Проект «Вимірюємо, обчислюємо, досліджуємо»

Проект «Вимірюємо, обчислюємо, досліджуємо»

Керівник проекту: Дутчак І.І., вчитель фізики та інформатики Кам’янського ліцею Сторожинецького району, Чернівецької області.

Тип проекту: інформаційно-пошуковий, дослідницький.

Учасники проекту: учні 10 класу Кам’янського ліцею.

Проблема:Чи можна під час проведення фізичного практикуму навчитиучнів творчо підходити до дослідницької роботи,  використовувати ІКТ,забезпечити політехнічну спрямованість навчання, показати, що закони, які вивчаються у фізиці є відображенням реальної дійсності.

Цілі проекту:

•                 Зібрати інформацію про силу поверхневого натягу, причини її виникнення;
•                 Ознайомитися з існуючими методами визначення коефіцієнта поверхневого натягу;
•                 Відпрацювати методику експериментального визначення коефіцієнта поверхневого натягу та дослідним шляхом знайти значення поверхневого натягу рідини;
•                 Встановити від яких факторів залежить поверхневий натяг рідини;
•                  Сформувати вміння встановлювати причинно-наслідкові зв’язки.

Завдання проекту

•                 Організація інформаційно-пошукової роботи учнів з означеної проблеми.
•                 Проведення презентації проекту у формі  семінару за такими питаннями:

1.               Поверхневий натяг рідини.
2.               Практична робота «Визначення коефіцієнта поверхневого натягу рідини».
3.               Роль змочування в природі, техніці, побуті.
4.               «Домашня лабораторія».

І. Актуалізація проблеми

Серед різноманітних форм навчання, що забезпечують всебічний розвитокучнів, формують стійку мотивацію до навчання особливо велике значення мають роботилабораторного практикуму з фізики.У процесі проведення фізичного практикуму учням необхідно навчитися творчо підходити до дослідницької роботи, правильновибирати методику експерименту, вимірювальні прилади, дотримуватись правил техніки безпеки, представляти результати дослідження, обчислювати похибкивимірювання, формулювати висновки. Саме такі завдання визначає державний освітній стандарт.

ІІ. Етапи реалізації проблеми

Діагностико-концептуальний

1.               Створення і визначення функцій пошукових груп.
2.               Розподіл доручень між керівниками та учасниками проекту.
3.               Пошук джерел інформації з даної теми.

Організаційний

1.      Збір матеріалів із різних джерел інформації із зазначеної теми.

2.      Систематизація та оформлення зібраного матеріалу.

Практичний

1.               Проведення презентації проекту у формі семінару:

1. виконання роботи “Визначення коефіцієнта поверхневого натягу води”
2. Роль змочування в природі, техніці, побуті.
3.  «Домашня лабораторія».
4. Підсумки.

2.               Створення комп’ютерної презентації проекту.
3.               Матеріали проекту розмістити на сайті школи та висвітлити в освітянській пресі.

ІІІ. Очікувані результати

•                 Формування знань про властивості рідин, вмінь дослідницької роботи з використанням лабораторного обладнання, обчислювальних навичок.
•                 Формування вмінь оцінювати роль і практичне значення явища змочування рідиною інших тіл у природі, техніці, побуті.
•                 Удосконалення вміння орієнтуватися в інформаційному просторі та аналізувати отриману інформацію.
•                 Створення інформаційних та ілюстративних матеріалів.
•                 Розвиток життєвих компетентностей учнів.
•                 Розробкарекомендацій.

Семінар

1. Вступне слово вчителя.
2. Поверхневий натяг рідини.
3. Визначеннякоефіцієнта поверхневого натягу рідини.
4. Роль змочування в природі, техніці, побуті.

• «Їду, їду нема сліду»
• «Ефект лотоса»
• «Флотація»
• Це цікаво і корисно знати:

• Розбитий ртутний термометр називають катастрофою
• Способи виведення жирних плям

5.  «Домашня лабораторія».

