Исследовательская деятельность на уроках физики в 7 - 8 классах
методическая разработка по физике

Исследовательская деятельность на уроках физики в 7 – 8 классах.

ГКОУ «Школа для детей, нуждающихся в длительном лечении»

учитель физики Тюлькина Л.А.

«Не существует сколько-нибудь достоверных

тестов на одаренность, кроме тех, которые

проявляются в результате активного

участия хотя бы в самой маленькой

поисковой исследовательской работе»

А.Н. Колмогоров

Физика — наука экспериментальная, большая часть открытий, установление законов, изучение явлений сделано экспериментальным путем.

В последние годы доля экспериментальных заданий в КИМ ОГЭ существенно возросла. Поэтому считаю, что физические эксперименты, выполненные самостоятельно учениками, целесообразно применять на уроках физики уже в 7 классе.

Учащиеся выполняют простые опыты, измерения, обращаются с приборами и материалами, наблюдают физические явления и анализируют результаты, делают обобщения и выводы, что приводит к улучшению качества знаний, умений и навыков. Простейшие исследования дают возможность глубже проанализировать физические закономерности, понять сущность физических явлений и процессов.

Систематическая и целенаправленная работа по формированию исследовательских умений учащихся дает возможность уже на начальном этапе изучения физики приобщить их к научному поиску, научить отстаивать собственные выводы, вести публичную дискуссию. Это сделает обучение более эффективным, отвечающим современным требованиям.

Мой опыт показывает, что решение экспериментальных задач, выполнение учащимися кратковременного физического эксперимента в несколько раз эффективнее, чем просто устные ответы учащихся на вопросы. В результате систематического выполнения экспериментальных заданий знания учащихся становится глубокими, прочными и тесно связанными с жизнью. Применение исследовательских работ способствуют развитию навыков самостоятельного экспериментирования и подготовке учащихся к выполнению фронтальных лабораторных работ.

Исследовательские работы учащиеся выполняют на типовом лабораторном оборудовании в течение 5 - 15 минут. Работают ученики в парах, группах или индивидуально. Результаты экспериментальных исследований, учащиеся записывают в таблицу в тетради, затем пишут вывод.

Исследовательские работы применяю на разных этапах урока в зависимости от цели, темы и методики проведения урока, а также подготовленности учащихся.

Задачи:

• познакомить учащихся с понятиями: физическая величина, измерительные приборы, методы измерения, погрешности измерения, экспериментальное исследование;
• обучить учащихся чёткому использованию измерительных приборов;
• дать представление о методах физического экспериментального исследования как важнейшей части методологии физики и ряда других наук, развить интерес к исследовательской деятельности;
• научить учащихся, анализируя результаты экспериментального исследования, делать вывод в соответствии со сформулированной задачей;
• повысить интерес учащихся к изучению физики и проведению физического эксперимента.

Ожидаемые результаты:

• 1) осознание практической значимости предмета физики;
• 2) расширение интеллектуального, творческого кругозора учащихся;
• 3) приобретение практических навыков и умений при проведении физического эксперимента;
• 4) совершенствование приемов мыслительной деятельности: анализа, синтеза, сравнения, обобщения, т. е. умения «вскрывать новые связи, открывать новые приёмы, приходить к решению новых задач».

Оценивание исследовательской деятельности учащихся.

Оценивается:

• степень самостоятельности при выполнении различных этапов работы;
• степень включённости в групповую работу и чёткость выполнения отведённой роли;
• степень осмысления полученной информации;
• формулирование цели исследования;
• способ решения задачи;
• четкость выводов, обобщающих исследования;
• грамотность оформления и защита результатов исследования.

В данной публикации представлю физические исследовательские работы, которые можно использовать практически на каждом уроке физики в 7 – 8 классах.

Исследовательская деятельность на уроках физики в 7 классе.

1. Предметы и явления. Наблюдения и опыты.

1. Определение объема тела правильной формы.

Приборы и материалы: линейка, два-три тела правильной формы.

