Статья на тему: Физический практикум как средство реализации ключевых компетенций учащихся

Физический практикум как средство формирования ключевых компетенций учащихся.
Какие формы обучения практического характера на уроках физики можно предложить в дополнение к рассказу преподавателя? В первую очередь, конечно, это наблюдение учениками за демонстрацией опытов, проводимых учителем в классе при объяснении нового материала или при повторении пройденного, так же можно предложить опыты, проводимые самими учащимися в классе во время уроков в процессе фронтальной лабораторной работы под непосредственным наблюдением учителя. Еще можно предложить: 1)опыты, проводимые самими учащимися в классе во время физического практикума; 2)опыты-демонстрации, проводимые учащимися при ответах; 3)опыты, проводимые учащимися вне школы по домашним заданиям учителя; 4)наблюдения кратковременных и длительных явлений природы, техники и быта, проводимые учащимися на дому по особым заданиям учителя.


Физика как экспериментальная наука предлагает все виды эксперимента: демонстрационный, фронтальный и домашний. Сегодня я хотела бы подробнее остановиться на физическом практикуме. Дидактическая и воспитывающая значимость физического практикума несомненна.

Особенно велика роль лабораторного практикума в старших классах, так как именно на этих занятиях учащиеся обобщают и систематизируют учебный материал, самостоятельно выполняя лабораторный эксперимент.
При постановке физического практикума каждый учитель встречается с рядом трудностей, которые связаны со слабой оснащённостью лабораторным оборудованием кабинетов физики, страдает качество изготавливаемых приборов, отсутствие денежных средств на их приобретение и многое другое. материал, самостоятельно выполняя лабораторный эксперимент. именно на этих занятиях учащиеся обобщают и систематизируют учеб
Перечень проблем, связанных с содержанием и методикой проведения физического практикума, довольно велик.

Исходя из опыта своей работы, я выделила такие направления работ физического практикума:

1. Экскурсии - практикум.

2. Цикл работ физического практикума по изучению параметров человека.

3. Работы физического практикума на изучении местного материала.

4. Работы физического практикума экологического содержания.

5. Работы физического практикума при изучении явлений природы.

6. Работы физического практикума по материалам ЕГЭ.

7. Домашний физический практикум.

Задачи физического практикума очевидны. Можно выделить следующие:

1. Обучить методам и приёмам применения теоретических сведений, приобретённых на уроках, к реализации некоторых конкретных физических заданий.

2. Обучить методам и технике проведения самостоятельных физических исследований. Приобретение практических навыков.

3. Экспериментальное изучение и проверка основных физических законов.

4. Обучить практическому анализу получаемых экспериментальных результатов: оценка порядков изучаемых величин, их точности и достоверности.

5. Обучить технике применения измерительных приборов и лабораторного оборудования в процессе выполнения самостоятельных исследований.

6. Обучение приёмам и методам обработки и оформление экспериментальных результатов: ведение записей в тетрадях, представление результатов в виде таблиц, графиков, презентаций, фильмов и других видах.

7. Повторить и углубить пройденный материал.

8. Считать проведение физического практикума как одно из средств успешной сдачи ЕГЭ.

Выделяются такие этапы выполнения работ физического практикума:

1. Допуск к работе.

2. Выполнение работы.

3. Оформление работы.

4. Зачёт по теме практикума.

Для получения допуска к работе физического практикума не следует придавать форму отчёта о знании теории, главная цель - это помочь учащимся осознанно выполнить физический практикум. При допуске к работе из-за ограниченности времени контролирую в основном слабых учащихся, предлагая ответить на общие вопросы по работе.

На занятиях физического практикума учащимся предоставляется максимальная самостоятельность. Руководствуясь письменными инструкциями к работам, учащиеся проводят эксперимент и связанные с ним необходимые наблюдения и измерения, пользуются справочными материалами. Обрабатывают результаты измерений и составляют отчёты.

Перед началом работы все учащиеся делятся на группы для выполнения работ физического практикума. Происходит знакомство с графиком работы, критериями оценивания работ, длительностью работ, проводится инструкция по технике безопасности. Каждая группа получает краткую письменную инструкцию, по которой заранее готовятся к выполнению работы.

