Авторская адаптационная педагогическая разработка «Физика в самостоятельных исследованиях» Программа факультативного курса

Феденева Наталия Владимировна

МБОУ «Гимназия №1 имени А.А. Иноземцева»

город Братск Иркутская область

Авторская адаптационная педагогическая разработка

«Физика в самостоятельных исследованиях»

Программа факультативного курса

(7-9 классы, 102 часа, по 34 часа в год, 1 час в неделю)

Содержание:

Пояснительная записка

Программы 7 класс

Программа 8 класс

Программа 9 класс

Приложение №1

Приложение №2

Приложение №3

Список литературы

Пояснительная записка.

Актуальность.

Данная программа написана на основе авторской программы «Физика в самостоятельных исследованиях», авторы программы: В.Г. Разумовский, В.А. Орлов, Ю.И. Дик, Г.Г. Никифоров, В.Ф. Шилов. Программа входит в состав сборника программ для общеобразовательных учреждений, рекомендована Министерством образования, Москва, ДРОФА, 2009 год. Одним из важных направлений формирования стандартов второго поколения является реализация деятельностной парадигмы развития личности учащегося на основе овладения универсальными способами деятельности. В физике такими универсальными способами деятельности являются научный метод познания и методы исследования явлений природы для формирования экспериментальных умений. Количество часов отведенных на изучение физики в основной школе не позволяет полностью справиться с этой задачей. Поэтому на факультативных курсах предполагается восполнить этот пробел и увеличить количество часов на экспериментальную деятельность ученика. Учебный материал в данной программе представлен в форме фронтальных экспериментальных и теоретических исследований или в форме демонстрационного эксперимента, которые выполняют учащиеся в классе под руководством учителя. Программа содержит также задания исследовательского и конструкторского характера, которые школьники с успехом могут выполнить дома. Сделанный своими руками прибор, подтверждённое опытом собственное теоретическое предвидение – источник познавательного интереса к предмету. Экспериментальная деятельность способствует повышению мотивации обучения физике. Программа рассчитана на три года, 7-9 классы, всего 102 часа, по 34 часа на каждый курс, 1 час в неделю.

Новизна.

Для интеллектуального развития школьников в процессе обучения, формирования основ научных знаний и научного мировоззрения, для развития познавательных интересов нужно учащихся знакомить с методами научного познания, формировать познавательные компетенции, учить проводить наблюдения, обрабатывать и систематизировать полученные данные, ставить проблемные вопросы и выдвигать обоснованные предположения, измерять физические величины и устанавливать зависимость между ними, моделировать явления, делать теоретические выводы и проверять их экспериментально, проверять в процессе проведения эксперимента законы природы, а при возможности и устанавливать их, изучать принципы действия приборов, конструировать несложные устройства на основе изученных явлений, формировать регулятивные универсальные учебные действия. Для решения этих задач на факультативных занятиях используется практическая часть типовой программы В.Г. Разумовского и др. Практическая часть типовой программы ещё дополнена работами, которые были апробированы во время экспериментальной деятельности учителя во внеурочное время на факультативных занятиях. Для того чтобы познать явление, ученик, как исследователь, накапливает и систематизирует эмпирические факты. Этому в программе способствует отобранная система опытов для ученических наблюдений. Анализ отобранных фактов позволяет путём догадки выдвинуть гипотезу, построить модель исследуемого явления. Модель в процессе познания играет промежуточную роль. Логические выводы, сделанные на её основе, нуждаются в экспериментальной проверке, поэтому школьный физический эксперимент имеет решающее значение в процессе обучения.

Цель и задачи.

Целью курса является: формирование познавательных компетенций, повышение интереса учащихся к физике как науке.

Задачи курса:

Обучающая задача заключается в том, что домашние опыты и наблюдения служат средством приобретения новых знаний. Содействуют более глубокому пониманию учащимися физических явлений, процессов, теорий. Способствуют приобретению умений и навыков в обращении с приборами, измерительными  инструментами, таблицами; позволяют привить умения и навыки в составлении плана проведения наблюдений и опытов; развивают навыки измерения физических величин и анализа их взаимосвязи; служат средством практического ознакомления учащихся с наблюдением и экспериментом как методами научного познания.

Развивающая задача заключается в том, что домашний эксперимент вызывает у учащихся интерес к физике и технике, развивает способности к изобразительному и техническому творчеству.

Воспитательная задачадомашнего эксперимента позволяет выработать и развить внимательность, наблюдательность, аккуратность, настойчивость в работе; приучает школьников к сознательному целенаправленному труду и воспитывает самостоятельность как черту личности.

Основные теоретические идеи.

