Проект "Розвиток дослідницьких здібностей учнів на уроках фізики з використанням інформаційно-комунікаційних технологій"

 

ПРОЕКТ

 

на тему:

«Розвиток дослідницьких здібностей учнів на уроках фізики з

 

                  використанням інформаційно-комунікаційних технологій"

 

 

 

 

Виконав:

вчитель фізики

Пучкової Людмили Олександрівни

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Запоріжжя

2018

ЗМІСТ

ВСТУП……………………………………………………………………………3

РОЗДІЛ І Теоретико-методологічні основи дослідницької діяльності на уроках фізики.

1.1Формування дослідницької компетентності учнів……………7

1.2. Можливості інформаційно-комунікаційних технологій у вивченні фізики і проведенні фізичного експерименту……………11

РОЗДІЛ ІІ Роль інформаційно-комунікаційних технологій під час навчального процесу.

2.1 Використання дослідницьких задач та експерименту на уроках фізики………………………………………………………………            15

2.2 Форми інформаційно-комунікаційних технологій на уроках фізики як засіб підвищення пізнавальної діяльності учнів……………..27

ВИСНОВКИ……………………………………………………………………   .30

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ………………………………………………………….32

ДОДАТОК 1………………………………………………………………………...

ВСТУП

Двадцять перше століття кидає виклик усьому, що нас оточує. Людство сьогодні перебуває в технологічній фазі науково-технічної революції, коли стрімко міняється техніка й технології, і щоб встигнути за запаморочливими новинками, щоб не відчувати себе викинутим за борт сучасного життя, треба постійно вчитися. «Навчання» стає категорією, яка супроводжує людину протягом усього життя. Основна мета цього етапу – інформатизація всіх сторін життя. Освіта є інформаційним процесом і тому використання сучасних технологій навчання із застосуванням комп’ютера особливо важливе.

Одним із викликів нашого часу, які гостро стоять перед школою, є соціалізація учня, тобто завдання школи полягає в тому, щоб випускник школи був пристосованим до вимог суспільства, що змінюється, умів зберегти свою індивідуальність та протистояти поганому. Сучасний світ змінюється настільки швидко, що в межах життя одного покоління відбуваються кардинальні зміни, які стосуються всіх сторін існування людини. Всі ці зміни вимагають від суспільства винахідливості, гнучкості, творчого підходу до розв’язання проблем, уміння застосовувати знання в реальному житті. Однак ці вміння не беруться нізвідки, їх треба формувати і розвивати. Тому школа, яка розуміє дійсне значення цих процесів соціуму, несе на собі особливу відповідальність за вміння пристосовуватися до змін. Якщо необхідність соціалізації учня усвідомлена і визнається вчителем (що, звичайно, свідчить про його сучасний рівень ерудиції, професіоналізм), то він закладатиме цю ідею перш за все в завдання уроку.

І, проектуючи урок, думатиме, шукатиме зміст, методи, форми, засоби, створюватиме умови, щоб мета соціалізації була виконана. У контексті євроінтеграційних освітніх процесів особливої актуальності набуває питання щодо застосування методів навчання, спрямованих на формування соціально-психологічних компетентностей школяра, серед яких велику роль, на мою

думку, відіграє інформаційно-інтелектуальна компетентність. Адже «людина освічена та, яка знає, де знайте те, чого вона не знає» (Георг Зіммель, німецький соціолог)[7].

Революція у сфері інформаційних технологій змінила суспільство. На перший план вийшли засоби інформаційно-комунікаційних технологій, за допомогою яких інформація та знання отримуються людиною на якісно вищому рівні.

Інформаційно-комунікаційні технології поступово трансформують усі сфери суспільного життя, формують нові системи потреб, спосіб життя, демократизують процес навчання, роблять процес пізнання творчим, стимулюють заняття самоосвітою. Активне впровадження інформаційних технологій в усі сфери діяльності суспільства торкнулося і системи освіти.

Традиційні форми навчання поступово змінюються новітніми технологіями, спрямованими на формування навичок та умінь, що відповідають вимогам суспільства. Сучасні вимоги суспільства до освіти примушують фахівців у багатьох країнах світу переглянути якість і рівень шкільної освіти, що зумовило необхідність її реформування. Змінюються цілі та завдання, що постали перед сучасною освітою в інформаційному суспільстві, поступово на зміну традиційній системі навчання приходить особистісно-орієнтована, традиційні методи змінюються інноваційними, що передбачають зміщення акцентів у навчальній діяльності, її спрямування на інтелектуальний розвиток учнів за рахунок зменшення долі репродуктивної діяльності. Навчальний процес сьогодні повинен бути орієнтований на особистість учня і враховувати його індивідуальні особливості та здібності. У зв’язку з цим зрозуміло, що в основній школі назріла гостра необхідність в адаптації вчителів до нових умов роботи, ролей і мети, що швидко змінюються. Адже на уроці в комп’ютерному класі вчитель виступає вже не в ролі розповідача, а стає для своїх учнів швидше помічником й інструктором, «… менеджерами з навчання, а учні – їх клієнтами,

як сьогодні ми є клієнтами юристів або професійних консультантів» (Дейвід Керр) [7].

Актуальність проблеми використання інформаційних засобів на уроках фізики полягає в тому, що сучасні досягнення науки та техніки вимагають сучасних уроків, які враховують ці досягнення.