В инструкцию обязательно включаются краткие вопросы теории, указываются контрольные вопросы, оборудование, порядок выполнения работы, приёмы измерения, анализ погрешностей, составление отчёта о проделанной работе.

Всё чаще современные учёные обращаются к проблемам, непосредственно связанным с миром человека. Существенный вклад в решение этих проблем ожидается от применения физических знаний и методов. Тема обращения физики к человеку должна найти своё отражение и в школьном преподавании. Это может стать ещё одним фактором осознания учащимися ценности физических знаний. В связи с этим разработан цикл работ физического практикума по изучению параметров человека. Проводятся такие работы физического практикума:

1. Измерение артериального давления крови.

2. Определение давления, систолического и минутного объёмов крови человека.

3. Измерение скорости кровотока в капиллярах ногтевого ложа.

4. определение частоты сердечных сокращений в состоянии покоя и после действия нагрузки (функциональная сердечно-сосудистая проба).

5. определение частоты пульса в зависимости от нагрузки и систолического объёма крови.

6. Определение объёма, плотности, площади поверхности своего тела.

7. Определение числа вдыхаемых и выдыхаемых молекул.

8. Определение количества теплоты, отдаваемого вашим организмом в окружающую среду.

9. Определение спектральных границ чувствительности человеческого уха, снятие спектральной характеристики на пороге слышимости.

10. Определение разрешающей способности глаза и определение спектральных границ чувствительности человеческого глаза.

При обсуждении всех этих вопросов учащиеся получают представление о том, что природа формирует всё живое по своим законам, а оно, в свою очередь. Развивает в себе те свойства и функции, которые в наибольшей степени содействуют оптимальной приспособляемости организма к окружающей среде. С позиций науки самый интересный и, одновременно, самый сложный объект познания - человек!

Одним из направлений работы являются экскурсии - практикум. Такой практикум даёт возможность расширить и углубить знания по многим разделам физики; развить умение наблюдать и анализировать увиденные факты, осмысливать, обобщать, оценивать их; расширить опыт творческой деятельности; сообщить профессиональную информацию и многое другое.

Мы проводим такие экскурсии - практикум:

1. Исследование работы метеорологической станции города «Инза».

2. Исследования, проводимые на контрольно-семенной станции города.

3. Диатомит «Инвест» - основные виды деятельности.

4. Исследование работы на тяговой подстанции города «Инза».

На уроке, предшествующему уроку экскурсии-практикуму, провожу беседу. Например, перед посещением метеостанции «Инза», выясняем:

- чем занимается «Служба погоды»?

- для чего нужен прогноз погоды?

- какие сведения сбирает метеослужба?

- какие приборы необходимы для проведения наблюдения?

- каково назначение и устройство этих приборов?

- как осуществляется передача оперативных данных?

- насколько точны краткосрочные и долгосрочные прогнозы погоды? Почему?

- записать за какими метеорологическими параметрами ведутся наблюдения на метеостанции.

- выяснить, какие приборы расположены на метеорологической площадке.

- рассмотреть, как устроена психрометрическая будка, выяснить, каково её назначение и какие приборы в ней находятся.

- ознакомиться с назначением и устройством самописцев: барографа, термографа, гигрографа.

- выяснить способы определения направления и силы ветра.

- узнать, как измеряют количество выпавших осадков.

- выяснить назначение и особенности устройства глубинных и почвенных термометров.

- пронаблюдать за составлением синоптических карт.

При проведении экскурсии учащиеся поддерживаются определённого плана. Знакомятся с историей создания метеостанции и её достижениями, посещают все лаборатории, снимают необходимые показания и делают измерения, осматривают метеорологическую площадку, задают интересующие вопросы работникам метеостанции, получая всю необходимую информацию для того, чтобы правильно и грамотно оформить отчёт о проделанной работе. Дома оформляется отчёт по физическому практикуму в самых различных вариантах. Это может быть фильм, презентация, письменный отчёт с графиками изменения относительной влажности, температуры, давления воздуха в течение суток, другого промежутка времени и изменение других физических величин в виде диаграмм, таблиц, рисунков, схем и так далее.