Курс идейно и содержательно связан с базовым курсом физики основной школы и позволяет углубить и расширить представления учащихся об экспериментальном методе познания, о роли и месте фундаментального эксперимента в становлении физического знания, о взаимосвязи теории и эксперимента. Выполнение учащимися некоторых фундаментальных опытов с использованием физических приборов позволяет внести вклад в формирование у них экспериментальных умений. Использование компьютерного моделирования даёт возможность сформировать умения выполнять исследование с помощью компьютера, а также получить представления о возможностях и границах применимости компьютерного эксперимента. Чтобы наука не казалась учащимся чем-то завершённым, застывшим, необходимо понимание ими роли и значения различных научных категорий в описании реальной действительности: эмпирических фактов, физических понятий и величин, законов, моделей изучаемых объектов и явлений, теоретических выводов, экспериментальных данных и опыта практического использования науки. Осмысление этих категорий происходит в ходе исследовательской деятельности и знакомства с историей развития научного знания.

Способы организации деятельности и используемые технологии.

При проведении занятий используются такие формы организации обучения, как вводные лекции, семинары, практические занятия по выполнению лабораторных работ и решению задач, самостоятельная работа учащихся (коллективная, групповая, индивидуальная), консультации. При выполнении лабораторных работ, как с реальными физическими приборами, так и с компьютерными моделями, организуется исследовательская деятельность по экспериментальному установлению зависимостей между величинами. Учащиеся осуществляют все этапы: постановку задачи, выдвижение гипотезы или гипотез, планирование эксперимента, выбор средств выполнения эксперимента, сборку установки, наблюдения и измерения, фиксацию и анализ результатов эксперимента, выводы. При этом в зависимости от уровня владения учащихся исследовательским методом уровень самостоятельности при её осуществлении и характер помощи со стороны учителя могут быть различными. Помимо исследовательского метода целесообразно использование частично-поискового, проблемного изложения, а в отдельных случаях информационно-иллюстративного. На занятиях используются следующие технологии: развивающего обучения, проблемное обучение, развитие критического мышления, компьютерные технологии.

Практическая значимость.

Наиболее устойчивыми в науке являются экспериментальные факты – модели одних и тех же явлений могут быть разными, а понятия по мере накопления знаний переосмысливаются и наполняются новым содержанием. Организация исследований школьников в учебном процессе поможет дать первое представление о цикле научного познания:

– систематизация эмпирических фактов и законов, взятых из наблюдений, приводит к постановке проблемы о причинной их связи;
– первоначальное решение поставленной проблемы находится как догадка, обоснованное предположение – гипотеза;
– гипотеза, в основу которой кладётся модель явления, позволяет путем её логического развития (теоретически) объяснить это явление или предвидеть новые его свойства ( в этом громадная эвристическая сила научной теории);
– гипотеза и вытекающие из неё следствия нуждаются в экспериментальной проверке.

Предполагаемые результаты.

Система самостоятельных исследований для школьников:

способствует формированию понимания того, что в научных исследованиях результаты эксперимента или новые эмпирические факты, противоречащие принятой гипотезе, требуют уточнения гипотезы или её замены

способствует формированию осознанного овладения знаниями, овладения научным подходом к изучаемому материалу

приучает к поиску ответов на такие вопросы: какие экспериментальные факты лежат в основе данного утверждения? какая гипотеза лежит в основе данной теории? следствием какого эмпирического закона или какой модели является данный вывод?

формирует познавательную деятельность учеников, развивает творческие способности учащихся.

Предполагаемые результаты в развитии компетенций:

в области предметной компетенции -общее понимание сущности физической науки;

в области коммуникативнойкомпетенции -овладение учащимися формами проблемной коммуникации (умение грамотно излагать свою точку зрения, сопровождая примерами, делать выводы, обобщения);

в области социальной компетенции -развитие навыков взаимодействия через групповую деятельность, работу в парах постоянного и переменного составов при выполнении разных заданий.

в области компетенции саморазвития -стимулирование потребности и способности к самообразованию, личностному целеполаганию.

Программа согласована с содержанием программы основного курса физики. Она ориентирует на дальнейшее совершенствование уже усвоенных знаний и умений учащихся, а также на формирование углубленных знаний и умений. Как итоговый продукт данного факультативного курса предполагается:

участие школьников в научно-практических конференциях разного уровня

создание коллекции самодельных приборов, используемых для демонстраций и проведения экспериментов

создание коллекции разработок лабораторных работ не рассматриваемых в основном курсе

создание коллекции мультимедийных презентаций

Используемый УМК:

Разумовский В.Г., Орлов В.А., Дик Ю.И., Никифоров Г.Г., Шилов В.Ф. Физика-7. /Под ред. В.Г.Разумовского и В.А.Орлова: Допущено Минобразованием и науки РФ в качестве учебника по физике для учащихся 7-го класса общеобразовательных учреждений. – М.: Владос, 2002.

