Урок "Лабораторна робота. Перевірка законів послідовного та паралельного з'єднання провідників"

Урок фізики «Лабораторна робота. Перевірка законів послідовного та паралельного з’єднання провідників»

Анотація

Урок призначений для проведення у рамках змішаного та дистанційного навчання. З огляду на протиепідемічні обмеження, викладач (у ПТО чи вчитель у школі) змушений знаходити нові шляхи виконання навчальної програми, насамперед у її практичній частині, адже не завжди на дистанційному навчанні учні мають доступ до необхідного обладнання. Одним із таких шляхів є використання симуляцій з ресурсу PhET.

Даний ресурс містить симуляції та віртуальні лабораторії із природничих предметів та математики. Може бути використаний для самостійного виконання учнями роботи дистанційно, для демонстрації та моделювання фізичних процесів на уроці. Зручний у роботі з інтерактивною дошкою. Додатковими перевагами використання ресурсу є інтуїтивно зрозумілий інтерфейс та занурення учнів під час роботи у звичну і дружню для них атмосферу комп’ютерної гри.

Розробка уроку передбачає дистанційну взаємодію з учнями, синхронну (онлайн) та асинхронну (самостійна робота) частину. Під час безпосереднього спілкування учнів з викладачем реалізується підготовка до роботи, перевірка і корекція їх знань з теми, пояснення ходу досліду. У рамках самостійної роботи учні здійснюють вимірювання, виконують обчислення, роблять висновки. Звіт про виконання надається через обраний ресурс для дистанційного навчання.

Незначна корекція конспекту уроку дозволить використати його як для проведення уроку в навчальній аудиторії, так і у якості інструкції для повністю асинхронного заняття.

Зміст роботи.

Тема уроку: Лабораторна робота. Перевірка законів послідовного та паралельного з’єднання провідників.

Цілі уроку

Навчальні: повторення і закріплення знань про паралельне і послідовне з’єднання провідників; формування вміння складати коло, вимірювати і обчислювати характеристики електричного кола, користуватися схемою електричного кола.

Розвивальні: розвиток експериментальних умінь, навичок дій за алгоритмом; формування навичок використання електронних симуляцій для побудови моделей реальних об’єктів.

Виховні: виховання акуратності, ретельності при виконанні завдання; виховання уважного ставлення до безпеки діяльності.

Формування компетентностей:

• спілкування державною мовою (спілкуватися за проблематикою предмету сучасною науковою мовою з використанням усталених фізичних термінів та понять);
• математична компетентність (застосовувати математичний апарат для розв’язування фізичних задач, обґрунтування та доведення тверджень; опрацювання, інтерпретації, оцінювання результатів експериментів і спостережень);
• основні компетентності у природничих науках і технологіях (розуміти принцип дії та будову сучасної техніки, приладів та обладнання на основі фізичних знань);
• інформаційно-цифрова компетентність (працювати з віртуальними лабораторіями, програмами-симуляторами).

Тип уроку: урок засвоєння навичок і вмінь.

Місце уроку в системі уроків розділу: Розділ «Електродинаміка», 8 урок. Урок проводиться після вивчення тем «Електричний струм. Електричне коло. Закон Ома для повного кола. Засоби та заходи безпеки…».

Основні терміни і поняття: електричний струм, опір, напруга, сила струму, паралельне і послідовне з’єднання провідників, схема електричного кола, елементи електричного кола (вимірювальні прилади, реостат, резистор, ключ).

Наочність: мультимедійна презентація Рower Рoint, симуляція PhET.

Обладнання: пристрій з доступом до  Internet, можливістю читання файлів, Мicrosoft Word, РowerРoint; Сиротюк В. Д. Фізика і астрономія (рівень стандарту, за навч. програмою авт. кол. під керівництвом Ляшенка О. І.) : підруч. для 11-гокл. закл. заг. серед. освіти  / Володимир Сиротюк, Юрій Мирошніченко. – Київ : Генеза, 2019.; підготовлений бланк звіту для л.р.

Форми роботи: розповідь викладача, бесіда, фронтальне усне опитування, самостійне моделювання досліду і обробка результатів, тестування.

Хід уроку.

І. Організаційний етап.

Слайд 1

Доброго дня, шановні учні.

Чи всі увійшли до нашої конференц-зали? Чи всі озброїлися добрим настроєм? Посміхніться своєму зображенню на моніторі і пам’ятайте: ви найкращі.

Слайд 2.

Давайте відновимо у пам’яті правила роботи під час онлайн-конференції.

1. Увійди під власним ім’ям.
2. Увімкни камеру, вимкни мікрофон.
3. Перевір фон: нічого особистого.
4. Вмикай мікрофон, коли тебе запитують.
5. Коли хочеш сказати: підніми руку, увімкни мікрофон, назовися.
6. Будь ввічливим у чаті, не флуди.
7. Слухай уважно, висловлюйся чітко.