Особливим аргументом використання комп’ютерної підтримки на уроці став великий інтерес учнів до інформатики та їхнє бажання оволодіти навичками роботи з комп’ютером.

Також одне з актуальних завдань сучасної школи — пошук оптимальних шляхів зацікавлення учнів навчанням, підвищення їх розумової активності, спонукання до творчості, виховання школяра як життєво й соціальне компетентної особистості, здатної здійснювати самостійний вибір і приймати відповідальні рішення в різноманітних життєвих ситуаціях, вироблення вмінь практичного і творчого застосування здобутих знань.

Це означає, що вчитель має орієнтуватися на використання таких педагогічних технологій з допомогою яких не просто поповнювалися б знання й уміння з навчального предмета, а й розвивалися такі якості учня, як пізнавальна активність, самостійність, уміння творчо виконувати завдання. Пізнавальна активність свідчить про те, що учень охоче засвоює ту чи іншу інформацію, більше того — має міцно сформовану потребу в якісній пізнавальній діяльності, сильні та стійкі мотиви цієї діяльності.

Отже, потрібно формувати не лише вузьконавчальні, а й широкі пізнавальні мотиви, учень повинен перейти від цікавості (ситуативного інтересу) до зацікавленості.

Високу ефективність має застосування дослідницьких прийомів і методів у навчанні для поглиблення інтересу учнів до пізнавальної та творчої діяльності,

Використання дослідницьких задач та експерименту на уроках фізики і дозволяє, на мій погляд, досягати  цієї мети:   по-перше,  зацікавити учнів   вивченням одного з найскладніших предметів, по – друге, виховувати творчу особистість, по-третє, в часи розвитку нашої держави та соціальних змін навчити кожного школяра знаходити ефективні рішення,  продумуючи  шлях вирішення та результат на декілька кроків вперед, для формування відповідних знань, умінь, навичок і дослідницької позиції в сприйнятті осмисленні й світу.

 

РОЗДІЛ І

ТЕОРЕТИКО-МЕТОДОЛОГІЧНІ ОСНОВИ ДОСЛІДНИЦЬКОЇ ДІЯЛЬНОСТІ НА УРОКАХ ФІЗИКИ

 

1.1Формування дослідницької компетентності учнів.

Аналізу такого феномену як «дослідницька компетентність» присвячені роботи В. Болотова, І. Зимньої, С. Осипової, О. Ушакова, М. Голованя та
інших науковців. З метою орієнтування у визначеннях щодо формування дослідницької компетентності, рекомендуємо керуватися означенням, сформульованим А. Хуторським, який розглядає дослідницьку компетентність як володіння людиною дослідницькою компетенцією, під якою розуміє знання як результат пізнавальної діяльності людини в певній галузі науки, методи та методики дослідження, які вона має опанувати з метою здійснення дослідницької діяльності, а також мотивацію та ціннісні орієнтації дослідника [5].

Формуючи дану компетентність, слід ураховувати, що дослідницька, як і люба інша компетентність, складається з когнітивного, діяльнісного та особистісного компонентів [3]. Когнітивний компонент дослідницької компетентності – це інформаційна системи, яка є сукупністю знань теоретичного та практичного характеру про сутність та етапи наукового методу пізнання; методи теоретичних та практичних досліджень, алгоритми виконання певних дій у процесі застосування методів наукового пошуку. Діяльнісний компонент – комплекс загальнонавчальних та практичних умінь, що складається з інтелектуальних (уміння застосовувати індуктивний та дедуктивний методи пізнання, аналізувати та синтезувати, порівнювати, узагальнювати й систематизувати, моделювати; висувати гіпотези, здійснювати пошук аналогій) та практичних умінь (уміння описувати спостережувані об’єкти; створювати теоретичну модель експерименту, вибирати методику його проведення та прилади для прямих вимірювань, оформляти результати досліджень та формулювати висновки). Особистісний компонент – комплекс мотивів, емоційно-вольових та ціннісних ставлень учнів до дослідницької діяльності; комплекс рефлексивних умінь щодо усвідомлення й оцінювання ходу та результатів самостійної дослідницької діяльності.

Результат формування дослідницької компетентності залежить не лише від форм, методів, які використовує вчитель фізики в організації дослідницької діяльності учнів, а й від засобів навчання, які створюють умови для належного засвоєння компонентів дослідницької компетентності[12].

З метою формування уміння здійснювати дослідження рекомендуємо використовувати дослідницькі задачі з фізики як дидактичні засоби, які надають учням нову інформацію, ознайомлюють їх з методами фізичних досліджень. У процесі їх вирішення необхідно враховувати, що в навчальні дослідження учнів не можна в повному обсязі переносити методи наукових досліджень. Доцільно використовувати задачі творчого характеру, які спрямовані на формування окремих дослідницьких умінь. Це експериментальні задачі, які передбачають:

•      проведення спостереження фізичних явищ, змін фізичних властивостей об’єктів;
•      вибір оптимальних засобів вимірювання;
•      розробку моделі експерименту;
•      формулювання висновків на основі аналізу результатів експериментів (спостережень);
•      застосування методу експериментальних досліджень із залученням декількох або всіх його етапів[1].