Задание: определите объемы параллелепипедов V= а b с, 

 а - длина, b - ширина, с - высота.

Вывод:

2. Определение роста человека.

Приборы и материалы: линейки длиной 20 см, 50 см и 1 м, ростомер переносной.

Задание: измерьте свой рост или рост своего товарища, используя сначала линейки - длиной 20 см, 50 см и 1 м, а затем ростомер. Запишите результаты в таблицу и сравните их. Сделайте вывод.

Вывод:

2. Строение вещества. Молекулы.

Наблюдение за строением вещества.

Приборы и материалы: микроскоп, различные сыпучие вещества (мел, песок, сахарный песок, поваренная соль).

Задание: рассмотрите вещества под микроскопом и нарисуйте их строение. Сделайте вывод.

Вывод:

3. Диффузия.

1. Определение скорости диффузии в жидкости.

Приборы и материалы: три сосуда с водой разных температур (20 °С, 40 °С и 80 °С), крупинки марганцовки, пинцет.

Задание: разложите пинцетом крупинки марганцовки в сосудах с водой и пронаблюдайте за изменением окраски воды. Сделайте вывод.

Вывод:

4. Состояния вещества.

Наблюдение трех состояний вещества.

Приборы и материалы: сосуд с водой, спиртовка или свеча, лед.

Задание: пронаблюдайте три состояния воды и заполните таблицу.

Вывод:

5. Плотность.

1. Измерение плотности вещества с помощью весов и мензурки.

Приборы и материалы: мензурка, рычажные весы, разновесы, 3-4 тела разной плотности.

Задание: для вычисления плотности необходимо с помощью мензурки измерить объем тела V, а затем массу т.

Вывод:

2. Измерение плотности жидкости с помощью ареометра.

Приборы и материалы: ареометр, 3-4 сосуда с различными жидкостями.

Задание: опуская по очереди ареометр в разные сосуды, определите плотности жидкостей.

Вывод:

3. Измерение плотности твердых тел правильной формы.

Приборы и материалы: рычажные весы, разновесы, 3-4 тела правильной формы, линейка.

Задание: измерьте необходимые размеры твердого тела и вычислите его объем. Затем определите с помощью рычажных весов массу этого тела. По этим данным определите плотность.

Вывод:

6. Сила.

1. Определение силы трения.

Приборы и материалы: динамометр, деревянный брусок, деревянная дощечка, оргстекло, полоска резины.

Задание: равномерно перемещая динамометр с деревянным брусочком по дереву, оргстеклу, резине, определите в каждом случае силу трения брусочка. Сделайте вывод.

Вывод:

2. Определение силы мышц руки человека.

Прибор: силомер.

Задание: сожмите 3-4 раза силомер сначала левой рукой, а затем - правой. Определите средние значения силы ваших мышц левой и правой рук.

7. Сила тяжести.

1. Определение силы тяжести, действующей на тело, с помощью динамометра.

Приборы и материалы: динамометр, 3-4 тела.

Задание: измерить силу тяжести (F), записать данные в таблицу, по этим данным определить массу тел (m).

Вывод:

2. Определение силы тяжести, действующей на тело, с помощью рычажных весов.

Приборы и материалы: рычажные весы, разновесы, 3-4 тела.

Задание: измерить массу тела на рычажных весах, предварительно уравновесив весы. Вычислить силу тяжести.

Вывод:

3. Определение силы тяжести, действующей на тело известной плотности (ρ), с использованием мензурки.

Приборы и материалы: мензурка, 3-4 тела.

Задание: измерить объемы (V) тел. Рассчитать массу тела, а затем силу тяжести.

Вывод:

8. Сила трения.

1. Исследовать зависимость силы трения от качества обработки поверхностей.

Приборы и материалы: динамометр, деревянный брусок, доска с разной обработкой поверхности.

Задание: измерить силу трения при движении по гладкой и шероховатой поверхности. Результаты измерений занесите в таблицу.