Разумовский В.Г., Орлов В.А., Дик Ю.И., Никифоров Г.Г., Шилов В.Ф. Физика-8./Под ред. В.Г.Разумовского и В.А.Орлова: Допущено Минобразованием и науки РФ в качестве учебника по физике для учащихся 8-го класса общеобразовательных учреждений. – М.: Владос, 2008.

Разумовский В.Г., Орлов В.А., Дик Ю.И., Никифоров Г.Г., Шилов В.Ф. Физика-9./Под ред. В.Г.Разумовского и В.А.Орлова: Допущено Минобразованием и науки РФ в качестве учебника по физике для учащихся 9-го класса общеобразовательных учреждений. – М.: Владос, 2004.

Разумовский В.Г., Орлов В.А., Дик Ю.И., Никифоров Г.Г., Шилов В.Ф. Методика обучения физике. 7-й класс./Под ред. Г.Г.Никифорова. – М.: Владос, 2004.

Содержание программы.

7-й класс (34 ч)

1. Предмет и методы физики (8 ч)

Физика и человеческое общество. Научный метод познания. Физические величины и их единицы. Измерения физических величин. Погрешности измерения. Сила. Измерение силы динамометром. Вес тела. Сила упругости. Зависимость силы упругости от деформации. Закон Гука. Сложение сил, направленных по одной прямой. Понятие о равнодействующей сил. Сложение сил, направленных под углом друг к другу. Условие равновесия твёрдого тела, имеющего ось вращения. Понятие о моменте сил. Масса тела и её измерение. Сложение параллельных сил. Центр тяжести тела. Сила трения.

Экспериментальные исследования

а) демонстрационные: составление характеристик измерительных приборов (цена деления, пределы измерений, приборная погрешность измерений);

б) лабораторные:

– измерение размеров мелких предметов: диаметра шарика, диаметра проволоки, объёма шарика;
– сравнение веса тел одинакового объёма;
– изучение зависимости силы упругости от удлинения резины;
– нахождение равнодействующей двух сил, действующих под углом друг к другу;
– нахождение зависимости действия силы от её плеча;
– проверка условия равновесия тела, имеющего неподвижную ось вращения;
– установление зависимости силы тяжести, действующей на тело, от его массы;
– установление зависимости силы трения скольжения от площади поверхности и силы давления;

в) домашние:

– измерение толщины листа учебника физики, диаметра нити,
– конструирование рычажных весов и гирь к ним;
– определение массы тела взвешиванием на весах;
– измерение сил при помощи домашних пружинных весов.

2. Давление в жидкостях и газах (7 ч)

Давление. Сила давления. Передача давления твёрдыми телами, жидкостями и газами. Манометр. Закон Паскаля. Гидравлические механизмы Давление внутри жидкости. Сообщающиеся сосуды. Водопровод. Атмосферное давление. Барометр. Насосы. Архимедова сила. Условия плавания тел.

Экспериментальные исследования

а) демонстрационные:

– экспериментальная проверка зависимости давления твёрдого тела на опору от действующей силы и площади опоры;
– наблюдение явления передачи давления жидкостями;
– наблюдение зависимости давления внутри жидкости от глубины;
– изучение устройства и принципа действия барометра-анероида;

б) лабораторные:

– измерение выталкивающей силы, действующей на погружённое в жидкость тело;
– измерение плотности вещества методом гидростатического взвешивания;

в) домашние:

– измерение давления собственного тела на пол;
– измерение давления лыжника на снег;
– измерение давления табурета (стула) на пол;
– изучение формы мыльного пузыря;
– конструирование прибора «Картезианский водолаз» и выполнение опытов с ним;
– изучение принципа действия медицинских банок;
– знакомство с автомобильным манометром;
– измерение архимедовой силы, действующей на картофелину;
– измерение плотности мыла;
– конструирование ареометра;
– измерение плотности тела человека.

3. Механическое движение (6 ч)

Механическое движение и его относительность. Система отсчёта. Поступательное и вращательное движения твёрдого тела. Материальная точка. Траектория движения. Путь и перемещение. Скорость равномерного движения. Ускорение. Прямолинейное движение. Путь при прямолинейном движении с постоянным ускорением. Движение по окружности с постоянной по модулю скоростью.

Экспериментальные исследования

а) демонстрационные:

– равномерное движение;
– относительность механического движения;
– прямолинейное и криволинейное движения;
– направление скорости при движении по окружности;
– свободное падение в разреженном пространстве;

б) лабораторные:

– изучение траектории движения точки обода колеса автомобиля относительно Земли при его прямолинейном движении.
– измерение времени движения, пути и модуля перемещения стробоскопическим методом;
– изучение зависимости модуля скорости от времени при скольжении бруска по жёлобу;
– измерение ускорения движения бруска по жёлобу;
– изучение зависимости периода и скорости движения тела по окружности от радиуса окружности.

