Старая версия сайта
12+
Издаётся с 1924 года
В интернете с 1995 года
Топ 10

Сохранение импульса. Виртуальный конструктор «Живая физика» на уроках механики

Учительская газета, №23 от 9 июня 2009. Читать номер
Автор:

Я работаю в образовательном центре «Технологии обучения», веду уроки с детьми, имеющими ограничения по состоянию здоровья. Некоторые из них занимаются в дистанционном режиме, то есть не приезжают в школу, а выходят на уроки через сеть «Интернет». Для такого режима обучения у нас созданы специальные методические материалы в виде web-страничек на сайте школы.

Полностью публикация приведена в формате PDF:Скачать/Просмотреть(Для просмотра необходима программа Adobe Reader или ее произвольный аналог).

Специфика преподавания физики заключается в том, что это экспериментальная наука и объяснять ее законы без проведения демонстрационного и лабораторного эксперимента невозможно. А особенность преподавания этого предмета конкретно в нашей школе заключается в том, что в процессе дистанционного урока очень сложно качественно показать эксперимент. В домашних условиях ребятам можно предложить выполнить только очень простые опыты, чаще всего позволяющие изучать явления на качественном уровне. Кроме того, состояние моторики рук некоторых учеников не позволяет им справляться самостоятельно даже с простым натурным экспериментом.

Можно констатировать, что классические подходы в наших условиях реализовать затруднительно. Что же делать? Для иллюстрации изучаемого материала в курсе физики 9-го класса я использую видео- и флеш-ресурсы Единой коллекции ЦОР и эксперименты виртуальной лаборатории «Живая физика», которые дают возможность, изменяя условия опыта (скорости, высоты, массы, упругость тел и тому подобное), оперативно рассмотреть изучаемое явление с разных сторон, с учетом разных параметров системы и разных условий эксперимента. Это позволяет детям глубже понять изучаемые закономерности, облегчает запоминание математических связей между параметрами. Большое разнообразие экспериментов комплекта дает возможность учителю подбирать опыты и задания к ним на доступном для ученика уровне, постепенно вести его «от простого к сложному».

Например, ребятам бывает трудно различать поступательное и вращательное движение при изучении соответствующей темы. Механическое заучивание определений не гарантирует правильного проведения классификации движений на практике. Для повторения понятий поступательного и вращательного движения в 9-м классе (эти понятия вводятся в 7-м классе, но к 9-му, к сожалению, уже забываются) я использую компьютерную модель №4 комплекта «Начала кинематики. 9 класс». Она позволяет на примерах движений пяти брусков с вычерчиванием траекторий движения понять, чем отличается один вид движения от другого (рис. 1).

Для закрепления полученных знаний школьникам предлагается письменно или устно ответить на вопросы:

Может ли поступательное движение быть криволинейным?

Какая из точек бруска №3 совершает самый большой путь?

При изучении понятия «средняя скорость» я использую модель №25 комплекта «Начала кинематики. 9 класс». Здесь мы с учениками сравниваем равномерное (пробного шара) и неравномерное (автомобиля) движения, определяем скорость автомобиля через 1, 2, 3 и 4 секунды от начала движения, находим среднюю величину (рис. 2).

Затем устанавливаем значение скорости пробного шара, равной средней скорости автомобиля, и убеждаемся в том, что равномерно движущийся шар (скорость которого равна средней скорости автомобиля) приходит в точку остановки автомобиля одновременно с ним. Именно сравнение равномерного и неравномерного движений позволяет ученикам лучше понять и усвоить, что такое средняя скорость неравномерного движения.

После проведения виртуальных экспериментов прошу учеников ответить на следующие вопросы:

Какую скорость измеряет спидометр автомобиля – среднюю или мгновенную?

Известна средняя скорость за определенный промежуток времени. Можно ли по этим данным найти перемещение, совершенное за половину этого промежутка?

Модель «Столкновение двух тел» комплекта «Закон сохранения импульса» я использую при закреплении понятий импульса и изучении упругого удара (рис 3).

Меняя начальные скорости шаров, ученики убеждаются в том, что суммарный импульс системы тел до столкновения равен суммарному импульсу системы после столкновения шаров.

Анализируя суммарные импульсы шаров при изменении степени упругости, дети понимают, что и здесь выполняется закон сохранения импульса.

После проведения виртуальных экспериментов я прошу учеников письменно или устно ответить на следующие вопросы:

Изменяются ли импульсы каждого из шаров?

Остается ли неизменным суммарный импульс системы после соударения шаров?

Как влияет изменение упругости шаров на суммарный импульс системы?

При введении понятия гармонического колебания в 9-м классе для изучения причин, его вызывающих, я рассматриваю с учениками модель «Условия возникновения гармонических колебаний» комплекта «Колебания» (рис. 4). При нажатии кнопки Старт тела на всех рисунках приходят в движение, и появляются изображения стрелок, указывающих направления и модули векторов сил, действующих на колеблющиеся тела. Просмотрев эксперимент, обсуждаем с учениками, сколько сил действует на тело в каждом случае, какие это силы, какие из них являются переменными, какие зависят от изменения положения тела (деформации пружины). В процессе обсуждения ввожу определение гармонического колебания как колебания, совершаемого под действием силы, пропорциональной смещению тела из положения равновесия.

Что общего во всех трех случаях?

Одинакова ли закономерность изменения равнодействующей?

В части урока, посвященной рассмотрению превращения механической энергии в процессе механических колебаний, я прошу учеников провести виртуальный эксперимент из комплекта «Закон сохранения энергии» в разделе 4.1 «Закон сохранения энергии – нитяной маятник 2». (Рис. 5). Самостоятельно изменяя параметры системы и условия опыта, дети убеждаются, что полная механическая энергия системы в процессе совершения колебательного движения сохраняется и ее величина зависит только от того, какие заданы начальные условия.

После проведения виртуальных экспериментов прошу ребят ответить на следующие вопросы:

Сохранялась ли полная механическая энергия в проведенных опытах?

Будет ли сохраняться полная механическая энергия в реальных системах? Почему?

В Законе «Об образовании» написано, что каждый человек в нашей стране имеет право на получение качественного образования. Виртуальная лаборатория УМК «Живая физика» позволяет сделать изучение физики более наглядным и интересным, что повышает мотивацию к обучению, развивает общеучебные умения, а значит, делает более доступным и более качественным образование и для учеников нашей школы.

Применение виртуальных лабораторных опытов может выполнять все дидактические функции реального лабораторного эксперимента. Однако для формирования правильных представлений учеников о физических явлениях и о роли эксперимента в познании целесообразно и при дистанционном обучении организовывать проведение детьми опытов с реальными физическими объектами, в том числе по установлению количественных закономерностей, которым подчиняются физические явления. Для этого должно быть разработано специальное учебное оборудование, может применяться простой домашний эксперимент (проводимый с игрушками, предметами обихода, подручными средствами). Именно оптимальное сочетание реального и виртуального физического эксперимента призвано сыграть важную роль в решении образовательных и развивающих задач обучения физике.

Юлия ЗУКОВСКАЯ, учитель физики ЦО «Технологии обучения»


Читайте также
Комментарии


Выбор дня UG.RU
Профессионалам - профессиональную рассылку!

Подпишитесь, чтобы получать актуальные новости и специальные предложения от «Учительской газеты», не выходя из почтового ящика

Мы никому не передадим Вашу личную информацию
alt
?Задать вопрос по сайту