Вывод:

2. Исследовать зависимость силы трения от силы давления.

Приборы и материалы: динамометр, деревянный брусок, трибометр, набор грузов.

Задание: с помощью динамометра измерьте вес бруска с грузами и силу трения скольжения бруска по трибометру. Результаты измерений запишите в таблицу.

Вывод:

3. Исследовать зависимость силы трения от площади трущихся поверхностей.

Приборы и материалы: динамометр, деревянный брусок, трибометр, набор грузов.

Задание: измерьте силу трения при движении по трибометру разными по площади гранями бруска. Результаты измерений запишите в таблицу.

Вывод:

9. Вес тела. Невесомость.

Изучение явления невесомости и перегрузки.

Приборы и материалы: динамометр, набор грузов.

Задание: исследуйте явления невесомости и перегрузки при движении динамометра вверх и вниз. Опишите, что вы заметили. (Если вы будете бросать динамометр, то на пол постелите что-нибудь мягкое.)

Вывод:

10. Давление.

Определение давления бруска.

Приборы и материалы: динамометр, линейка, брусок, кювета с песком.

Задание: измерьте размеры бруска (а, b, с), рассчитайте площадь одной из сторон и установите на нее брусок в песочную кювету, отметив глубину погружения. Вычислите силу тяжести и давление бруска. Повторите опыт для других граней бруска. Сделайте вывод.

Вывод:

11. Давление в жидкости.

Измерение давления жидкости на дно сосуда.

Приборы и материалы: 3 сосуда с различными жидкостями (водой, молоком, подсолнечным маслом), линейка.

Задание: линейкой измерьте высоту столба жидкости и рассчитайте её давление на дно сосуда.

Вывод:

12. Сообщающиеся сосуды.

1. Определение закона сообщающихся сосудов для однородной жидкости.

Приборы и материалы: 2 стеклянные трубки, резиновая трубочка, воронка, сосуд с водой, штатив.

Задание: изменяя положение трубок с водой определите высоту (h) воды в каждой трубке и сделайте вывод.

Вывод:

2. Определение закона сообщающихся сосудов для жидкостей с разными плотностями.

Приборы и материалы: 2 стеклянные трубки, резиновая трубочка, воронка, сосуд с водой, сосуд с подсолнечным маслом, штатив.

Задание: определить высоту воды и подсолнечного масла в каждой трубке. Сравнить и сделать вывод.

Сравнить произведения: ρ1*h1     и    ρ2*h2.

Вывод:

13. Атмосферное давление.

Измерение атмосферного давления и силы атмосферного давления.

Приборы и материалы: барометр, линейка, 3-4 тела правильной формы (стол, учебник, пенал и т.д.).

Задание: измерьте с помощью барометра-анероида атмосферное давление. Затем измерьте необходимые размеры тела и вычислите площадь. Рассчитайте силу атмосферного давления.

Вывод:

14. Сила Архимеда.

1. Определение силы Архимеда, действующей на тела неправильной формы.

Приборы и материалы: мензурка, 3-4 тела, таблица плотностей, 2-3 сосуда с разными жидкостями: водой, маслом, молоком.

Задание: определите объем тела, используя мензурку, и вычислите силу Архимеда. Проверьте расчеты, используя динамометр и необходимые материалы.

Вывод:

2. Определение силы Архимеда с помощью динамометра.

Приборы и материалы: динамометр, 3-4 тела любой формы, 2-3 сосуда с разными жидкостями: водой, маслом, молоком.

Задание: измерьте силу тяжести, действующую на тело. Затем опустите тело в сосуд с жидкостью и измерьте равнодействующую силы тяжести и силы Архимеда. Рассчитайте силу Архимеда по этим значениям. Сделайте вывод.

Вывод:

3. Определение силы Архимеда, для тел правильной формы известной плотности.

Приборы и материалы: линейка, 3-4 тела правильной формы, таблица плотностей.

Задание: измерьте размеры тел и вычислите их объем. По этим данным рассчитайте силу Архимеда, действующую на эти тела в воде и масле.