Перевірте готовність робочого місця до уроку. Ми домовлялися, що сьогодні для роботи нам знадобиться: підручник, зошит, робочий аркуш уроку із підготовленим звітом про лабораторну роботу. Робочий аркуш можна було роздрукувати, можна записати у зошиті, але власні записи у ньому робити обов’язково.

Сядьте вільно, зручно. Не близько до екрану. Чи ніщо не заважає вам робити записи у зошиті?

ІІ. Перевірка домашнього завдання

На попередньому уроці учні отримали домашнє завдання за матеріалами уроку та для підготовки до лабораторної роботи: повторити §5-8 (електричний струм, закон Ома, паралельне і послідовне з’єднання провідників, заходи безпеки…). Перша частина домашнього завдання (за попереднім уроком) перевірена викладачем за допомогою ресурсу для асинхронного навчання. Друга частина перевіряється на занятті онлайн  у формі усного опитування.

Бланки для звіту про лабораторну роботу учні готують заздалегідь з метою економії часу на занятті онлайн. Викладач може перевірити їх наявність, попросивши показати на камеру (таким чином здійснити детальну перевірку неможливо, але швидкий огляд записів на кожному уроці дисциплінує учнів і не займає багато часу).

ІІІ. Повідомлення теми і мети заняття. Мотивація до навчання. Бесіда. Історична довідка

До сьогодні ми поглибили знання про електричний струм, електричне коло, закон Ома для ділянки кола, вивчили закон Ома для повного кола, детально розглянули заходи безпеки під час роботи зі струмом.

Слайд 3.

Зараз уявити життя людини без електричного струму неможливо, як і неможливо уявити фізику без закону Ома, що навіть відображено у фолькльорі: «Не знаєш закон Ома – сиди дома». Але шлях до визнання Георга Ома як фізика був нелегким. Походячи із незаможної сім’ї юний Георг під керівництвом батька підготувався до вступу до університету. Але навчанню завадила нестача коштів. Георг Ом подався у вчителі, викладав при цьому латину і грецьку мову (що ще раз підтверджує думку про те, що заняття математикою розвивають розумові здібності і дозволяють людині опанувати багатьма науками). Проте саме за математику Георг Ом і постраждав. 1826 року Георг Ом опублікував статтю про залежність між напругою, силою струму та опором і навів математичні обгрунтування своїх висновків. Георг Ом був звільнений з посади шкільного вчителя за особистою вказівкою міністра освіти. На той час в освітній і науковій верхівці Німеччини вважалося, що пізнати фізику можна тільки роздумами, а математика принижує цю науку про природу. Період безробіття пройшов для Ома вельми плідно: він зайнявся самоосвітою і через деякий час випустив ряд блискучих праць з електрики, акустики, кристалооптики, в яких широко застосовувалися математичні формули. Він ввів поняття: “електрорушійна сила”, “падіння напруги”, “провідність” та інші. У 1839 році, через 13 років після його вигнання зі школи, Георг Ом став членом-кореспондентом Берлінської Академії наук.

Слайд 4.

Сьогодні ми, озброївшись сучасними знаннями з фізики і математики, перевіримо виконання закону Ома. Тема уроку: лабораторна робота «Перевірка закону Ома для послідовного і паралельного з’єднання провідників». У ході уроку ми маємо вчитися складати електричні кола, читати схеми, користуватися електровимірювальними приладами.

Оскільки заняття проводиться дистанційно за допомогою комп’ютерних технологій, то і досліди виконуємо також віртуально за допомогою симуляції. Така роботи не буде для вас новою: кожного разу, вмикаючи електроприлад, ви вносите зміни у електричне коло. А віртуальна лабораторія вельми нагадує комп’ютерну гру.

ІV. Актуалізація знань. Фронтальне усне опитування

Перш ніж розпочати виконання роботи переконаємося, що ви добре володієте теоретичним матеріалом з теми.

На питання можете відповідати вголос, можете писати швидко відповідь у чаті. (Презентація налаштована так, щоб відповідь на питання з’являлася лише за командою викладача)

Слайд 5-13.

• Що називають електричним струмом?
• Які умови існування струму?
• Що називають силою струму?
• Сформулюйте закон Ома для ділянки кола.
• Пригадайте умовні позначення елементів електричного кола на схемі.
• Укажіть на малюнку послідовне та паралельне з’єднання провідників. Як розподіляється напруга, опір і сила струму у кожному випадку?

V. Підготовка до експерименту. Інструктаж з техніки безпеки. Бесіда.

Не дивлячись на те, що роботу ми виконуємо у віртуальній лабораторії, правила техніки безпеки розглянемо реальні. Також ознайомимося зі справжніми приладами, що вмикаються у коло в ході роботи.

Слайд 14.

Іструктаж з техніки безпеки.

Розглянемо прилади, які використовуються у роботі та правила їх вмикання у коло.

Слайд 15-17.

Дайте відповідь на питання щодо кожного фото:

• Який прилад зображено?
• Для чого він призначений?
• Які існують правила і обмеження при вмиканні його у коло?