Работы физического практикума по материалам ЕГЭ вызваны необходимостью подготовки учащихся к сдаче экзамена. В контрольно-измерительных материалах по ЕГЭ есть такие задания, которые позволяют составить работы физического практикума. Например, «Определение силы тока короткого замыкания батарейки».

По фотографии можно нарисовать схему включения элементов в цепь и записать показания приборов. I₁=0,5А; I₂=1А; U₁=3,2В; U₂-2,6В.

После этого для двух положений ползунка реостата запишем закон Ома для замкнутой цепи. Сумма падений напряжений на всех участках цепи равна ЭДС. Мы получим систему из двух уравнений с двумя неизвестными, решение которой даёт внутренне сопротивление батарейки 1,2 Ом и ЭДС равное 3,8В. Следовательно, ток короткого замыкания 3,17А. При решении данной задачи учитывается тот факт, что вольтметр показывает напряжение не только на батарейке, но и напряжение во внешней цепи.

Домашний физический практикум даёт возможность учащимся более рационально, экономно, полно использовать своё время для выполнения работы. Отчёт о таких работах обычно делается немного по иному, чем всегда. Хочу привести два примера отчёта учащихся по выполнению работ физического практикума.

Выполнение учащимися работ физического практикума в значительной мере способствует активизации познавательного процесса школьников, привитию им навыков самостоятельной деятельности.

Выполнение работ физического практикума позволяет показать учащимся роль физических знаний в управлении производственным процессом.

При выполнении физического практикума происходит формирование знаний по физике, формирование познавательного интереса к физике и технике, развитие творческих способностей, подготовки к продолжению образования и сознательного выбора профессии.

Приложения.

Группа учащихся разработала десять работ физического практикума по вопросу связи физики с медициной, с учётом экологии человека.

Работа №1 физического практикума. 9 класс

Тема: Измерение артериального давления крови.

Цель: Научиться измерять артериальное давление.

Оборудование: 1. манометр медицинский.

2. Фонендоскоп.

Порядок выполнения работы.

1. Ознакомьтесь с устройством прибора для измерения давления крови.

2. Наденьте манжету на середину плеча так, чтобы под неё можно было просунуть только один палец. Обнажите левую руку участника опыта, плотно оберните манжету прибора вокруг середины плеча так, чтобы её нижний конец находился на расстоянии 2,5-3см выше локтевого сгиба - манометр должен находиться на уровне сердца. Рука испытуемого должна спокойно лежать на столе ладонью вверх. Мышцы напрягать не надо. Проверьте, не прижимают ли локти испытуемого шланги.

3. Установите воронку фонендоскопа на лучевой артерии в области локтевого сгиба, где прощупывается пульс. Концы трубки фонендоскопа вставьте в уши.

4. проверьте уровень ртути в манометре: он должен стоять на нулевой отметке.

5. Убедившись, что клапан в резиновой груше, через который выпускается воздух. Закрыт, накачивайте с помощью этой груши в манжету воздух до тех пор, пока не прекратятся тоны (160-180мм.рт.ст.). После этого медленно выпускайте воздух из манжеты. Появление первых тонов соответствует верхнему артериальному давлению (систолическому), а их исчезновение в конце измерения - нижнему (диастолическому).

6. Самостоятельно разработайте вопросы по экологии артериального давления человека. Предложите рекомендации по нормализации артериального давления.

Работа №2 физического практикума. 9 класс

Тема: Определение давления, систолического и минутного объёмов крови человека.

Цель: определить параметры работы сердечно-сосудистой системы человека.

Оборудование: 1. Манометр медицинский.

2. Фонендоскоп.

3. Секундомер.

Порядок выполнения работы.

1. Наденьте манжету на середину плеча так, чтобы под неё можно было подсунуть только один палец. Обнажите левую руку участника опыта, плотно оберните манжету прибора вокруг середины плеча так, чтобы её нижний край находился на расстоянии 2,5-3см выше локтевого сгиба - манометр должен находиться на уровне сердца. Рука испытуемого должна спокойно лежать на столе ладонью вверх, мышцы напрягать не надо. Проверьте, не прижимают ли локти испытуемого шланги.