Вывод:

15. Плавание тел.

Выяснение условий плавания тела в жидкости.

Приборы и материалы: весы рычажные, разновесы, мензурка, 3-4 тела разной плотности, тряпочка.

Задание: полностью погружая тела в мензурку, определите объем вытесненной ими жидкости и вычислите максимальную силу Архимеда. Затем протрите их сухой тряпочкой и измерьте массу тел, рассчитайте силу тяжести, действующую на каждое тело. Сравните эти силы и опишите поведение тел в мензурке (плавают или тонут).

Вывод:

16. Механическая работа.

1. Определение работы силы тяжести при подъеме твердого тела.

Приборы и материалы: динамометр, 3-4- предмета, линейка.

Задание: поднимите (равномерно, без рывков) предметы с пола на парту, на стул, на высоту своего роста. Измерьте силу, действующую на них, и перемещение, которое они при этом проходят. Рассчитайте работу силы тяжести.

2. Определение работы силы трения.

Приборы и материалы: динамометр, линейка, деревянный брусочек, деревянная дощечка, резиновая полоса, кусок оргстекла.

Задание: равномерно перемещая деревянный брусок по разным горизонтальным поверхностям, измерьте силу трения и перемещение. Рассчитайте работу силы трения.

Вывод:

17. Мощность.

Определение развиваемой мощности при движении тела по горизонтальной поверхности.

Приборы и материалы: динамометр, линейка, деревянный брусок, часы.

Задание: равномерно перемещая брусок по столу, определите силу, действующую на него. Измерьте время и перемещение и рассчитайте скорость. По этим данным вычислите развиваемую вами мощность. Измените первоначальные условия и повторите опыты, перемещая брусок с разными скоростями.

Вывод:

18. Простые механизмы.

Определение выигрыша в силе при использовании подвижного блока.

Приборы и материалы: подвижный блок, динамометр, веревка, 3-4 груза, линейка.

Задание: равномерно поднимая груз на блоке, измерьте силу, действующую на веревку. Измерьте высоту, на которую поднят груз. Измерьте силу без блока. Рассчитайте работу, которую необходимо совершить при поднятии груза с помощью блока и без него. Сделайте вывод.

Вывод:

19. Энергия.

Измерение потенциальной энергии силы тяжести.

Приборы и материалы: рычажные весы, разновесы, линейка, 3-4 тела.

Задание: измерьте массу тела и высоту, на которой он находится от поверхности пола. По этим данным рассчитайте потенциальную энергию силы тяжести.

Вывод:

Исследовательская деятельность на уроках физики в 8 классе.

1. Виды теплопередачи.

1. Исследование теплопроводности металлических образцов.

Приборы и материалы: спиртовка, 30-сантиметровые куски стальной, медной, алюминиевой, нихромовой проволоки, пластилин, гвоздики, штатив, часы.

Задание: закрепите проволоку горизонтально одним концом в штативе, на расстоянии 5 см от другого конца и через 5 см один от другого подвесьте к ней (на пластилине) четыре гвоздика. Нагревая проволоку со свободного конца, наблюдайте за падением гвоздиков. Сделайте вывод.

Вывод:

2. Исследование конвекции в воде.

Приборы и материалы: прозрачный сосуд с водой, спиртовка, раствор марганца, стеклянная трубка.

Задание: укрепите сосуд над спиртовкой. Добавляйте понемногу раствор марганца, используя стеклянную трубку; наблюдайте движение жидкости при нагревании. Сделайте вывод.

Вывод:

2. Количество теплоты.

Сравнение теплоёмкости веществ.

Приборы и материалы: набор цилиндров одинаковой массы из стали, меди, алюминия, сосуд с горячей водой, пластинка из парафина.

Задание: опустите цилиндры в сосуд с горячей водой и подержите 3-4 минуты. Затем аккуратно поставьте их на парафиновую пластинку и понаблюдайте за плавлением парафина под каждым цилиндром.