4. Взаимодействие тел (7 ч)

Исследования Галилея. Первый закон Ньютона. Инерциальные системы отсчёта. Принцип относительности Галилея. Перемещение и скорость движения одного и того же тела в разных системах отсчёта. Движение тела под действием постоянной силы. Свободное падение. Второй закон Ньютона. Применение основного закона динамики. Взаимодействие тел. Третий закон Ньютона. Перегрузка и невесомость. Закон всемирного тяготения. Гравитационная постоянная. Применение закона всемирного тяготения.

Экспериментальные исследования

а) демонстрационные:

– опыты, иллюстрирующие: явление инерции; второй закон Ньютона; третий закон Ньютона;
– наблюдение перегрузки и невесомости;

б) лабораторные:

– изучение относительности перемещения;
– изучение движения бруска по наклонной плоскости под действием постоянной силы;
– измерение ускорения свободного падения;
– экспериментальная проверка гипотезы Галилея о зависимости скорости и пути от времени при равноускоренном движении;
– установление связи ускорения тела с действующей на него силой;
– изучение связи между ускорением и силой при равномерном движении тела по окружности;
– измерение скорости тела, брошенного горизонтально;
– изучение взаимодействия тел.

5. Закон сохранения импульса (4 ч)

Поиск сохраняющихся величин в механике. Импульс тела. Экспериментальный метод установления закона сохранения импульса. Теоретический вывод закона сохранения импульса. Реактивное движение. Центр масс. Другая формулировка закона сохранения импульса.

Экспериментальные исследования

а) демонстрационные:

– выявление сохраняющейся меры механического движения при столкновении шаров – импульса;
– изучение реактивного движения;

б) лабораторные:

– поиск меры механического движения;
– определение центра масс тела;

6. Повторение и обобщение учебного материала (2 ч)

8-й класс (34 ч)

1. Закон сохранения механической энергии (5 ч)

Кинетическая энергия. Потенциальная энергия взаимодействия тела и Земли. Закон сохранения механической энергии для движения тел под действием силы тяжести. Потенциальная энергия деформированной пружины. Закон сохранения механической энергии для движения тел под действием силы упругости. Работа силы. Мощность. Простые механизмы. КПД простых механизмов. Устойчивое равновесие. Движение жидкостей и газов. Уравнение Бернулли. Летательные аппараты.

Экспериментальные исследования

а) демонстрационные:

– выявление сохраняющейся меры механического движения при упругом столкновении шаров – кинетической энергии;
– выявление условий сохранения кинетической энергии при столкновении шаров;
– проверка закона сохранения механической энергии при движении тел под действием силы тяжести;
– получение выражения для расчёта потенциальной энергии растянутой пружины;
– проверка закона сохранения механической энергии при движении тел под действием силы упругости;
– изменение энергии при совершении работы;
– взаимные превращения потенциальной энергии в кинетическую и обратно;
– простые механизмы.
– зависимость давления воздуха от скорости его движения;

б) лабораторные:

– поиск меры механического движения;
– сравнение изменения полной механической энергии с работой сил трения;
– измерение КПД наклонной плоскости и изучение зависимости КПД от угла наклона;
– зависимость давления струи воздуха от скорости её движения;

в) домашние:

– расчёт высоты подъёма стрелы, пущенной вертикально вверх, и экспериментальная проверка своего расчёта;
– оценка своей мощности при прыжке в высоту с места;
– проверка закона сохранения механической энергии при выстреле из пружинного пистолета;
– исследование устойчивости равновесия тел;
– исследование зависимости между скоростями движения жидкости в струе переменного сечения;
– исследование зависимости реактивной силы от скорости истечения водяной струи и секундного расхода жидкости.

2. Механические колебания и волны. Звук (5 ч)

Механические колебания. Амплитуда, период и частота колебаний. Свободные и вынужденные колебания. Свободные колебания нитяного маятника. Свободные колебания груза на пружине. Резонанс. Механические волны. Поперечные и продольные волны. Длина волны. Звуковые волны. Высота тона и громкость звука.