Будь-яке експериментальне дослідження неможливе без побудови теоретичної моделі. Тому доцільно пропонувати учням дослідницькі задачі, які вимагають застосування окремих теоретичних методів пізнання. Це задачі, що спрямовані на:

•      здійснення фізичної ідеалізації та створення моделей фізичних явищ;
•      застосування методу аналогій в інтерпретації процесів і об’єктів, які важко уявити;
•      проведення уявного експерименту;
•      формулювання гіпотез та їх доведення на основі умовиводів.

Вчителям фізики потрібно розвивати уміння створювати систему логічно пов’язаних дослідницьких завдань.

Перше завдання у цій системі – це спостереження явища, процесу, яке встановлює факт їх існування. Друге завдання передбачає висунення гіпотез, які виконують роль орієнтирів у постановці експериментальних досліджень. Третє – експериментальні задачі на перевірку гіпотез. Четверте – обгрунтування механізму фізичного явища, процесу[2].

Наприклад, досліджуючи властивості сили Архімеда, послідовність дослідницьких завдань буде такою:

1. Проведіть спостереження показів динамометра, до якого підвішено вантаж, який знаходиться: а) у повітрі; б) занурене у воду.

2. Завдання-гіпотеза: Які чинники можуть впливати на величину сили Архімеда?

3. Виміряйте вагу вантажу, зануреного в різні види рідин.

4. Проведіть вимірювання ваги занурених у воду вантажів, що мають однаковий об’єм та різну масу.

5. Проведіть вимірювання ваги занурених у воду вантажів, що мають однакову масу та різний об’єм.

6. Обгрунтуйте природу сили Архімеда [6].

Ураховувати загальний розвиток учнів та рівень їх підготовленості до дослідницької діяльності, з метою формування когнітивного компоненту дослідницької діяльності в 7 класах, в яких учні починають вивчати фізику, учитель повинен самостійно ставити задачі та демонструвати методи їх розв’язання. У 8-9 класах, з метою формування діяльнісної компоненти, доцільно вчителю формулювати задачі, а учням пропонувати самостійно підібрати методи їх розв’язання. У старшій школі, з метою розвитку дослідницької компетентності, доцільно пропонувати учням самостійно вирішувати дослідницькі завдання.

 

 

 

 

1.2. Можливості інформаційно-комунікаційних технологій у вивченні фізики і проведенні фізичного експерименту.

 

Реформування шкільної освіти має на меті зробити її більш якісною шляхом забезпечення широких можливостей для розвитку, навчання та виховання творчої особистості, в результаті яких вона буде підготовлена до активного, самостійного життя в суспільстві. Таке складне завдання можна вирішити шляхом використання інноваційних технологій навчання, серед яких чільне місце займають мультимедійні технології. Вони відкривають нові, ще недостатньо досліджені можливості вдосконалення навчальної діяльності.

Однією з беззаперечних переваг засобів мультимедіа є можливість розроблення на їх основі інтерактивних комп’ютерних презентацій з фізики.    Презентація – це набір послідовно змінюючих одна одну сторінок – слайдів, на кожній з яких можна розмістити будь-який текст, малюнки, схеми, відео-, аудіо- фрагменти, анімацію, використовуючи при цьому різні елементи оформлення. Вони не вимагають особливої підготовки вчителів й учнів та активно залучають останніх до співпраці[4].

Вже створено ряд комп’ютерних презентацій за допомогою MS PowerPoint з використанням різноманітних ППЗ, рекомендованих Міністерством освіти і науки, та інтернет-ресурсів. Вони являють собою мультимедійні презентації, які складені відповідно до чинної програми з фізики.

На мій погляд, презентація – це зручна конструкція, в якій легко орієнтуватися. Аналіз науково-методичної літератури та періодичних видань показав, що мультимедійні презентації здатні реалізувати багато проблем у процесі навчання, а саме:

 використовувати передові інформаційні технології;

 змінювати форми навчання та види діяльності в межах одного уроку;

 полегшувати підготовку вчителя до уроку та залучати до цього процесу учнів;

 розширювати можливості ілюстративного супроводу уроку, подавати історичні відомості про видатних вчених, тощо;

 реалізувати ігрові методи на уроках;

 здійснювати роботу в малих групах або індивідуальну роботу;

 дають можливість роздруківки плану уроку та внесення в нього заміток та коментарів;

 проводити інтегровані уроки, забезпечуючи посилення міжпредметних зв’язків;

 організовувати інтерактивні форми контролю знань, вмінь та навичок;

 організовувати самостійні, дослідницькі, творчі роботи, проекти, реферати на якісно новому рівні з можливістю виходу в глобальний інформаційний простір.

Отже, на сучасному етапі розвитку шкільної освіти проблема застосування комп’ютерних технологій на уроках фізики набуває дуже великого значення. Комп’ютер з мультимедіа в руках учителя стає дуже ефективним технічним засобом навчання. Одночасно впливаючи на зоровий та слуховий аналізатори він оперативно відповідає на дії користувача, підтримуючи справжній зворотний зв'язок, тобто працює в інтерактивному режимі. Все це дозволяє: вивести сучасний урок на якісно новий рівень:

 підвищувати статус вчителя;

 впроваджувати в навчальний процес інформаційні технології;

 розширювати можливості ілюстративного супроводу уроку;

 використовувати різні форми навчання та види діяльності в межах одного уроку;

 ефективно організовувати контроль знань, вмінь та навичок учнів;

 полегшувати та вдосконалювати розробку творчих робіт, проектів, рефератів.