Вывод: 

3. Плавление и отвердевание.

Наблюдение за плавлением льда.

Приборы и материалы: сосуд со льдом (температура льда от -10 до -15 °С), термометр, спиртовка или электроплитка, секундомер.

Задание: измерьте через каждые 30 секунд температуру льда и образовавшейся воды. Постройте график. Почему при плавлении льда температура смеси не изменилась? Сделайте вывод.

Вывод:

4. Испарение. Кипение. Конденсация.

1. Наблюдение за скоростью испарения жидкостей.

Приборы и материалы: 3-4 различные жидкости (спирт, вода, масло), часы, фильтровальная бумага.

Задание: нанесите ровным слоем равные количества жидкостей на фильтровальную бумагу. Какие вещества испаряются быстрее? За какое время полностью испарились жидкости? Сделайте вывод.

Вывод:

2. Наблюдение за процессом кипения воды.

Приборы и материалы: прозрачный сосуд с водой, термометр, часы.

Задание: наблюдайте за поведением воды при её нагревании. Зарисуйте сосуд и происходящие изменения с жидкостью. Постройте график зависимости температуры жидкости от времени нагревания.

Вывод:

5. Строение атома. Электризация тел.

1. Электризация диэлектриков и проводников.

Приборы и материалы: палочки - эбонитовая, из органического стекла и металлическая, кусочки меха, шелка, полиэтилена, резины, различные тела, подвешенные на нити.

Задание: электризуя трением палочки, наблюдайте за притяжением предметов.

Вывод:

2. Взаимодействие наэлектризованных тел.

Приборы и материалы: палочки - эбонитовая, из органического стекла, металлическая; кусочки меха, шелка, полиэтилена, резины; различные тела, подвешенные на нити.

Задание: поместите на насадку наэлектризованную палочку, например, из органического стекла, и с помощью других наэлектризованных тел определите, притягивается тело или отталкивается.

Вывод:

3. Устройство и действие электрометра.

Приборы и материалы: электрометры демонстрационные, палочки для электризации, кусочки резины и меха.

Задание: изучите строение электрометра. Наэлектризуйте палочки и поднесите к электрометрам. Определите какая палочка обладает большим зарядом.

Вывод:

6. Электрическая цепь. Действие электрического тока.

1. Сборка электрических цепей.

Приборы и материалы: источник тока 4 В, кнопка, звонок, лампочка, сопротивление (резистор), соединительные провода.

Задание: 1). Соберите электрические цепи, состоящие: а) из источника тока, звонка, кнопки; б) из источника тока, лампочки, ключа. Зарисуйте схемы электрических цепей в тетрадь и укажите на схемах направление электрического тока.

2) Соберите электрическую цепь, состоящую из источника тока, звонка, лампочки, ключа. Преобразуйте цепь так, чтобы звонок и лампочку можно было включать по отдельности. Зарисуйте схему электрической цепи и укажите на схеме направление электрического тока.

Вывод:

2. Наблюдение химического действия электрического тока.

Приборы и материалы: сосуд с водой, растворы поваренной соли и медного купороса, источник тока, ключ, лампочка, соединительные провода, два медных электрода.

Задание: соберите электрическую незамкнутую цепь из лампочки, источника тока, ключа и двух электродов. Опустите электроды в сосуд с водой. Вливая в сосуд раствор поваренной соли наблюдайте за лампочкой. Что происходит с электролитом вблизи электродов? Проделайте опыт с раствором медного купороса.

Вывод:

7. Сопротивление. Закон Ома.

1. Исследование последовательного соединения проводников.

Приборы и материалы: источник тока, амперметр, два резистора, соединительные провода.

Задание: соедините последовательно источник тока, амперметр, два резистора. Измеряя напряжение и силу тока на каждом резисторе, проверьте правильность формул для последовательного соединения. Сделайте вывод.

Вывод:

2. Исследование параллельного соединения проводников.

