметров тел различными способами.

Лабораторная работа

1

6

Определение скорости истечения воды из водопроводного крана при помощи цилиндрического сосуда, секундомера и штангенциркуля.

Лабораторная работа

1

7

Определение плотности сахара с помощью мензурки.

Лабораторная работа.

1

8

Определение плотности деревянной палочки, плавающей в узком цилиндрическом сосуде.

Лабораторная работа

1

9

Определение плотности тела неправильной формы (пр. куриного яйца) методом безразличного плавания.

Лабораторная работа

1

10

Определение роста человека с помощью часов.

Лабораторная работа

1

11

Определение скорости движения указательного пальца при горизонтальном щелчке.

Лабораторная работа

1

12


Определение давления футбольного мяча.

Лабораторная работа

1

13

Исследовательская работа зависимости коэффициента трения от различных условий.

Исследовательская работа

1

14

Исследовательская работа определения мощности, развиваемой учеником при подъёме по пролёту между этажами.

Исследовательская работа




2



15-16


Самостоятельная практическая работа.



Работа в парах или индивидуальная работа.


2


17-18


Пресс – конференция по экспериментальным задачам.


Зачёт



Методические рекомендации

Занятие №1.

Тема:
«Наблюдение явлений».

Цель: 1.Показать на опытах, что действие силы зависит от массы и скорости.

2.Продемонстрировать закон сохранения импульса.

3.Продемонстировать закон сохранения энергии в механических процессах.

Опыт №1. Автомобиль-воздухомёт.

Оборудование:

  1. Легкоподвижный игрушечный автомобиль.

  2. Воздушный надувной шар.

Описание демонстрации: Воздушный шар прикрепить к машине, надуть его, и отпустить машину. Воздух из шара будет выходить в одном направлении, а машина поедет в другом.



Учащимся предлагается объяснить увиденное явление.


Опыт №2. Паровая вертушка.

Оборудование:


  1. Сырое яйцо

  2. Чистая вода – 200 мл.

  3. Проволока

  4. Нитки

  5. Свеча или спиртовка


Описание демонстрации: Сырое яйцо проколоть насквозь так, чтобы отверстия находились противоположно друг другу, очистить от содержимого, промыть и на одну треть заполнить водой. Обвязать тонкой проволокой. Сверху к проволоке прикрепить нить и подвесить над пламенем свечи или спиртовки. Через некоторое время из отверстия начнёт вырываться пар, а яйцо будет вращаться.


Учащимся предлагается объяснить увиденное явление.


Опыт №3. Эфирная вертушка (вариант паровой вертушки).

Оборудование:

  1. Яичная скорлупа, имеющая отверстия с двух сторон.

  2. Пипетка

  3. Эфир

  4. Сосуд с тёплой водой.

  5. Спички


Описание демонстрации: В отверстие яйца при помощи пипетки вливается небольшое количество эфира (2-3 мл). После этого яйцо помещают в сосуд с тёплой водой (50-60 градусов). Оно будет плавать и нагреваться. Эфир начнёт испаряться. При поднесении горящей спички к отверстиям, пары эфира вспыхнут, и яйцо начнёт крутиться.


Опыт №4. Реактивное движение на поверхности жидкости.

Оборудование:

  1. Сосуд с водой.

  2. Бумажная модель «ракеты».

  3. Кристаллик камфары (можно заменить мылом).

Описание демонстрации: Из картона вырезать пластинку формы ракеты. Опустить её на поверхность воды, налитой в стеклянную ванну достаточно больших размеров, например, диаметром 35 см и высотой 10 см. В центр выреза картона положить на воду кристаллик камфары. Пластинка длительное время будет двигаться по поверхности воды.



Учащимся предлагается объяснить увиденное явление.


Опыт №5. Упругое взаимодействие двух шаров, подвешенных на нитях.

Оборудование:


  1. Два или несколько шаров подвешенных на нитях так, чтобы их центры были на одном уровне, а сами они соприкасались друг с другом.

  2. Две измерительные линейки, длиной 50 см.


Описание демонстрации: Крайний шар вывести из положения равновесия, отводя его на некоторую высоту. Отметить эту высоту на линейке, приставленной рядом с шаром. Отпустить шар и пронаблюдать его взаимодействие с соседним шаром. Измерить высоту, на которую поднимется второй шар.


Учащимся предлагается объяснить увиденное явление.


Опыт №6. Полёт из катапульты.

Оборудование:

  1. Спичечный коробок.

  2. Несколько спичек.

  3. Эластичная резинка.


Описание демонстрации: Из спички изготовить модель самолёта. З спичечного коробка, спичек и резинки изготовить модель катапульты.

На поверхность коробка положить модель самолёта – её хвостовая часть должна касаться спички катапульты, потянуть спичку катапульты вниз. При этом резинка, налетая на неё, освободится и вытолкнет модель в воздух.