Проведення уроків при комплексному застосуванні традиційних та мультимедійних технологій забезпечує набуття учнями не тільки глибоких та міцних знань, а й вміння розвивати інтелектуальні, творчі здібності, самостійно набувати нових знань та працювати з різними джерелами інформації.

Важлива можливість використання інформаційних технологій для інтесифікації викладання фізики:

 підвищення ефективності, якості, результативності процесу навчання;

 забезпечення спонукальних стимулів, що зумовлюють активізацію пізнавальної діяльності (комп’ютерна візуалізація навчальної інформації);

 поглиблення міжпредметних зв'язків.

Слід відзначити позитивні моменти використання мультимедійних засобів:

 яскраві образи надовго запам’ятовуються;

 відтворення фізичних процесів;

 керування відображеними на екрані моделями різних об’єктів, явищ, процесів;

 автоматичний контроль (самоконтроль) результатів навчальної діяльності, тестування;

 створення позитивної атмосфери.

Мультимедійні засоби можна використовувати в різних ситуаціях:

 під час вивчення нового матеріалу;

 для узагальнення та систематизації знань;

 для повторення;

 для контролю засвоєного матеріалу;

 семінари, вікторини, позаурочні заходи.

Основною перевагою інформаційних технологій є те, що комп’ютерні демонстрації можуть бути органічною складовою будь-якого уроку та можуть ефективно допомогти вчителеві й учневі. Іншою важливою обставиною є те, що існують такі фізичні процеси або явища, які неможливо спостерігати візуально в лабораторних умовах.

 

 

2.1 Використання дослідницьких задач та експерименту на уроках фізики.

             Сучасна дидактика, виходячи з аналізу фаз творчого циклу, виділяє два типи творчих задач з фізики – дослідницькі та конструкторські. Розв’язання   задач першого типу передбачає побудову учнями абстрактних моделей з теорії фізики для пояснення факту або явища, другого – перехід від абстрактних моделей до нових фактів дійсності за рахунок отримання  реального ефекту по відношенню до цих моделей (законів, формул, графіків  тощо).

Навчальні дослідницькі задачі  можна класифікувати за методами наукового пізнання і дидактичними цілями,що дає можливість виділити конкретні види задач (якісні, розрахункові, графічні тощо).

задача на дослідження відмінностей між моделлю та її реальним прообразом (об’єктом, явищем, процесом);

задачі на дослідження або пояснення відомих фактів та положень за топомогою готових моделей;

задачі на формулювання висновків із спостережень та експериментів;

задачі на перевірку гіпотез;

задачі на розробку моделі експерименту;

задачі на добір засобів вимірювання;

задача на побудову моделі (ідеальної);

задачі на висунення припущень і формулювання гіпотез;

задачі на комплексне застосування методу гіпотез;

задачі на комплексне застосування експериментального методу[8].

Пройшовши тривалий шлях розвитку, шкільний фізичний експеримент перетворився з окремих дослідів на струнку систему навчального експерименту, яка охоплює такі його види:

1) демонстраційні досліди, виконувані вчителем;

2) фронтальні лабораторні роботи;

3) роботи фізичного практикуму;

4) експериментальні задачі;

5) позакласні досліди.

Усі ці види шкільного фізичного експерименту підпорядковані загальній меті навчання і виховання. Проте, крім цієї загальної мети, кожен вид навчального експерименту має більш вузьке цільове призначення, свої особливості в методиці і техніці проведення.

Практична значущість досвіду полягає у застосуванні  дослідницьких задач у навчанні фізиці у загальноосвітній  школі на основі оптимального поєднання традиційних та ІК-технологій з дотриманням загально-дидактичних принципів навчання, спрямованих на удосконалення дослідницьких умінь школярів, що забезпечує їх саморозвиток,  виробляє навички самоаналізу, самоконтролю та самооцінки.

Ефективна організація процесу розв’язання учнями дослідницьких задач неможлива, на мій погляд, без глибокої діагностики та контролю ходу їх діяльності як з боку педагога, так і самими учнями. При цьому сам процес контролю зводиться до порівняння наявного рівня навчальних досягнень школярів із відповідними критеріями. Для реалізації цієї ідеї розроблено для старших класів систему поурочних навчально-діагностичних завдань, які спрямовані на:

1) активізацію самовільного запам’ятовування нової інформації;

2) відтворення наочних та чуттєвих образів, предметів через експеримент;

3) розвиток в учнів інтуїтивного, логічного, образного, абстрактного видів мислення[11].

Крім інформації про рівень засвоєння знань такі діагностичні завдання виконують і навчально-виховну функцію, оскільки суб’єкт навчання пізнає певні реалії дійсності, розвиває пізнавальні здібності, здійснює перевірку власних гіпотез.

 Протягом роботи в школі помітила, що дослідницькі задачі та експеримент є не лише фундаментом навчання фізиці , а й абсолютно новою сферою діяльності дитини у навчанні. Тому добираю такі досліди, які б збуджували в дитині допитливість і бажання відповісти на питання: «Чому це відбувається?»; після деяких уроків даю дітям завдання виготовити фізичні прилади з побутових речей; під час лабораторної роботи учні проводять експерименти за допомогою заводських і паралельно - за допомогою саморобних приладів. Це дає змогу краще засвоїти елементи теорії похибок.