• «Танок нитки в мильній плівці»
• Секрети пензлика
• «Непроникна тканина»
• «Клякса»
• «Потоне чи не потоне?»
• «Капілярні явища у побуті»
• «Блукаюча крапля» (дослід Плато)
• «Ціна поверхневого натягу = … монет»

6. Підсумки

Вступне слово вчителя

•                 Потужним активізуючим фактором усіх когнітивних процесів: мислення, уваги, сприймання,пам’яті,стимулятором пізнавального інтересу як одного з найсильніших позитивних мотивів навчання. виступає фізичний експеримент. Жодна робота не обходиться без обчислення вимірюваних величин та їх похибок. Ми представляємо проект«Вимірюємо, обчислюємо, досліджуємо».Метою проекту було навчитиучнів під час проведення фізичного практикуму творчо підходити до дослідницької роботи, правильновибирати методику експерименту, вимірювальні прилади,дотримуватись правил техніки безпеки, представляти результати дослідження, обчислювати похибкивимірювання,удосконалювати вміння використовувати комп’ютерні програми для обчислень, орієнтуватися в інформаційному просторі та аналізувати отриману інформацію,

навчитись створювати та презентувати  інформаційні та ілюстративні матеріали за допомогою мультимедійного комплексу, розробляти рекомендації щодо обробки результатів роботи в електронному варіанті.

Поверхневий натяг рідини.

Скорочення поверхні рідини під впливом притягання її молекул відбувається так, ніби вздовж поверхні діє сила, яка спричиняє її скорочення.Цю силу називають силою поверхневого натягу. Досліди показують, що відношення сили поверхневого натягу до довжини лінії, яка обмежує вільну поверхню рідини є сталою величиною і називається коефіцієнтом поверхневого натягу.

У нашій роботі поверхневий натяг води визначається за відриванням крапель.За повільного витікання рідини з тонкої вертикальної трубки на її кінці утворюється крапля. На краплю діють сила тяжіння, напрямлена вертикально вниз, і сила поверхневого натягу, яка діє вздовж шийки краплі, напрямлена вертикально вгору й перешкоджає відриву краплі.   Відрив краплі відбудеться за умови:

Де m_о – маса однієї краплі в момент відриву, d – внутрішній діаметр трубки, σ.- поверхневий натяг рідини.

Масу краплі можна визначити за формулою:

Де V – об’єм рідини, що витекла, N – кількість крапель ρ – густина рідини.

Отже, вимірявши внутрішній діаметрd трубки й порахувавши кількість крапельN, які утворюються за витікання досліджуваної рідини об’ємомV, можна обчислити значення поверхневого натягу рідини:

1.               Визначення поверхневого натягу рідини.

На початку практичної роботи проводиться інструктаж з безпеки життєдіяльності.

інструкція

з безпеки життєдіяльності

 лабораторного практикуму у 10 класі до роботи

Визначення коефіцієнта поверхневого натягу рідини

І. Загальні положення

• Перебувати учням у приміщенні кабінету (лабораторії) фізики і в лаборантській дозволяється лише в присутності вчителя фізики або лаборанта.

1.2. Будьте уважні  й дисципліновані, точно виконуйте вказівки вчителя.

1.3. Не починайте виконувати роботу без дозволу вчителя.

ІІ. Вимоги безпеки перед початком роботи

1. Ознайомтеся з описом роботи і продумайте хід її виконання.
2. Приберіть все зайве зі столу.
3. Розміщуйте обладнання і прилади на робочому місці так, щоб уникнути їх падіння.

III. Вимоги безпеки під час виконання роботи

3.1Закріплюйте скляний посуд в лапці штатива за допомогою клаптика картону.

3.2.Користуйтеся мензурками, трубками, пробірками, що мають оплавлені краї.

3.3Забороняється пробувати на смак рідини, які використовуються в дослідах.

3.4.Забороняється збирати осколки хімічного скла голими руками.

3.5.Не приступайте до виконання роботи без дозволу вчителя.

IV. Вимоги безпеки після закінчення роботи

1. Складіть обладнання так, як воно було складено до початку роботи.
2. При потребі витріть стіл чистою ганчіркою.

V. Вимоги безпеки в аварійних ситуаціях

5.1. При виявленні несправностей чи інших дефектів у приладах чи установках необхідно припинити роботу і повідомити про це учителя.

5.2. При отриманні травм припинити роботу і звернутися до вчителя.