Учащимся предлагается объяснить увиденное явление.


Опыт №7. Зависимость кинетической энергии от массы и скорости его движения.

Оборудование:

  1. Шары разной массы – 2 шт.

  2. Одинаковые деревянные бруски – 2 шт.

  3. Деревянная дощечка.

Описание демонстрации: Два шара различной массы, находящиеся на горизонтальной поверхности, одновременно привести в движении при помощи деревянной дощечки. На пути движения шаров находятся одинаковые брусочки. Шар большей массы, ударяясь о брусочек, перемещается его на большее расстояние, чем шар меньшей массы. Аналогичным образом приводят в движение один и тот же шар, но с разными скоростями, тем самым, показывая зависимость энергии от скорости движения.



Учащимся предлагается объяснить увиденное явление.


Занятие №2 (лекция, беседа)

Тема: «Измерение физических величин и оценка физических погрешностей».

Цель: Научить учащихся делать правильно простые измерения; сформировать понятия относительной и абсолютной погрешности, точности измерений.

Оборудование:


  1. Измерительная линейка.

  2. Секундомер.

  3. Термометр.

  4. Другие измерительные приборы с различными шкалами.

  5. Деревянный брусок.

Содержание занятия:

Рассматриваются следующие вопросы:

  1. Правила измерения физической величины.

  2. Определение цены деления шкалы прибора.

  3. Способы обработки данных, полученных в ходе эксперимента.

  4. Абсолютная и относительная погрешность.


Новый материал.


Что, значит, измерять физическую величину правильно? Обычно ученики смешивают два понятия: правильно и точно. Следует иметь в виду, что чем точнее мы хотим измерить, тем труднее это сделать. Поэтому не следует требовать от измерений большей точности, чем это необходимо для решения поставленной задачи. Для изготовления книжной полки длину досок достаточно измерять с точностью до 0,5 – 1 см. или около 1%, а при изготовлении деталей шарикоподшипников нужна точность 0,001 мм., или около 0,01 %.

Измерить правильно – это, прежде всего, определить точность, необходимую для решения конкретной задачи. Затем нужно выбрать метод измерений и приборы. И, наконец, правильно измерить – значит правильно указать интервал значений, в котором лежит измеряемая величина.


Вычисление погрешностей измерений в лабораторных работах.

Процесс любого измерения только тогда считается полностью завершённым, когда указаны абсолютная и относительная погрешности результата измерений.


Модуль абсолютной погрешности измерения позволяет указать интервал, внутри которого находится истинное значение измеряемой величины. Длина этого интервала равна удвоенному произведению. Абсолютная погрешность показывает, на сколько истинное числовое значение измеряемой величины может отличаться от результата измерения.

Относительная погрешность характеризует качество измерения, она показывает во сколько раз модуль абсолютной погрешности меньше измеряемой величины. При вычислении относительной погрешности нужно абсолютную погрешность измерения разделить на измеренную величину.

При измерении неизвестной величины измеряемая величина должна находиться в интервале: к измеренной величине + /- абсолютную погрешность.

Измерения по виду классифицируются на прямые (измеряемая величина получается в результате отсчёта по шкале прибора) и косвенные (результат измерения вычисляется по определённой формуле, в которую подставляют значения, полученные после выполнения прямых измерений).


Наиболее просто найти абсолютную погрешность при проведении прямых измерений. В этом случае за результат принимают показания прибора, а абсолютная погрешность складывается из двух погрешностей: погрешности средств измерения (погрешности прибора) и погрешности отсчёта.

Если указатель прибора совпадает со штрихом шкалы, то значение, соответствующее этому штриху, принимается за результат измерения, а погрешность прибора – за абсолютную погрешность измерения.

Если же указатель прибора не совпадает со штрихом шкалы, то за результат измерения принимается числовое значение, соответствующее ближайшему штриху шкалы прибора. Абсолютная погрешность при этом определяется суммой погрешности прибора и погрешности отсчёта, которая не превосходит половины шкалы прибора.


Закрепление.

Для закрепления материала проводится работа по определению измерений и погрешности различных измерительных приборов:


  1. Секундомера

  2. Ученической линейки

  3. Мензурки

  4. Динамометра и т.д.


Ученические линейки с миллиметровыми делениями изготавливают с точностью до 1 мм. Погрешность измерения, обусловленную неточностью изготовления линейки, называют допустимой инструментальной погрешностью, которая равна +1 мм. Для штангенциркуля погрешность измерения составляет 0,1 мм.


Практическая работа: «Измерение размеров деревянного бруска линейкой и штангенциркулем».


Результаты измерений сравниваются, определяется более точный прибор. (Мальчики умеют пользоваться штангенциркулем, можно повторить правила пользования прибором, используя учебник «Технология обработки металлов 6-7 кл.» или размножения эти правила см. приложения №1).


Занятие №3.



следующая страница >>