Экспериментальные исследования

а) демонстрационные:

– наблюдение свободных колебаний груза на нити и на пружине;
– наблюдение образования и распространения поперечных и продольных волн;
– наблюдение колебаний звучащего тела;
– запись колебательного движения;
– изучение явления резонанса;

б) лабораторные:

– изучение условий возникновения свободных колебаний нитяного маятника;
– исследование зависимости периода колебаний нитяного маятника от начальной амплитуды, массы шарика, подвешенного на нити, длины нити;
– изучение условий возникновения свободных колебаний груза на пружине;
– исследование зависимости периода колебаний груза на пружине от начальной амплитуды, массы шарика, подвешенного на пружине, жёсткости пружины;
– расчёт периода колебаний нитяного маятника и его экспериментальная проверка;
– расчёт периода колебаний груза на пружине и его экспериментальная проверка;
– определение диапазона частот звуковых волн, воспринимаемых вашим ухом;

в) домашние:

– теоретический расчёт периода колебаний пробирки с песком, плавающей в вертикальном положении в сосуде с водой, и экспериментальная проверка этого расчёта;
– изучение явления резонанса;
– исследование зависимости громкости звука и высоты тона звука от амплитуды колебаний ножовочного полотна и частоты его колебаний;
– конструирование нитяного телефона и опыты с ним.

3. Тепловые явления (6 ч)

Методы исследования тепловых явлений. Внутренняя энергия тела. Работа как мера изменения внутренней энергии. Теплообмен, необратимость теплопередачи. Количество теплоты как мера изменения внутренней энергии при теплообмене. Температура. Удельная теплоёмкость. Первый закон термодинамики. Тепловые двигатели. КПД тепловых двигателей. Необратимость тепловых процессов.

Экспериментальные исследования

а) демонстрационные:

– переход механической энергии во внутреннюю и обратный переход внутренней энергии в механическую;
– сжимаемость газов;
– сравнение теплопроводности металлов;
– конвекционные потоки в жидкостях и газах;
– зависимость лучистого теплообмена от цвета поверхности тел;
– изменение внутренней энергии при нагревании воды в пробирке, закрытой пробкой;
– устройство и принцип действия тепловых машин: паровой турбины и двигателя внутреннего сгорания;

б) лабораторные:

– расчёт и экспериментальная проверка изменения внутренней энергии воды при её нагревании;
– измерение удельной теплоёмкости вещества;

4. Молекулярная физика. Фазовые переходы (7 ч)

Гипотеза о дискретном строении вещества. Броуновское движение. Диффузия. Модели газа, жидкости и твёрдого тела. Взаимодействие частиц вещества. Связь температуры с хаотическим движением частиц. Испарение жидкости. Влажность воздуха. Кипение жидкости. Твёрдые тела. Плавление твёрдого тела. Графики изменения температуры веществ при их нагревании и охлаждении, плавлении и кипении. Применение основ молекулярно-кинетической теории для объяснения разной сжимаемости вещества в твёрдом, жидком и газообразном состояниях, процессов испарения и плавления, преобразования энергии при переходе вещества из одного состояния в другое.

Экспериментальные исследования

а) демонстрационные:

– упругие свойства газа, заключённого в замкнутом сосуде;
– моделирование давления газа;
– модель броуновского движения;
– конструирование газового термометра;
– моделирование взаимодействия двух молекул;
– охлаждение жидкостей при испарении;
– постоянство температуры жидкости при кипении;
– особенности внешнего вида монокристаллов, поликристаллов и аморфных тел;
– постоянство температуры при плавлении кристаллических тел;

б) лабораторные:

– изучение явлений теплообмена;
– измерение размера молекулы олеиновой кислоты;
– измерение удельной теплоты плавления льда;
– измерение влажности тел;

в) домашние:

– моделирование диффузии в газах и жидкостях;
– теоретическое предвидение преимущественного направления диффузии в жидкости через мембрану и экспериментальная проверка;
– изменение температуры при таянии льда;
– экспериментальная проверка уравнения теплового баланса при таянии льда в воде;
– конструирование волосяного гигрометра.

5. Электростатика (3 ч)

Электризация тел. Два рода электрических зарядов. Закон сохранения электрического заряда. Взаимодействие заряженных тел. Проводники и изоляторы. Электрическое поле. Напряжённость электрического поля. Энергия электрического поля. Конденсаторы.

Экспериментальные исследования

а) демонстрационные:

– наблюдение явления взаимной электризации при натирании двух разнородных тел;
– взаимодействие одноимённо и разноимённо заряженных тел;
– переход электрического заряда от одного тела к другому;
– определение знака заряда наэлектризованного тела;
– электризация тел методом электростатической индукции;
– спектры электростатических полей;

в) домашние:

– конструирование прибора – «пробника» для регистрации электрических зарядов;
– конструирование самодельного электроскопа.

6. Постоянный электрический ток (6 ч)

Сила тока. Напряжение. Электрическое сопротивление. Электрическая цепь. Закон Ома для участка цепи. Работа и мощность тока. Преобразование энергии при нагревании проводника с током. Полупроводники. Электронно-дырочный переход. Полупроводниковые приборы.

