Применение информационных технологий на уроках физики как средство повышения качества образования.
методическая разработка по физике (9 класс) по теме
Можно выделить несколько способов применения компьютера на уроках:
- иллюстративный – для демонстрации опыта, схемы, картины, видеофрагмента, исторических сведений и др.
- контролирующий – для проведения тестирования с применением различных технологий, в том числе и для самоконтроля.
- как инструмент исследования, позволяющий обучающемуся самому проводить исследования и эксперименты.
Последний способ является более перспективным, т.к. несет развивающую функцию, обеспечивает новое качество образования, личностно-ориентированный подход. В данном УМК предлагается презентация по теме "Колебания", фрагмент учебной исследовательской деятельности на лабораторной работе по данной теме и некоторые приложения.
Скачать:
| Вложение | Размер |
|---|---|
 kolebaniya.pptx | 842.32 КБ |
 doklad_tekst.doc | 37 КБ |
| rabochaya_tetrad.doc | 61 КБ |
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
факты модел и следствия МЕХАНИЧЕСКИЕ КОЛЕБАНИЯ
Колебательное движение Цели – определить понятие колебательного движения; - познакомиться с видами колебаний; - научиться выделять, наблюдать и описывать механические колебания. Основополагающий вопрос: Можно ли назвать колебательное движение механическим движением?
Колебания – это движения, которые точно или приблизительно повторяются через определенные интервалы времени. Колебательное движение широко распространено в природе: Колеблются деревья, ветки и листья, лепестки цветов. Колеблется маятник в часах. Колеблется вода в сосуде. Объект изучения – колебательная физическая система, в которой происходят колебания.
Какими свойствами должна обладать система, для того чтобы в ней могли возникнуть свободные колебания? 1. При выведении тела из положения равновесия в системе должна возникать сила, стремящаяся вернуть тело в положение равновесия. 2. Трение в системе должно быть достаточно мало.
Свободные колебания Колебания в системе под действием внутренних сил. Почему свободные колебания с течением времени затухают?
Вынужденные колебания Чем различаются эти два вида колебаний? Колебания под действием внешней периодически изменяющейся силы называются вынужденными
Что такое модель ? Зачем модели нужны? Есть ли модели в природе? Х t
Изучение сложных природных явлений в полном объеме часто невозможно без введения упрощающих предположений. В таком случае полученные теорией результаты могут служить в качестве приближения к реальной картине явления. Подобные приближения называют модельными. Модель в физике – упрощенная версия физической системы (процесса), сохраняющая ее (его) главные черты.
Математический маятник Математический маятник – это материальная точка, подвешенная на длинной невесомой и нерастяжимой нити. L m Х t А -А
Пружинный маятник 1. Какие тела и силы действуют на груз в положении равновесия? 2. Как силы соотносятся между собой? Остается ли это соотношение во время движения? 3. Какие объекты еще начинают действовать на груз при отклонении его из положения равновесия? Меняется ли это действие во время движения груза? m 2m k k k- жесткость пружины
Кинематические характеристики Период– Т (с) – время одного полного колебания. Частота – ν (1/с = 1 Гц) – число колебаний в единицу времени. Смещение – Х (м) – отклонение от положения равновесия. Амплитуда – А (м) – максимальное отклонение от положения равновесия. Фаза – φ (рад/с) – аргумент функции х = х sin( ω t + φ ) , описывающей гармонические колебания.
Гармонические колебания Периодические изменения физической величины в зависимости от времени, происходящие по закону синуса или косинуса, называют гармоническими колебаниями m L F упр mg х F упр mg mg cos φ mg sin φ φ X = A sin ( ω t + φ ) ω = 2 πν – циклическая частота
Х t А 0 -А А - амплитуда
Х t х 1 =А х 2 =0 х 3 =А х 4 =0 х 5 =А Х 1 = Acos( 2 π / T )0=A X 2 =Acos( 2 π / T ) T/4= =Acos π / 2 =0 X 3 =Acos( 2 π / T )T/2= =-A X 4 =Acos( 2 π / T )(3/4)T =Acos π / 2 =0 X 5 =Acos( 2 π / T )T=A
х 1 х 2 =0 v х 3 v x 4 =0 x 5 Х1= Acos(2 π /T)0=A - отклоним от положения равновесия. X2=Acos(2 π /T)T/4= =Acos π /2=0 – маятник проскакивает равновесное положение, двигаясь влево. X3=Acos(2 π /T)T/2= =-A – отклонение от положения равновесия в противоположную сторону. X4=Acos(2 π /T)(3/4)T =Acos π /2=0 – маятник проскакивает положение равновесия, двигаясь вправо. X5=Acos(2 π /T)T=A – возвращение в первоначальную точку.