Такий підхід до викладання предмету, коли з окремих фрагментів-дослідів будується ланцюжок учнівських досліджень, можна проілюструвати на прикладі теми: «Починаємо вивчати фізику», з якої починається постановка експерименту при вивчені вимірювальних приладів у 7 класі (додаток 1), де пропонується учням провести такі експериментальні завдання.

 Досліди та експерименти можна використовувати на різних етапах  уроку На уроках вивчення нового матеріалу,експеримент використовую, як створення проблемної ситуації; на уроках закріплення нового матеріалу добираю дослідницькі задачі таким чином, щоб учні могли якомога ближче наблизитися до реального життя; під час лабораторних робіт учням, які краще володіють матеріалом,  пропоную самостійно скласти хід роботи і обрахувати ряд фізичних величин, користуючись стандартним набором приладів; на уроках контролю знань обов’язково включаю завдання творчого характеру, які мають дослідницький зміст.

Приведено приклад одного з уроків-досліджень.

Урок з фізики в 7 класі.

Тема: Сили тертя.

Мета:

• дати учням знання про явище тертя, навчити розпізнавати види тертя; дослідити залежність сили тертя від площі поверхонь дотикання, навантаження, роду поверхонь доточних тіл, ступеня шорсткості поверхонь, що труться, швидкості руху поверхонь; удосконалювати навички вимірювання й зображення сил;
• виховувати активність, самостійність, наполегливість учнів;
• розвивати логічне мислення, експериментальні навички.

Обладнання: аркуш паперу, листок шліфувального паперу, брусок, тягарці – на кожний робочий стіл, кулька, лист скла, пісок, динамометри кулькові та роликові підшипники, різнобарвна квітка, картки із завданням, плакат, висловлювання.

Тип уроку: урок засвоєння нових знань та удосконалення вмінь і навичок.

Вид уроку: урок – наукове дослідження.

 

Хід уроку

І. Вступне слово вчителя

ІІ. Актуалізація опорних знань та активізація розумової діяльності

ІІІ. Мотивація навчальної діяльності та повідомлення завдань уроку.

Учитель.

Герой нашого сьогоднішнього уроку — досить поширене й надзвичайно різноманітне за своєю природою фізичне явище, відоме в науці й техніці. Воно супроводжує нас на кожному кроці й тому стало таким звичним і непомітним.

Одразу ж хочу відмітити його багатогранність та оригінальність.

Воно ніколи не проявляє себе самостійно. Це супутник багатьох оточуючих нас явищ і насамперед такого важливого, як рух тіл. Наше існування так чи інакше пов'язане з рухом по землі, в повітрі й у воді. Тому це явище присутнє всюди, накладаючи свій особливий відбиток на все й відіграючи при цьому інколи корисну, а інколи й шкідливу роль. Вивчивши цей матеріал, ви зможете визначити завдання теми, важливі особисто для вас. Це допоможе нам досягти успіху.

Отже, тема нашого уроку — « Сила тертя». (слайд 1)

Потріть монету об наждачний папір. Що ви відчуєте? (Опір) Це й є тертя. Потріть швидше— монета нагрівається, виділяється тепло. Цей факт відомий людині кам'яного віку. Люди навчились добувати вогонь на зорі нашої цивілізації— це був один з їх найбільших винаходів. Це добре. З іншого боку, нагрівання під час руху в повітрі зараз перетворилось у справжній «кошмар», зокрема для інженерів та конструкторів, які зайняті створенням надшвидкісних літаків і космічних кораблів.

Упевнений, що наш урок допоможе кожному розкрити свої таланти. Вже заради цього варто вчити тему, а ще для того, щоб дізнатися щось нове про це надзвичайно цікаве явище природи, частинкою якої є ми самі.

IV. Засвоєння нових знань

(слайд 2,3) Силу, яка що виникає при відносному переміщенні тіл, що дотикаються, називають силою тертя.

Оскільки сила тертя протидіє руху тіла, то вона завжди спрямована у протилежний від напрямку руху бік. 

Учитєль. Задачі ставило саме життя Люди відчували тертя, перетягуючи волоком гігантські кам'яні глиби, які важили десятки тонн. Вони були необхідні для спорудження пірамід, святилищ; тож люди швидко зрозуміли, що тертя ковзання можна замінити тертям кочення. (слайд 4) Перші катки з успіхом використовували для перетягування статуй богів у Месопотамії, а також для будівництва Стоунхендж — гігантської обсерваторії-святилища, побудованої на території сучасної Англії майже 4 тисячі років тому, приблизно в ІІІ тисячолітті до н. е.

(слайд 5) А за ще більш ранніх часів те, що захоплені вітром і течією колоди не тонули навіть під великим тягарем, навело на думку про плоти, які породили човни, судна, пароплави.

Виснажливе тертя на суші замінили річковим, морським; Отже, є ще один вид тертя — тертя у рідинах і газах. (слайд 6) Таке ніжне середовище, як повітря, має дуже велику гальмівну дію.

V. Груповий експеримент

Учитель. Ви будете здивовані, якщо я скажу, що з тертям протягом століть і тисячоліть було пов'язано немало складних фізичних загадок і парадоксів, частина з яких не розв'язана і до цього часу. Вивченням причин тертя і природи цього явища займались у різні часи та епохи видатні вчені: Аристотель, Леонардо да Вінчі, Галілей, Ньютон, Ейлер, Кулон і багато інших.