Экспериментальные исследования

а) демонстрационные:

– конструирование гальванического элемента;
– зависимость сопротивления однородного проводника от его длины и площади поперечного сечения;
– сравнение удельного сопротивления разных металлов;
– зависимость сопротивления проводника от его температуры;
– зависимость сопротивления полупроводника от температуры;
– зависимость сопротивления фоторезистора от освещённости;
– односторонняя проводимость полупроводникового диода;
– расчёт электрической цепи при последовательном соединении резисторов и его экспериментальная проверка;
– расчёт электрической цепи при параллельном соединении резисторов и его экспериментальная проверка;

б) лабораторные:

– зависимость между силой тока в проводнике и напряжением на его концах;
– измерение удельного сопротивления проводника;
– измерение мощности тока в электрической лампе;
– определение внутреннего устройства электрического «чёрного ящика»;
– изучение свойств транзистора;

в) домашние:

– снятие показаний счётчика электроэнергии и расчёт стоимости потребленной электроэнергии.

7. Повторение и обобщение материала (2 ч)

9-й класс (34 ч)

1. Магнитное поле (3 ч)

Взаимодействие магнитов. Магнитное поле проводника с током, опыт Эрстеда. Взаимодействие параллельных проводников с током, опыт Ампера. Действие магнитного поля на движущиеся электрические заряды. Действие магнитного поля на виток провода с током. Электроизмерительные приборы: амперметр, вольтметр. Электродвигатели.

Экспериментальные исследования

а) демонстрационные:

– взаимодействие магнитов;
– отклонение магнитной стрелки под проводником с током;
– получение и наблюдение спектра постоянного магнита;
– получение и наблюдение спектра магнитного поля катушки с током;
– сборка и испытание электромагнита;
– действие магнитного поля на проводник с током;
– взаимодействие параллельных проводников с током;
– отклонение пучка электронов в магнитном поле;

б) лабораторные:

– изучение зависимости силы Ампера от силы тока и от длины участка проводника в магнитном поле;
– измерение КПД электродвигателя.

в) домашние:

– конструирование самодельного электроизмерительного прибора.
– конструирование самодельного громкоговорителя;
– конструирование самодельного прибора для измерения магнитной индукции внутри катушки из изолированного провода (соленоида) при прохождении через неё постоянного электрического тока;
– конструирование самодельной модели электродвигателя.

2. Электромагнитная индукция (5 ч)

Явление электромагнитной индукции. Правило Ленца. Самоиндукция. Переменный электрический ток. Генератор электрического тока. Счётчик электрической энергии. Трансформатор. Передача электрической энергии на расстояние. Понятие об электромагнитном поле.

Экспериментальные исследования

а) демонстрационные:

– условия возникновения индукционного тока в замкнутом проводнике при изменении в нём магнитного потока;
– зависимость направления магнитного поля индукционного тока от относительного движения магнита;
– действие магнитного поля катушки на металлическое кольцо при включении и выключении тока;
– экспериментальная проверка правила Ленца;
– тормозящее действие вихревых токов при движении проводника в переменном магнитном поле;
– явление самоиндукции при замыкании электрической цепи;
– явление самоиндукции при размыкании электрической цепи;
– возникновение переменного тока при вращении магнита внутри витка провода;
– повышение и понижение напряжения с помощью трансформатора;

б) лабораторные:

– теоретическое предвидение возникновения тока электромагнитной индукции и его экспериментальная проверка.

3. Электромагнитные колебания и волны (4 ч)

Колебательный контур. Понятие об электромагнитном поле. Электромагнитные волны. Скорость распространения электромагнитных волн. Изобретение радио А.С.Поповым. Общие принципы радиосвязи. Радиолокация.

Экспериментальные исследования

а) демонстрационные:

– наблюдение затухающих электрических колебаний;
– приём и передача электромагнитных волн с помощью искрового передатчика и резонатора;
– приём и передача электромагнитных волн с помощью генератора и приёмника СВЧ;
– изучение свойств электромагнитных волн;

б) лабораторные:

– устройство и действие детекторного радиоприёмника;

в) домашние:

– конструирование фотореле на микросхеме.

4. Лучевая оптика (7 ч)

Солнце – источник жизни на Земле. Естественные и искусственные источники света. Прямолинейное распространение света. Явление отражения света. Закон отражения света. Явление преломления света. Закон преломления света. Явление полного отражения света. Волоконная оптика. Призма. Линзы. Построение изображения в плоском зеркале и собирающей линзе. Оптические приборы.