Одной из характеристик колебания является период – время одного полного колебания. задача: Выяснить , от чего зависит период колебаний математического маятника. план: Постановка проблемы гипотезы эксперимент выводы
Вы затрудняетесь это сделать? Тогда обратитесь к подсказке Сформулируйте гипотезы для исследования и перейдите к следующему этапу .
Вы проверили выдвинутые гипотезы ? T = f (m) - ? T = f (A) - ? T = f (L) - ? Период колебаний математического маятника зависит от длины нити. Если Ваш вывод совпал с теоретическим, то перейдите на следующий этап Если Вы получили в результате выполнения эксперимента другие результаты, то повторите измерения еще раз
Г и п о т е з ы Период зависит от массы груза ? Период зависит от амплитуды колебаний ? 3. Период зависит от длины нити ? А а L l m M Для проверки необходим эксперимент!
Экспериментальная проверка Сформулируйте цель работы. Продумайте ход эксперимента и подберите необходимое оборудование. Проведите измерения. Заполните таблицу (см. « рабочая тетрадь, лист 3»).
Экспериментальная проверка Сформулируйте цель работы. Продумайте ход эксперимента и подберите необходимое оборудование. Проведите измерения. Заполните таблицу (см. « рабочая тетрадь, лист 3»).
Период Т математического маятника зависит от длины нити L , т.е. T = f (L). Задача - определить характер зависимости T = f (L) . (Используйте план экспериментальной проверки) У Вас получилось: зависимость - линейная нелинейная
1.Постройте график зависимости периода Т от длины нити L . Т L 2 . Попробуйте установить математическую форму нелинейной зависимости Т = f (L) . ( используйте план экспериментальной проверки) После выполнения нажмите
Вы изменяли длину нити. Если Вам не удалось найти форму математической зависимости, попробуйте изменить длину нити в целое число раз: в 2 раза, в 4 раза, в 9 раз, в 16 раз и т.д. Запишите результаты в «рабочую тетрадь».
Вы получили Т 2 ~ L ? Или Т ~ √ L ? ДА НЕТ
«Коль знаньем овладеть ты смог, дари его другим; Костру, что сам в душе зажег, не дай растаять в дым!» Джами
Теоретически зависимость периода колебаний математического маятника от длины нити выражается формулой: Т = 2 π √ L / g (1) Попробуйте ответить на вопросы: Используется ли математика при проведении физических измерений? В чем это выражается? 2 . Зачем в своей исследовательской экспериментальной работе Вы строили график? 3. Какие физические величины можно определить с помощью формулы (1)? 4.Попробуйте сформулировать тему и цели еще одной лабораторной работы. 5. Разработайте план работы (если затрудняетесь, то обратитесь к подсказке).
Энергетическое описание движения колебательных систем Цель – продолжить знакомство с динамическим описанием колебательного движения. Вопрос: Можно ли использовать закон сохранения энергии для описания колебаний? х mg F упр mg F L φ h
Превращения энергии в системах без трения. Полная механическая энергия колеблющегося тела равна сумме кинетической и потенциальной энергий. W = W k + W p = mv x 2 /2 + kx 2 /2 Колебания при наличии сил сопротивления являются затухающими. t x(t)
Использование колебаний Для чего нужны знания физики, порой такие сложные? Маятниковые часы итог частотомер резонанс качели динамик
Если колебательная система черпает энергию порциями от внешнего источника ( в котором колебания не совершаются), то в системе возбуждаются автоколебания, причем она получает энергию с частотой, равной собственной частоте колебательной системы.
Автоколебательная система Источник энергии клапан Колебательная система Обратная связь
Маятниковые часы Источником энергии служит гиря, поднятая на определенную высоту. Через анкер она толчками с помощью ходового колеса передает маятнику энергию, поддерживая незатухающими его колебания.
Частотомер Устройство частотомера основано на явлении резонанса. ω Х ω = ω 0
Р Е З О Н А Н С Может ли колебательное движение механической системы быть вечным? Почему колебания маятника с течением времени затухают? Как влияют на колебания системы действия внешних сил?
Внешнее действие периодично. В этом случае система совершает колебания с частотой внешней силы – вынужденные колебания. Зависит ли амплитуда колебаний маятника от частоты изменения внешней силы? ?