В історії фізики відома суперечка, яка продовжувалася 100 років. Я вам пропоную стати арбітрами в цій суперечці, хоча вона вже давно вирішена. Мова піде про те, від чого залежить тертя ковзання.

Усі вчені, які брали участь у цій суперечці, ставили досліди, під час яких вимірювали силу тертя.

Розповідь учителя. (слайд 7)

•           Йшов 1500 рік. Великий італійський художник, скульптор і вчений Леонардо да Вінчі проводив цікаві досліди, чим дивував своїх учнів: він тягав по підлозі то щільно звиту мотузку, то ту саму мотузку на всю довжину. Його цікавило питання: чи залежить сила тертя ковзання від величини площі дотичних поверхонь. Висновок: не залежить. Паралельно він проводив й інші досліди.

А що скажете ви?

(Вивчення особливостей сили тертя здійснюється за допомогою експериментів, які учні виконують групами за робочими столами.)

Учитель. Щоб вам було легше стежити за розв'язанням цього спірного питання, результати досліджень будете заносити в таблицю:

Рік	Ім’я вченого	Залежність сили тертя ковзання
		Від площі поверхонь дотикання	Від матеріалу	Від навантаження	Від швидкості руху поверхонь, що труться	Від ступеня шорсткості поверхонь
1500	Леонардо да Вінчі	Ні	Ні	Так	Ні	Так
1699	Гійом Амонтон	Ні	Ні	Так	Так	Ні
1748	Леонард Ейлер	Ні	Ні	Так	Так	Так
1779	Шарль Кулон	Так	Так	Так	Так	Так
Сьогодні	Учні 7 класу

Експеримент 1. Залежність сили тертя від площі поверхонь дотикання. (слайд 8)

Прилади: динамометр лабораторний, дерев'яний брусок.

Порядок роботи 

1. Покласти брусок на дошку більшою гранню. Виміряти силу тертя ковзання при рівномірному переміщенні бруска.
2. Покласти брусок меншою гранню: Виміряти силу тертя.
3. Порівняти одержані значення сил і зробити висновок.

Експеримент 2. Дослідження залежності сили тертя ковзання від швидкості руху поверхонь, що труться. (слайд 9)

Прилади: дошка дерев'яна, динамометр.

Порядок роботи

1. Покласти на лінійку брусок. Виміряти силу тертя ковзання при рівномірному переміщенні бруска.
2. Збільшити швидкість руху бруска. Виміряти силу тертя.
3. Порівняти одержані значення сил тертя і зробити висновок.

Експеримент 3. Залежність сили тертя від роду поверхонь, що дотикаються (слайд 10)

Прилади: динамометр лабораторний, дерев'яна дошка, аркуш паперу, шліфувальний папір.

 Порядок роботи 

• дерев'яній дошці;
• аркушу паперу;
• шліфувальному папері;

Учитель: (слайд 11) Як показали проведені досдіди, тертя зумовлене нерівностями поверхонь, які дотикаються. Величина, яка характеризує силу опору від тертя між дотичними поверхнями називається коефіцієнтом тертя . Коефіцієнт тертя визначається експериментально.

Матеріали	Коефіцієнт тертя μ
Сталь по льоду	0,02
Сталь по сталі	0,20
Дерево по дереву	0,25
Шкіра по чавуну	0,56
Гума по бетону	0,75

 

 (слайд 12) Ми можемо припустити, що шліфування  поверхонь  мало  б  зменшити силу  тертя. Чи погоджуєтесь ви з цим твердженням?

Після відповідей учнів учитель продовжує: якщо нерівності поверхонь стають співмірними з розмірами атомів чи молекул, тіла мають контакт не окремими виступами – молекули обох тіл взаємодіють між собою по всій поверхні. Тобто сила тертя збільшується. (слайд 13,14) До такого висновку свого часу дійшов видатний французький інженер і фізик Шарль Огюст Кулон.

Давайте продовжимо наші дослідження.

Експеримент 4. (слайд 15) Дослідження залежності сили тертя від навантаження (сили тиску).

Прилади: динамометр, дерев'яна лінійка, брусок, тягарці.

Порядок роботи .

1. Покласти на лінійку брусок. Виміряти силу тертя ковзання.

2. Покласти на брусок один тягарець. Виміряти силу тертя.
3. Покласти два тягарці й виміряти силу тертя ковзання.
4. Дати відповідь на питання: «Чи залежить сила тертя ковзання від сили тиску (навантаження)?»

(слайд 16) Чим більша сила притискає тіло до поверхні, тим більшою є сила тертя.

F_тер. = μmg    (слайд 22)

Експеримент 5. (слайд 17) Дослідження сили тертя кочення.

Прилади: динамометр, дерев'яна лінійка, брусок, олівці.

Порядок роботи 

1. Виміряти силу тертя ковзання дерев’яного бруска по дерев’яній поверхні.

2. Підкласти під брусок олівці і виміряти силу тертя кочення.

3. Зробити відповідні висновки.

VI. Узагальнення знань

Учитель: Провівши ці досліди, ми довідалися, що існують два види тертя - тертя ковзання і тертя кочення. Але існує що один різновид тертя - це тертя спокою. (слайд 18)

Сила тертя спокою виникає при спробі зрушити одне з дотичних тіл щодо іншого й тому перешкоджає руху тіл одне щодо одного.