Роботу виконують 3 групи учнів за однаковою інструкцією, але з різною рідиною (1 група з водою, 2 – з водою з домішками, 3 – теплою водою).

Обчислення учні виконують на комп’ютері попередньо ввівши формули та таблиці. По закінченню роботи учні оформляють звіт та захист роботи.

Тема: Визначення коефіцієнта поверхневого натягу рідини.

Мета: Визначити коефіцієнт поверхневого натягу рідини. Встановити від яких факторів залежить коефіцієнт поверхневого натягу рідини.

Обладнання: піпетка, посудина з рідиною, голка, штангенциркуль, посудина для рідини, важільні терези.

Хід роботи

1. За допомогою штангенциркуля та голки виміряйте діаметр отвору піпетки.
2. Виміряйте масу порожньої посудини m_пос.
3. Піпеткою накапайте до пробірки 100 крапель води.
4. Виміряйте масу пробірки з водоюm_заг. й обчисліть масу всіх крапель М.
5. Повторіть дослід ще двічі для іншої кількості крапель.
6. Обчислітькоефіцієнт поверхневого натягу води.

7.Обчисліть середнє значення поверхневого натягу води

.

8.Результати вимірювань та обчислень занесіть до таблиці 1.

9.Обчисліть відносну та абсолютну похибки експерименту. Для цього порівняйте обчислене значення поверхневого натягу води з табличним.

10.Результати обчислень занесіть до таблиці 2.

11.Зробіть висновки, у яких вкажіть, яку фізичну величину ви досліджували. Який одержали результат, порівняйте його з табличним значенням, обчисліть абсолютну та відносну похибки. Поясніть чому виникли розбіжності між отриманим і табличним значенням. Зазначте від яких факторів залежить коефіцієнт поверхневого натягу рідини.

Контрольні запитання

1.               У чому полягає причина поверхневого натягу?
2.               Запишіть формулу для визначення поверхневого натягу рідини, якщо відомі сила поверхневого натягу та довжина контуру, перпендикулярно до якого діє ця сила.
3.               Від яких факторів залежить поверхневий натяг рідини?
4.               Навести приклади дії сил поверхневого тнатягу.

Роль змочування в природі, техніці, побуті.

• «Їду, їду нема сліду»
• «Ефект лотоса»
• «Флотація»
• Це цікаво і корисно знати:

• Розбитий ртутний термометр називають катастрофою
• Способи виведення жирних плям

«Домашня лабораторія».

Демонстрація дослідів учнями з поясненням фізичної суті спостережуваних явищ.

• «Танок нитки в мильній плівці»
• Секрети пензлика
• «Непроникна тканина»
• «Клякса»
•  «Потоне чи не потоне?»
• «Капілярні явища у побуті»
• «Блукаюча крапля» (дослід Плато)
•  «Ціна поверхневого натягу = … монет»

Підсумки

Під час роботи над проектом школярі

•                 навчились творчо підходити до дослідницької роботи, правильновибирати методику експерименту, вимірювальні прилади, дотримуватись правил техніки безпеки, представляти результати дослідження, обчислювати похибкивимірювання, формулювати висновки;
•                 удосконалили вміння використовувати комп’ютерні програми для обчислень, орієнтуватися в інформаційному просторі та аналізувати отриману інформацію;
•                 навчились створювати та презентувати  інформаційні та ілюстративні матеріали за допомогою мультимедійного комплексу;
•                 розробили рекомендації щодо обробки результатів роботи в електронному варіанті;
•                 формували та розвивали свої життєві компетентності;
•                 переконалися в тому, що політехнічна спрямованість навчання показує, що закони, які вивчаються у фізиці є відображенням реальної дійсності.

Рекомендації щодо використання ІКТ

з метою забезпечення політехнічної спрямованості навчання:

• Використовувати  широкі можливостікомп’ютерноїмережі для пошуку інформації.
• Опрацьовувати отримані дані експерименту за допомогою комп’ютера з програмним засобом для опрацювання електронних таблиць, наприклад MicrosoftExcel, що дає економію робочого часу.
• Зберігати дані у окремому файлі або при наявності принтера роздрукувати таблицю чи графік.
• Представити проект у вигляді презентацій з використанням програми Microsoft Office PowerPoint.