Явление резкого возрастания амплитуды колебаний маятника при совпадении частоты изменения внешней силы с частотой свободных колебаний называется резонансом. Ω = ω 0 А ω
Вы познакомились с механическими колебаниями. При изучении периодических колебательных процессов особый интерес представляют общие признаки, характеризующие повторяемость в движении, а не положение и скорость колеблющегося тела в любой момент времени. Однако… и скорость, и координата тела меняются с течением времени по определенному закону, подчиняющемуся общим законам механики. Теперь Вы можете ответить на основополагающий вопрос ? Можно ли назвать колебательное движение механическим движением ?
Колебания, распространяющиеся в пространстве с течением времени, называются ВОЛНАМИ Но это тема уже другого урока…
Увы… Вам необходимо повторить теорию еще раз…
Повторите измерения еще раз!
Я уже знаю_____________________________ Я хочу узнать___________________________ Для этого мне нужно_____________________ План моих действий: 1.___________________ 2.___________________ 3.___________________ Делаю:1._________ Наблюдаю: 1._________ 2._________ 2._________ 3._________ 3._________ Вычисляю: 1._________ 2._________ 3._________ Выводы:_______________________________ ______________________________________
Спасибо за внимание И хорошо выполненную работу ! Используемая литература: 1. Перышкин А.В. «Физика 9».- М.: Дрофа,2004. 2. Сауров Ю.А. Физика в 11 классе: Модели уроков. – М.: Просвещение, 2005. 3. Шахмаев Н.М., Шахмаев С.Н., Шодиев Д.Ш. Физика 9 – М.: Просвещение, 1999. 5. Гульчевская В.Г. Педагогические основы современного образования. – Ростов-на-Дону: ИПК и ПРО, 2006. 6. Максимова Л.И.Методическое пособие. – Ростов-на-Дону: ИПК и ПРО, 2006. 7. Мультимедийные энциклопедии. 4. Атаманская М.С. «Технология графических образов».- Ростов-на-Дону: ИПК и ПРО, 2006.
Предварительный просмотр:
Применение информационных технологий на уроках физики как средство повышения качества образования.
Содержание:
- Цель внедрения ИКТ в школьное образование.
- Использование ИТ на уроках физики.
- Ожидаемые результаты.
В концепции модернизации образования предъявляются новые социальные требования к системе образования.
«Школа – в широком смысле этого слова – должна стать важнейшим фактором гуманизации общественно-экономических отношений, формирования новых жизненных установок личности». Следовательно, ведущими технологиями в реализации образовательного процесса должны быть технологии развивающего и личностно-ориентированного образования.
Технологии личностно-ориентированного образования направлены на развитие личности ребенка, предоставление ему свободы для принятия самостоятельных решений. Отсюда вытекают цели:
Учителя – создать условия для формирования ключевых компетенций: социальной, коммуникативной, учебно-познавательной, информационной, личностного самосовершенствования.
Ученика – принять ответственные решения.
Основная опора идет на субъект-субъектные отношения, свободу выбора и рефлексию.
Личностно-ориентированное обучение невозможно без использования современных информационных технологий в учебном процессе.
Цель внедрения ИТ в школьное образование – формирование мотивационной интеллектуальной готовности к использованию ИТ в своей деятельности, развитие коммуникативной компетенции.
Информационные технологии – это не только компьютер на уроке; это совокупность средств и методов преобразования информационных данных для получения информации нового качества о состоянии объекта, процесса или явления.
ИТ используют: тьютерские программы, деловые игры, моделирование, предметно-ориентированные среды, лабораторные практикумы, тесты, компьютерные учебники, Интернет-ресурсы и др.
Можно выделить несколько способов применения компьютера на уроках:
- иллюстративный – для демонстрации опыта, схемы, картины, видеофрагмента, исторических сведений и др.
- контролирующий – для проведения тестирования с применением различных технологий, в том числе и для самоконтроля.
- как инструмент исследования, позволяющий обучающемуся самому проводить исследования и эксперименты.
Последний способ является более перспективным, т.к. несет развивающую функцию, обеспечивает новое качество образования, личностно-ориентированный подход. С этой точки зрения очень хорошие результаты дает технология проектного обучения или метод проектов. Он всегда ориентирован на самостоятельную деятельность учащихся, которую они выполняют в течение определенного отрезка времени.
Другим примером технологии личностно-ориентированного образования может быть обучение в сотрудничестве. Каковы преимущества этой технологии?
Создаются условия для:
- взаимопомощи и индивидуальной поддержки – социальная компетенция;
- осуществления учебной деятельности каждым учеником на уровне, соответствующем его индивидуальным способностям, опыту – когнитивная компетенция;
- формирования коммуникативной компетенции;
- формирования толерантности.