Сила тертя спокою не може перевищувати «граничну» величину, що називається максимальною силою тертя спокою.

Максимальна сила тертя спокою трохи більше сили тертя ковзання, однак у багатьох задачах для спрощення ці сили вважають рівними.

(слайд 19)

Способи зміни сили тертя.

(слайд 20) Два найголовніших винаходи — колесо й добування вогню — пов’язані саме із прагненням зменшити й збільшити ефекти тертя. Тертя може бути корисним і шкідливим. Коли воно корисне, його намагаються збільшити, коли шкідливе, - зменшити.

Зменшення тертя:

• Заміна тертя ковзання тертям кочення; (слайд 21)
• Використання мастильних матеріалів. (слайд 22)

Збільшення тертя:

• Підбір матеріалів з великим коефіцієнтом тертя; (слайд 23)
• Збільшення нерівностей дотичних поверхонь.

 

Запитання до учнів:

1.                         Наведіть приклади, які свідчать, що тертя може бути корисним?
2.                         Наведіть приклади, які свідчать, що тертя може бути шкідливим?
3.                         Якої шкоди завдає тертя машинам, верстатам?
4.                         Які є способи збільшення і зменшення тертя?

VIІ. Розв’язування задач

1. (слайд 24) Брусок масою 2 кг тягнуть по горизонтальному столу, прикладаючи горизонтальну силу 6Н. При цьому брусок рухається з постійною швидкістю. Який коефіцієнт тертя між бруском і столом?

2. (слайд 25) Брусок тягнуть по столу, прикладаючи горизонтальну силу 1Н. Яка маса бруска, якщо він рухається рівномірно й коефіцієнт тертя між бруском і столом дорівнює 0,2?

VIII. Підсумок уроку.

1.     Коли виникає сила тертя ковзання? Як вона спрямована?
2.     У чому полягають причини виникнення сили тертя ковзання?
3.     Коли виникає сила тертя спокою? Як вона спрямована?
4.     Яка головна особливість сили тертя кочення? Де і як використовують цю особливість?
5.     Які ви знаєте способи збільшення й зменшення сили тертя? Наведіть приклади використання цих способів.

Оцінки за урок. Виставляються і коментуються учням в групах. Оголошуються оцінки за індивідуальну роботу за картками.

На дошці вазон з вашими зернятами. А чи справдились ваші сподівання на уроці?  У кого вони справдилися, на стебла у вазоні прикріпіть ці яскраві квіти, що ніби проросли з ваших зернят-сподівань.

VIII. Домашнє завдання.

 

Презентацію до розробленого уроку можна переглянути за посиланням: https://drive.google.com/drive/folders/1-Z0jO3-Dv1iy6z6wzHNdnsato5DytZ3D

 

 

 

 

2.2 Форми інформаційно-комунікаційних технологій на уроках фізики як засіб підвищення пізнавальної діяльності учнів

 

Сучасний учитель займається різними видами професійної діяльності: викладацькою, виховною, науковою, методичною, управлінською. Залежно від того або іншого виду діяльності існують різні можливості використовувати комп’ютерні або інформаційні технології, що дають можливість отримувати, передавати, систематизувати, обробляти інформацію, а також здійснювати комунікацію між колегами, учнями, їх батьками і так далі.

Із збільшенням кількості комп’ютерів в школах зростає їх роль як ефективного засобу підвищення результативності навчання при застосуванні їх як нового засобу навчання. При цьому комп’ютер може бути використаний і для автоматизації робочого місця вчителя (АРМ учителя) і як засіб навчання тих, хто вчиться. Його застосування дозволяє підвищити інтелектуальний рівень учнів і полегшує вирішення практичних задач. Він може бути використаний як:

 

 інформаційна система, що допомагає вирішувати різні питання;

 джерело інформації для розробки творчих проектів;

 для суттєвого розширення наочності навчання;

 оперативного контролю за засвоєнням знань і умінь.

 

Застосування комп’ютерів як засобу навчання підвищує мотивацію навчання за рахунок інтересу учнів до діяльності, пов’язаної з комп’ютером.

Щоб іти в ногу з часом, учитель повинен володіти основами інформаційних технологій, мати уявлення про найбільш поширену в даний час операційну систему Windows, уміти працювати в поширених комп’ютерних програмах, зокрема, Microsoft Word, Ехсеl, РоwerPoint і низкою інших спеціалізованих програм, пов’язаних з предметною діяльністю вчителя, користуватися Інтернетом, а також уміти використовувати знання учнів про комп’ютер, котрі останні отримують на уроках інформатики. На допомогу вчителю фізики, астрономії для організації занять за допомогою комп’ютера сьогодні випускається безліч навчальних програм, рекомендованих Міністерством освіти і науки, Інтернет[9].

Виділимо основні напрями застосування комп’ютерної техніки на уроках фізики і астрономії:

 підготовка друкованих роздаткових матеріалів (контрольні, самостійні роботи, дидактичні картки для індивідуальної роботи);

 мультимедійний супровід пояснення нового матеріалу (презентації, аудіо-, відеозаписи реальних лекцій, навчальні відеоролики, комп’ютерні моделі фізичних експериментів);

 інтерактивне навчання в індивідуальному режимі;

 проведення комп’ютерних лабораторних робіт;

 обробка учнями експериментальних даних (побудова таблиць, графіків, створення звітів);

 контроль рівня знань з використанням тестових завдань;

 використання на уроках і при підготовці до них інтернет-ресурсів.