Экспериментальные исследования

а) демонстрационные:

– явление образования тени и полутени;
– изучение механизма образования фаз Луны;
– изучение механизма образования солнечного и лунного затмений;
– воспроизведение опытов Птолемея;
– изучение хода лучей в призме;
– изучение явления полного отражения света;
– изучение вида изображений, получаемых с помощью собирающей линзы;
– изучение вида изображений, получаемых с помощью рассеивающей линзы;
– конструирование модели телескопа и определение его увеличения;

б) лабораторные:

– изучение зависимости яркости свечения лампы накаливания от силы тока в её спирали;
– изучение закона отражения света;
– получение изображения с помощью малых отверстий;
– построение изображений в плоском зеркале;
– изучение принципа действия калейдоскопа;
– экспериментальная проверка закона преломления света;
– измерение показателя преломления методом полухорд;
– измерение оптической силы линзы;
– оценка показателя преломления воды;
– наблюдение полного отражения света и оценка показателя преломления жидкости;
– измерение оптической силы собирающих очковых линз;
– определение разрешающей способности оптической системы глаза;
– оценка расстояния наилучшего зрения и изучение дефектов своего глаза;

в) домашние:

– наблюдение за пламенем свечи;
– конструирование модели перископа и проведение с её помощью наблюдений;
– конструирование модели калейдоскопа;
– конструирование модели уголкового отражателя;
– конструирование камеры-обскуры;
– наблюдение явления полного отражения света;
– изучение очковых линз и измерение их оптической силы;
– изучение зависимости фокусного расстояния линзы от радиусов кривизны сферических поверхностей и показателя преломления вещества линзы.

5. Физическая оптика (5 ч)

Корпускулярная и волновая гипотезы о природе света. Методы измерения скорости света. Развитие взглядов на волновую теорию света. Опыт Юнга. Дифракционная решётка. Дисперсия. Элементы квантовой теории излучения. Фотоэлектрический эффект.

Экспериментальные исследования

а) демонстрационные:

– наблюдение дифракции на непрозрачных предметах;
– измерение с помощью дифракционной решётки длины световой волны красной и фиолетовой границ спектра, видимых человеческим глазом;
– измерение длины световой волны от источника лазерного света;

б) лабораторные:

– наблюдение интерференции света на мыльной плёнке;
– наблюдение интерференции света в опыте Юнга и оценка длины световой волны;
– изучение зависимости показателя преломления призмы от длины волны падающего на неё света;
– сборка и испытание модели автоматического управления уличным освещением с использованием фотодатчика;

в) домашние:

– получение интерференционной картины от двух отверстий;
– наблюдение явления дифракции света;
– получение дисперсионного спектра и его изучение;
– наблюдение радуги и исследование условий её получения;
– изготовление ньютонова круга и наблюдение смешения цветов;
– изготовление модели чёрного ящика.

6. Физика атома и атомного ядра (8 ч)

Опыты, показывающие сложное строение атома. Открытие электрона. Опыты Резерфорда. Планетарная модель атома. Постулаты Бора. Спектральные закономерности. Излучение света атомом. Явление радиоактивности. Методы наблюдений и регистрации частиц в ядерной физике. Альфа-, бета- и гамма-излучения. Закон радиоактивного распада. Атомное ядро. Протон-нейтронная модель ядра атома. Зарядовое число. Массовое число. Изотопы. Ядерные реакции. Деление и синтез ядер. Сохранение заряда и массового числа при ядерных реакциях. Энергия связи частиц в ядре. Выделение энергии при делении и синтезе ядер. Излучение звёзд. Ядерная энергетика. Дозиметрия. Экологические проблемы работы атомных электростанций.

Экспериментальные исследования

а) демонстрационные:

– наблюдение рассеяния потока упругих шариков при столкновении с препятствиями различной формы;
– влияние формы препятствия на характер рассеяния потока упругих шариков;
– моделирование рассеяния потока альфа-частиц при столкновении с ядром;
– наблюдение и сравнение линейчатых спектров;
– счётчик Гейгера;
– камера Вильсона;

б) лабораторные:

– измерение элементарного заряда;
– наблюдение и сравнение линейчатых спектров;
– исследование спектральных закономерностей;
– моделирование стационарных состояний и излучения атома;
– изучение взаимодействия элементарных частиц по их трекам;
– измерение радиационного фона.

6. Повторение и обобщение материала (2 ч)

Требования к подготовке учащихся.

Учащиеся должны знать (на уровне воспроизведения):

имена учёных, поставивших изученные фундаментальные опыты, даты их жизни, краткие биографические данные, основные научные достижения.

Учащиеся должны понимать:

роль фундаментальных опытов в развитии физики;

место фундаментальных опытов в структуре физического знания;

цель, схему, результат и значение конкретных изученных фундаментальных опытов.

Учащиеся должны уметь:

выполнять определённые программой исследования с использованием физических приборов и компьютерных моделей;

демонстрировать опыты;

работать со средствами информации (осуществлять поиск и отбор информации, конспектировать её, осуществлять её реферирование);

готовить сообщения и доклады;

выступать с сообщениями и докладами;

участвовать в дискуссии;

подбирать к докладам и рефератам иллюстративный материал;

оформлять сообщения и доклады в письменном виде.