2. Вычислите пульсовое давление (ПД, мм. рт. ст.) как разницу между верхним (СД - систолическим) и нижним (ДД - диастолическим) давлениями.

3. Количество крови, выбрасываемое при каждом сокращении желудочка, называется систолическим объёмом крови (СО). Вычислить СО (в мл) по формуле:

СО = (101 + 0,5ПД) - 0,6 ДД -0,6 А, где А - возраст, лет.

4. С помощью секундомера определите число сокращений сердца в минуту (ЧСС).

5. Вычислите минутный объём крови (МОК, мл) по формуле: МОК=СО*ЧСС.

6. Проверьте влияние физической нагрузки на кровяное давление и пульс.

7. Измерьте МОК человека в положении лёжа.

8. Запишите ответ, сделайте вывод.

9. Самостоятельно изучите экологическое влияние на сердечно-сосудистую систему человека. Подготовьте материалы для экспресс-газеты.

Работа №3 физического практикума. 9 класс

Тема: Измерение скорости кровотока в капиллярах ногтевого ложа.

Цель: Измерить скорость кровотока в капиллярах ногтевого ложа.

Оборудование: 1. Линейка.

2. Секундомер.

Порядок выполнения работы.

1. Выжмите кровь из сосудов ногтевого ложа большого пальца руки, для чего зажмите с силой верхнюю фалангу.

2. Освободите большой палец и определите, за сколько секунд ноготь покраснеет. Этот момент будет соответствовать заполнению капилляров ногтевого ложа кровью ( t , с).

3. Определите длину ногтевой пластинки ( s , м), то есть длину пути, которую прошла кровь.

4. Используя формулу V=S/t , рассчитайте скорость крови ( V , м/с).

5. Полученные результаты сравните со скоростью крови в аорте (0,5 м/с).

6. Самостоятельно познакомьтесь с физиологией крови человека. Сделайте выводы по экологическому значению чистоты крови, её свойствах.

Работа №4 физического практикума. 9 класс

Тема: Определение частоты сердечных сокращений в состоянии покоя и после действия нагрузки. (Функциональная сердечно-сосудистая проба).

Цель: Определить частоту сердечных сокращений и её изменение в зависимости от нагрузки.

Оборудование: 1. Секундомер.

Порядок выполнения работы.

1. Измерьте пульс в состоянии покоя за 10-секундный интервал. Сделайте 4 измерения. Отбросив сильно выпадающие результаты, вычислите среднее арифметическое.

2. Сделайте 20 приседаний и сразу же измерьте пульс за 10-секундный интервал.

3. Повторите измерения через 0,5 минуты; 1 минуту; 1,5 минуты; 2 минуты; 2,5 минуты.

4. Постройте график нормализации пульса: зависимость ЧСС от времени.

5. Результаты считаются хорошими, если ЧСС после 20 приседаний повысится не более чем на треть по сравнению с ЧСС покоя, а восстановление сердечной деятельности до уровня покоя произойдёт не позже, чем через 2 минуты.

6. Подготовьте несколько рекомендаций по сохранению здоровья с учётом экологической обстановки.

Работа №5 физического практикума. 9 класс

Тема: Определение частоты пульса в зависимости от нагрузки и систолического объёма крови.

Цель: Определить частоту пульса и влияние на него различных факторов.

Оборудование: 1. Секундомер.

Порядок выполнения работы.

1. Определите число ударов пульса за время t =1мин.

2. Вычислите период сокращений сердца T=t/n.

3. Выполните 20 приседаний, повторите опыт. Сделайте вывод.

4. Определите число сокращений за 1ч, 1 сутки ( с нагрузкой и без нагрузки).

5. За одно сокращение сердце выбрасывает в среднем 70мл. крови

( систолический объём крови - СО). Вычислите объём выбрасываемой крови за 1мин, 1час,1сутки.

6.Заполните таблицу.

Параметр

Без нагрузки

С нагрузкой

n

t

T

n мин

n час

n мин

V мин

V час

V сут