Как же в этих новых условиях учителю организовать свою работу?
В естественных науках широкое поле деятельности дает лабораторная работа. Не секрет, что часто лабораторные работы превращаются в подобие автоматических действий строго по учебнику, с уже заданной целью работы и подобранным оборудованием. При таком подходе полностью исключается творческое развитие личности ребенка. А ведь лабораторные работы – это такая форма деятельности, которая опирается на естественную потребность ребенка познавать окружающий мир на основе личного опыта, собственных ощущений. И учитель должен выступать в роли консультанта, помощника, партнера.
В качестве примера, подтверждающего выше сказанное, - фрагмент учебной деятельности на лабораторной работе в 9 классе.
План:
- Актуализация знаний, подготовка к восприятию нового материала.
- Постановка цели и учебных задач.
- Выдвижение гипотез, формирование групп (по характеру гипотез).
- Самостоятельная проверка гипотез (интеграция компьютера и лабораторного оборудования).
- Формулирование выводов.
- Обсуждение выводов, принятие «верной» гипотезы (на этом этапе важно создание ситуации успеха).
Таким образом, в результате работы в группах кроме усвоения материала по данной теме активизируется творческая исследовательская деятельность учащихся, увеличивается личная ответственность каждого, создаются равные возможности успеха и, как следствие этого, формируются ключевые компетенции.
Предварительный просмотр:
По физике
К теме «Механические колебания»
Ученика (цы)_____класса______
____________________________
____________________________
Задачи - определить понятие механического колебания;
- познакомиться с видами колебаний;
- научиться выделять, наблюдать и описывать механические колебания физических систем.
Вопрос: можно ли назвать колебательное движение механическим движением?
Лист 1
Задание 1.
Выделите среди предложенных движений колебательное.
1). С ветки сосны спрыгнула белка _________________
2). Клоун прыгал на батуте,
смешно дрыгая ногами и руками _________________
3). Луна вращается вокруг Земли _________________
4). Поршень ходит в цилиндре ДВС _________________
5). «Я знаю пять имен: Петя, Даша,
Коля, Оля, Витя…» - говорила Таня,
ударяя рукой по мячу _________________
6). Олег уронил мелкий разновес на
чашку весов, и мы долго ждали,
Когда коромысло придет в равновесие_________________
7). Боксер с силой ударил по «груше» _________________
Задание 2.
Определите признаки колебательного движения
____________________________________________
____________________________________________
Задание 3.
Дайте определение колебательному движению
_____________________________________________
_____________________________________________
_____________________________________________
Задание 4.
В каких из предложенных выше ситуаций колебания являются свободными? _______________________________
_____________________________________________
Почему с течением времени они затухают?__________________________________________ _____________________________________________
Задание 5.
Какие колебания являются вынужденными? Чем они отличаются от свободных?____________________________
_____________________________________________
Задание 6. Лист 2.
Заполните таблицу:
характеристики механических колебаний.
Физическая величина | Название | Обозначение | Единицы измерения |
1. 2. 3. 4. 5. |
Задание 7.
Решите предложенные задачи:
1 Частота колебаний стометрового железнодорожного моста равна 2 Гц. Определите период этих колебаний.
Дано: СИ Решение.
_____________
2. Период вертикальных колебаний железнодорожного вагона равен 0,5 с. Определите частоту колебаний вагона.
Дано: СИ Решение.
Лист 3.
Задание 8.
Практическая работа.
Тема. Исследование зависимости периода колебаний математического маятника от некоторых физических величин.
Цель – определить, от чего зависит период колебаний математического маятника и установить форму этой зависимости.
Оборудование:_______________________________________
________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________
Ход работы.
- Составьте план работы и подберите необходимое оборудование.
- Проведите измерения и заполните таблицу:
№ опыта | Гипотеза | Что я делал? | Что измерял? | Выводы |
3. Установите форму зависимости периода колебаний математического маятника от выбранной величины ___________________________________________________
___________________________________________________
___________________________________________________
___________________________________________________
Лист 4.
- Постройте график зависимости
- Сделайте вывод ____________________________________
________________________________________________
________________________________________________
________________________________________________
Задание 9.
Решите предложенную задачу.
Маятник состоит из стального шара диаметром 4 см, подвешенного на легкой нити длиной 98 см. Определите ускорение свободного падения, если период колебания маятника 2 с.
Дано: СИ Решение
98 см
D = 4 см