Изучение законов биомеханики в фигурном катании

ИЗУЧЕНИЕ ЗАКОНОВ БИОМЕХАНИКИ В ФИГУРНОМ КАТАНИИ

.

Автор: Молчанова Анна Юрьевна

учитель физики муниципального образовательного учреждения средняя общеобразовательная школа №6 г.Бикина Бикинского муниципального района Хабаровского края

Пояснительная записка

Классы: 10

Количество часов в неделю: 1 ч в неделю, всего 34 учебных часа

Образовательная область: «Физика».

Профили: различные

Данный элективный курс адресуется тем, кто желает изучать физику в более широком аспекте.

Научно-технический прогресс и социальный заказ общества поставили определенные задачи обучения физике:

1. Ознакомление с основами физической науки – с ее основными понятиями, законами, теориями;

2. Формирование в сознании учащихся естественнонаучной картины окружающего нас мира;

3. Овладение основными методами естественнонаучного исследования, формирование основ научного стиля мышления;

4. Формирование потребности учащегося в непрерывном образовании с целью реализации стремления к всестороннему развитию своей личности.

5. Гуманизация и экологизация процесса обучения на материале физики и ее истории;

6. Ориентация в информационном пространстве с выбором индивидуальной информационной сферы.

Наряду с изучением физических процессов, происходящих при выполнении фигур фигуристом, одновременно развиваются межпредметне связи физики и физической культурой.

Цель курса: научить учащихся:

1. уметь анализировать движение тела;
2. определять силы, которые действуют на тело, их направление;
3. определять основные составляющие движения и вращения;
4. при помощи преобразований и вычислений, определить (в том числе и численно) какие характеристики скольжения влияют на «чистоту» выполнения элемента;
5. формировать и развивать исследовательские навыки учащихся.

Задачи данного курса:

1. Получат предметные знания по физике, которые будут более обширными и глубокими, поскольку курс построен таким образом, что в нем рассматриваются классические модели, которые опираются как на знания, полученные в средней школе, так и на новые знания;
2. Способны будут осуществлять рефлексивную деятельность, оцени-вать свои результаты, корректировать дальнейшую деятельность.

После прохождения данного курса учащиеся должны знать/уметь:

1. методику и основные этапы моделирования.

2. технологию работы в средах программирования Basic и Паскаль.

3. технологию работы в среде табличного процессора Microsoft Excel.

4. моделировать в среде табличного процессора Microsoft Excel.

5. моделировать в средах программирования Basic и Паскаль.

6. проводить компьютерный эксперимент в средах программирования Basic и Паскаль.

7. проводить компьютерный эксперимент среде табличного процессора Microsoft Excel.

8. выдвигать гипотезы.

9. планировать и проводить наблюдения.

10. получать и анализировать результаты.

11. делать выводы.

Методы обучения.

Основная методическая установка курса — обучение школьников навы-кам самостоятельной индивидуальной и групповой работы по прак-тическому моделированию физических процессов.

Индивидуальное освоение ключевых способов деятельности проис-ходит на основе системы заданий и алгоритмических предписаний, изло-женных в пособие для школьников. Большинство заданий вы¬полняется с помощью персонального компьютера и необходимых программных средств. Кроме индивидуальной, применяется и групповая работа. В задачи учителя входит создание условий для реализации ведущей подростковой деятельности — авторского действия, выраженного в проектных формах.

Контроль знаний и умений.

Текущий контроль уровня усвоения ма¬териала осуществляется по результатам выполнения учащимися практи¬ческих заданий.

Итоговый контроль реализуется в форме защиты итоговых проек¬тов, перечень которых содержится в учебном пособии. В начале курса каждому учащемуся должно быть предложено самостоятельно в течение всего времени изучения данного курса разработать проект, реализующий компьютерную модель конкретного объекта, явления или процесса из области физики. В процессе защиты учащийся должен будет представить не только проект на одном из языков программирования или в электронных таблицах, но и полученные с его помощью результаты компьютерного эксперимента по исследованию модели.

Организация учебного процесса.

Учебно-методический комплект пре¬дусматривает организацию учебного процесса в двух взаимосвязанных и взаимодополняющих формах:

1. Урочная форма, в которой учитель объясняет новый материал и кон-сультирует учащихся в процессе выполнения ими практических зада¬ний на компьютере;

2. Внеурочная форма, в которой учащиеся после уроков (дома или в школьном компьютерном классе) самостоятельно выполняют на компь-ютере практические задания

Программа курса

I. Моделирование как метод познания. – 2 ч

Системный подход к окружаю¬щему миру. Основные этапы моделирова-ния: постановка задачи, формализация задачи, разработка модели, компьютерный эксперимент, анализ результатов моделирования.

Два способа построения компьютерных моделей:

- с использованием языков программирования Basic и Паскаль;

- с использованием электронных таблиц Microsoft Excel.

I I. Построение и исследование физических моделей. - 17 ч

I I I. Компьютерный эксперимент. – 6 ч.