Слайд 18-21.

Розглянемо складене коло для вимірювання сили струму і напруги при паралельному і послідовному з’єднанні провідників.

Запам’ятайте схему вмикання приладів. За такою схемою будемо складати коло у симуляції.

Фізкульт-хвилинка.

1. Нахиліть голову вправо, вліво, вперед, назад. Зробіть колові рухи 3 рази.
2. Встаньте. Потягніться. Зробіть колові рухи тулубом 3 рази, тазом 3 рази.
3. Підніміть погляд вгору ліворуч, опустіть вниз праворуч, вгору праворуч, вниз ліворуч – опишіть лемніскату поглядом 3 рази.
4. Міцно зажмуртеся. Помасуйте легенько очі пальцями.
5. Переведіть погляд з монітора на віддалений предмет за вікном, назад на монітор. Повторіть 3 рази.
6. Посміхніться та продовжуйте роботу.

Віртуальна симуляція. Розповідь викладача

Посилання https://phet.colorado.edu/sims/html/circuit-construction-kit-dc-virtual-lab/latest/circuit-construction-kit-dc-virtual-lab_uk.html  для самостійної роботи. Під час уроку викладач демонструє вкладку із сайтом у режимі презентації.

1. Набір електричних приладів.
2. Перемикання «малюнок-схема».
3. Можна встановити: показ напрямку струму та силових ліній електричного поля; підписи до приладів; показ числових значень напруги, опору, сили струму на елементі кола.
4. Електровимірювальні прилади.
5. Можна встановити опір джерела струму і з’єднувальних проводів (для даної роботи залишаємо незначним).

Щоб скласти коло захоплюємо «мишею» потрібне зображення і, утримуючи його, пересуваємо у потрібне місце так, щоб співпадали контакти елемента та кінці проводів. Щоб встановити характеристики приладу – треба виділити його і скористатися повзунком чи стрілочками у вікні, що відкриється нижче. Щоб видалити елемент, треба виділити з’єднання і натиснути на ножиці.

Амперметр включається в коло як інші елементи, а вольтметр приєднується за допомогою щупа. Довжину проводів можна змінювати.

  Загальний вигляд схеми у симуляторі.

  Роз’єднання контакту.

  Встановлення опору резистора.

  Увімкнення вольтметра у коло.

По завершенню ознайомлення із симулятором викладач демонструє приклад складеного кола для лабораторної роботи.

VІ. Виконання експерименту. Пояснення домашнього завдання. Бесіда.

Таким чином ви ознайомилися із симуляцією, на якій ми будемо моделювати дослід.

Повторимо хід виконання роботи. Далі учні озвучують алгоритм виконання роботи, спираючись на заготовлені бланки звіту. Викладач наголошує на занесенні у звіт вимірів, схем та обчислень.  На презентації онлайн-зустрічі демонструється вікно пустого бланку звіту про лабораторну роботу.

В асинхронній частині уроку ви маєте виконати досліди згідно інструкції.

Заповнити бланк звіту про лабораторну роботу, виконавши всі малюнки і обчислення.

Зробити висновок про результати роботи.

За бажанням виконати творче завдання.

VІІ. Підсумок уроку. Рефлексія.

Перегляньте ще раз бланк звіту про роботу.

Чи є запитання по ходу роботи?

Чи готові у всіх бланки звітів?

Чи не виникли технічні проблеми з доступом до симуляції?

Якщо всі питання з’ясовано, то приступаємо до самостійного виконання дослідів.

VІІІ. Домашнє завдання.

1. Виконати досліди.
2. Виконати обчислення. Зробити висновок.
3. Заповнити бланк звіту про роботу.
4. Виконати творче завдання за бажанням.

Заповнений бланк звіту у вигляді файла чи фото та результати тестування відправляти викладачу на адресу (…)

Висновок

Запропонована форма проведення уроку дозволяє знайти компроміс між спрямованістю курсу фізики на «розвиток в учнів узагальненого експериментального вміння вести природничо-наукові дослідження методами  наукового пізнання» та вимушеною дистанційною взаємодією під час навчання.

Використані джерела інформації

1. Фізика і астрономія. Навчальні програми для 10-11 класів закладів загальної середньої освіти(рівень стандарту). Авторський колектив під керівництвом Ляшенка О. І. https://mon.gov.ua/ua/osvita/zagalna-serednya-osvita/navchalni-programi/navchalni-programi-dlya-10-11-klasiv
2. Сиротюк В. Д. Фізика і астрономія (рівень стандарту, за навч. програмою авт. кол. під керівництвом Ляшенка О. І.) : підруч. для 11-гокл. закл. заг. серед. освіти  / Володимир Сиротюк, Юрій Мирошніченко. – Київ : Генеза, 2019. – 368 с. : іл.
3. https://phet.colorado.edu/uk/
4. https://osvita-docs.com/
5. https://elenaranko.ucoz.ru/ (оформлення слайдів)