Приборы и материалы: источник тока, амперметр, два резистора, соединительные провода.

Задание: Соедините последовательно источник тока, амперметр и параллельно два резистора. Измеряя напряжение и силу тока на каждом резисторе, проверьте правильность формул для параллельного соединения. Сделайте вывод.

Вывод:

8. Работа и мощность электрического тока.

Определение мощности прибора.

Приборы и материалы: источник тока, амперметр, вольтметр, соединительные провода, две-три лампочки разной мощности, звонок, ключ.

Задание: соберите цепь, соединив последовательно источник тока, амперметр, лампочку, ключ и соединив параллельно лампочке вольтметр. Измерьте силу тока и напряжение и рассчитайте мощность. Заменив лампочку на другую, а потом на звонок, повторите измерения и вычисления.

Вывод:

9. Постоянные магниты.

Изучение свойств постоянных магнитов.

Приборы и материалы: магнит, компас, разные тела (резина, проволока, гвозди, деревянные брусочки и т. д.).

Задание: исследуйте свойства магнита и ответьте на вопросы:

1. Какие тела притягивает магнит, а какие нет?
2. Какие места магнита сильнее притягивают гвоздики?
3. Как располагается магнитная стрелка компаса, если его помещать в разные места вблизи магнита?

Вывод:

10.Отражение света.

Изучение отражения света.

Приборы и материалы: зеркало на подставке, лазерная указка, транспортир, штатив с лапкой, картон, экран.

Задание: закрепите указку в лапке штатива. Получите отраженный луч на экране. Мысленно проведите перпендикуляр к зеркалу и измерьте угол падения и угол отражения. Измените угол падения луча и повторите измерения. Сделайте вывод.

Вывод:

11. Плоское зеркало.

Изучение свойств плоского зеркала.

Приборы и материалы: зеркало, свеча, линейка, спички.

Задание: установите зеркало напротив горящей свечи так, чтобы получить в нем изображение свечи. Измерьте расстояние от свечи до зеркала, а также размеры свечи и изображения. Измените расстояние от зеркала до свечи и проделайте вновь измерения изображения. Сделайте рисунок и вывод.

Вывод:

12. Преломление света.

Наблюдение преломления света на границе воздух – вода.

Приборы и материалы: прозрачный стакан, сосуд с водой, стеклянная палочка, тела разной формы.

Задание: опустите стеклянную палочку в сосуд с водой и посмотрите на стакан сбоку и сверху. Что происходит при этом со стеклянной палочкой? Зарисуйте увиденное.

Опустите на дно сосуда какое-нибудь тело и посмотрите на него сверху. Что вы наблюдаете? Сделайте вывод.

Вывод:

13. Линзы.

1. Определение фокусного расстояния и оптической силы линзы.

Приборы и материалы: две-три собирающие линзы; экран.

Задание: используя удаленный источник света (Солнце, свечу, лампочку в классе), с помощью линзы получите на экране четкое изображение. Измерьте фокусное расстояние и вычислите оптическую силу линзы.

Вывод:

2. Получение изображения при помощи линзы.

Приборы и материалы: две-три собирающие линзы; экран; свеча (или источник тока и лампочка).

Задание: с помощью линзы получите изображения, когда предмет находится за двойным фокусом линзы, на двойном фокусном расстоянии, между фокусом и линзой. Опишите получившиеся изображения в таблице. Повторите опыты с другой линзой.

Вывод:

Список литературы:

1. Исследовательская и проектная работа школьников. – А. В. Леонтович, А. С. Саввичев, М. «Вако» 2014 г.
2.  Развитие исследовательской деятельности учащихся Обухов А.С., М.: Национальный книжный центр, 2015 г.
3. Занимательные материалы к урокам. 7 кл. / Авт. –сост. А.И. Сёмке – М. Изд-во НЦ ЭНАС, 2006
4. Занимательные материалы к урокам. 8 кл. / Авт. –сост. А.И. Сёмке – М. Изд-во НЦ ЭНАС, 2006