ΙV. Защита индивидуальных и групповых проектов.- 1 ч

Примерное тематическое планирование курса рассчитано:

1. На 34 часа в урочной форме и 34 часа во внеурочной форме.

2. на преподавание в 10 или 11 классе из расчета 1 учебный час в неделю в урочной форме и 1 час во внеурочной форме в неделю.

В планировании тема разбита на подтемы (группы уроков), в каждой из которых выделены часы на теорию и компьютерный практикум.

В разделе компьютерный практикум предусмотрено выполнение 50+20 практических заданий:

• 50 заданий ориентированы на урочную форму, подробные указания по их выполнению содержатся в пособии, готовые проекты имеются на CD-ROM;

• 20 заданий ориентированы на внеурочную форму, подробные указания по их выполнению содержатся в пособии, готовые проекты имеются на CD-ROM

Примерные задания по компьютерному моделированию:

1. Герой фильма «Небесный тихоход» майор Булочкин, упав с высоты 6000 м без парашюта, остался жив. Возможно ли такое на самом деле?*

2. Составьте программу для компьютера и получите на дисплее модель упругого и неупругого взаимодействия шаров. С помощью этой модели исследуйте результат взаимодействия шаров, рассмотрев различные им-пульсы шаров до взаимодействия. Каковы будут значения полной механической энергии системы, состоящей из двух шаров до и после их взаимодействия друг с другом? (Сопротивлением воздуха и трением шаров можно пренебречь.)

3. Составьте программу для компьютера и получите на дисплее модель строения человеческого глаза, рассмотрев следующие случаи: нормальный глаз, близорукий глаз, дальнозоркий глаз.

4. Составьте программу для компьютера и получите на дисплее модель колебаний: математического, пружинного маятников. С помощью модели исследуйте зависимости периода и частоты маятников от длины нити и жесткости пружины.

5. Составьте программу для компьютера и получите на дисплее модель перехода электрона с одной разрешенной орбиты в атоме водорода на другую. Рассмотреть различные серии. Учесть цветовые решения.

6. Составьте программу для компьютера и получите на дисплее модель движения тела, брошенного под углом к горизонту, варьируя начальную скорость бросания и угол бросания.

7. Составьте программу для компьютера и получите на дисплее динамическую модель движения тел с различными скоростями.

8. Изучите устройство и работу ядерного реактора, для этого введите программу, предложенную к данной задаче, в компьютер и запустите ее. На экране увидите модель ядерного реактора. Управляя движением регулирующих стержней реактора, объясните процессы, происходящие в рабочем объеме реактора, а также назначение его основных частей, изображенных на экране.

9. Изучите явление фотоэффекта и экспериментально исследуйте его за-коны. Для этого введите программу, предложенную к данной задаче, в компьютер и запустите ее. На экране увидите модель опытной установки для изучения явления фотоэффекта. С помощью этой модели объясните: сущность явления фотоэффекта, назначение основных частей опытной установки, законы фотоэффекта.

10. Пронаблюдайте за опытом Резерфорда по рассеянию α-частиц и выясните причины отклонения α-частиц на различные углы. Для этого введите программу, предложенную к данной задаче, в компьютер и запустите ее. На экране увидите модель опыта Резерфорда по рассеянию α-частиц. зондировавших тончайшую золотую фольгу. С помощью этой модели объясните: назначение основных частей опытной установки, отклонение α-частиц на различные углы. Как будут двигаться α-частицы через фольгу, если ее изготовить из другого материала?

Рекомендуемая литература:

- Для ученика:

1. Информатика. Задачник-практикум. Т-2. под ред. И. Г. Семакина,

Е. К. Хеннера. М., Бином. Лаборатория Знаний, 2002 г.

2. Информатика. 7-9 класс. Базовый курс. Практикум-задачник по моделированию. Под ред. профессора Н. В. Макаровой. СПб., Питер. 2003 год

3. Информатика. Энциклопедический словарь для начинающих. Под ред. Д. А. Поспелова. М., Педагогика-Пресс 1994 г.

4. Основы информатики и вычислительной техники. Каймин В. А., Ще-голев А. Г., Ерохина Е. А., Федюшин Д. П. Проб. учеб. для 10-11 классов. 2-е изд., М., «Просвещение» 1990 г.

5. «Физика. 10 класс» Г. Я. Мякишев, Б. Б. Буховцев, Москва, «Просве-щение», 2004 год

6. «Физика. 11 класс» Г. Я. Мякишев, Б. Б. Буховцев, Москва, «Просве-щение», 2004 год.

- Для учителя:

1. Компьютерное моделирование в физике. Х. Гулд, Я. Тобочник. М., Мир,1990 г.

2. Решение задач на компьютере: Кн. Для учителя. Извозчиков В. А., Слуцкий А. М. М., Просвещение, 1999 г.

3. Приложение к газете «Первое сентября», «Информатика»

Журнал «Информатика и образование»