Причин комп’ютеризації навчання фізиці та астрономії можна назвати багато. У мережі є багато програмних продуктів, які учителі-предметники можуть використати під час проведення уроків із застосуванням нових інформаційних технологій. Подібні уроки дозволяють підвищити інтерес до вивчення предметів природничо-математичного циклу, активізувати їх пізнавальну діяльність, сприяють формуванню наукового світогляду[10].

У школі комп’ютер повинен використовуватися практично на кожному уроці фізики та астрономії:

 при поясненні нового матеріалу (комп’ютерні демонстрації досліджуваних фізичних явищ);

 при розв’язуванні завдань (електронні розв’зники);

 при проведенні лабораторних робіт (віртуальних фізичних лабораторій);

 під час перевірки знань учнів.

Крім готових програмних засобів повинні використовуватися й власні методичні розробки, наприклад, презентації, які сприяють розвитку інтересу до предмету і розширюють знання учнів з даної теми.

ВИСНОВКИ

 

1. Інформаційні засоби потрібно використовувати як комп’ютерну підтримку уроку в поєднанні з класичними методами навчання основам фізики.
2. Використання інформаційних технологій дає можливість:

а) здійснювати експериментально-дослідницьку діяльність (комп’ютерне моделювання);

б) формувати інформаційну культуру, уміння обробляти інформацію;

в) розвивати мислення;

г) готувати учнів до майбутньої професійної діяльності.

3. Систематичне використання домашніх експериментальних завдань у навчально-виховному процесі на уроках фізики дозволяє активізувати пізнавальну діяльність, формувати узагальнені експериментальні уміння учнів, розвивати їх творчі тадослідницькі здібності, підвищувати емоційно-естетичний аспект вивчення фізики учнями.
4. При виконані фізичних досліджень помітно, що активність роботи учнів на уроці збільшилась, адже учні жваво виконували поставлені завдання, обговорювали отримані дані. Обладнання, яке використовувалось, незважаючи на простоту і розповсюдженість, викликало в учнів інтерес і спонукало до пошуку відповідей на поставлені запитання.
5. Інформаційно-комунікаційні технології дають змогу створити нові елементи методики для стимулювання учнів до пізнавальної діяльності та формування в них дослідницької компетентності на всіх етапах навчання фізики.

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

 

1. Використання інформаційних технологій на уроках фізики. //Бібліотека журналу Фізика в школах України. – Основа, 2007, 200ст.

2. Використання інформаційних технологій на уроках фізики в основній школі. //Інтернет ресурси.

3. Єрмакова Н. О. Розвиток предметної компетентності учнів основної і старшої школи у процесі навчальної практики з фізики: автореф. дис. на здобуття наук. ступеня канд. пед. наук: спуц. 13.00.02 «Теорія та методика навчання (фізика) / Н. О. Єрмакова – Кіровоград, 2012. – 20 с.

4. Савгира С.М. Використання ІКТ на уроках фізики. //Фізика в школах України. – Основа, 2010, №18, 40ст.

5. Хуторской А. В. Ключевые компетенции как компонент личностно-ориентированной парадигмы образования / А. В. Хуторской // Народное образование. – 2003. – № 2. – С. 55-61.

6. Рибалко А. В. Методологічний підхід до класифікації дослідницьких задач за їх дидактичними цілями [Електронний ресурс]. – Режим доступу: http://studentam.net.ua/content/view/7749/99/

7. Наволокова Н.П., Андрєєва В.М. Практична педагогіка для вчителя. //Основа, Х.:, 2009, 120ст.

8. Анциферов Л.И. Самодельные приборы для физического практикума в средней школе. Пособие для учителя. / Л.И. Анциферов. – М.: Просвещение, 1985. – 128с.

9. Лозова В.І. Пізнавальна активність школярів. / Лозова В.І. – Харків: Основа, 1990.–88 с.

10. Машбиц Е.И. Психологические основы управления учебной деятельностью. / Е.И. Машбиц. – Киев, 1987. – 223 с.

11. Покровский С.Ф. Опыты и наблюдения в домашних заданиях по физике: Пособие для учителей. / С.Ф. Покровский. – М.: Академия педагогических наук, 1951. – 216 с.

12. Петрова Е.Б. Роль учебного эксперимента при профильном обучении / Е.Б. Петрова// Физика в школе, 2009. – № 6. – С. 39-44.

Додаток 1

Виготовлення приладів

1.   Виготовити терези, використовуючи монети радянських часів.
2.   Виготовити з пластикових шприців водяний годинник і проградуювати його.
3. Виготовити мензурку з одноразових шприців.
4. Виготовлення сполучених посудин з пластикових пляшок.

 

Домашні лабораторні роботи

1. Виразити власні крок, п’ядь, аршин, сажень у метрах; провести вимірювання за допомогою цих одиниць довжини; оцінити точність цих вимірювань. Визначити середню швидкість власного руху, побудувати графіки руху.

2. Визначити об’єм краплі, чайної ложки, соломинки для коктейлів.

3. Визначити масу і густину картоплі, мила, пластиліну.

4. Визначити об’єм аркуша паперу, канцелярської скріпки, нитки.

5. Визначити масу гвіздка, захованого у пластиліні.

6. Розрахунок власної потужності рід час пійому на другий поверх школи.