Учебно-тематическое планирование

Приложение №1.

Примерные темы докладов и рефератов

1. Моделирование в физике.

2. Галилей – основоположник экспериментального метода исследования в физике.

3. Фундаментальные опыты и эволюция физической картины мира.

4. Фундаментальные опыты и развитие электродинамики.

5. Фундаментальные опыты и развитие взглядов на природу света.

6. Фундаментальные опыты в структуре физической теории.

7. Ньютон и Гук – противостояние гениев.

Приложение №2.

(для 7 класса)

«Измерение физических величин»

Измерение длины, площади, объема

Измерьте средний диаметр горошины, зернышка пшена.

Измерьте толщину нитки, толщину страницы учебника.

Измерьте разными способами длину произвольной кривой линии.

Измерьте длину окружности радиусом 5 см. Проверьте правильность формулыL  6,3 · R (длина окружности примерно в 6,3 раза больше ее радиуса).

Измерьте площадь классной комнаты в разных единицах измерения.

Измерьте площадь подошвы ботинка.

Измерьте площадь круга радиусом 5 см. Проверьте правильность формулы S3R²(площадь круга примерно в 3 раза больше квадрата ее радиуса).

Измерьте общий объем трех кусочков сахара с помощью линейки. Налейте в мензурку или мерный стаканчик воду. Растворите в воде сахар. Сравните объем воды без сахара, сахара и воды с сахаром. Сделайте вывод.

Измерьте объем бутылочки неправильной формы.

Измерьте объем твердого тела неправильной формы с помощью мензурки или мерного стаканчика.

Измерьте в каплях объем большого сосуда (например, ведра) с помощью часов.

Измерение массы (веса)

1. Для выполнения задания вам потребуются коробка со скрепками, лабораторные весы с разновесами и линейка.

Оцените (не пересчитывая) количество скрепок в коробке

Сколько примерно проволоки (по длине) надо взять, чтобы изготовить данное количество скрепок? Проверьте полученный результат (решите задачу другим способом).

Сколько будет весить 1 метр такой проволоки?

Предскажите вес 10 скрепок и проверьте свое предположение экспериментально.

Изобразите график-помощник для удобства решения задач на:

определение массы заданного количества скрепок;

о пределение количества скрепок, имеющих заданную массу.

Для выполнения задания вам потребуются чистый лист картона или плотной бумаги и лабораторные весы с разновесами.

Оцените площадь «кляксы» (см. рис.) по клеточкам.

С
копируйте на чистый лист «кляксу» и вырежьте ее.

Найдите площадь «кляксы» с помощью весов.

Какую сторону имеет квадрат, изготовленный из такого же картона, если его масса 200 г?

Сколько будет весить такая же «клякса», изготовленная из алюминия?

Изобразите график-помощник для удобства решения задач на:

определение массы картона заданной площади;

определение площади куска картона, имеющего заданную массу.

3. Для выполнения задания вам потребуются коробка пластилина, деревянная пешка, мензурка, лабораторные весы с разновесами.

Слепите небольшую фигурку из пластилина и с помощью весов определите ее объем. С помощью мензурки проверьте свой результат.

Предскажите (без взвешивания) вес целой коробки пластилина (без веса тары).

Сколько будет весить такая же фигурка из золота?

Определите общую массу деревянных пешек одного комплекта шахмат, если известно, что 10 куб. см дерева имеют массу 7 г.

Изобразите график-помощник для удобства решения задач на:

о пределение массы заданного объема пластилина;

определения объема пластилина, имеющего заданную массу.

4. Определите вес пенопластового бруска, который не помещается на чашку школьных рычажных весов. Определите вес камня, если он больше веса всех разновесов школьных весов.

5. Предложите способ определения веса корзины с грибами в лесу. У вас есть пластиковая бутылка известной емкости.

Не разматывая моток медной проволоки, определите ее длину.

Измерение плотности

Найдите небольшой камешек и опытным путем определите его плотность. Какие приборы и материалы вам потребовались? Сколько бы весил этот камешек, если бы он был золотым?

Стеклянная банка заполнена свинцовой дробью. Как определить плотность свинца, который пошел на изготовление дроби, если в вашем распоряжении имеются мензурка, весы и разновес?

Придумайте способ определения плотности тел, растворяющихся в воде.

Сравните плотность сыпучего растворимого вещества с плотностью воды, не растворяя его, если у вас есть пластиковый стаканчик.

Предложите способ градуирования мерной посуды, если у вас есть только линейка и кусок пластилина.

Определите плотность неизвестной жидкости, если у вас есть весы и мензурка.

Определите плотность раствора соли, если у вас есть весы, разновес, флакон и чистая вода.

Сделайте несколько ареометров из трубочек для коктейля, утяжелив их грузами разной массы (например, шурупами). Проградуируйте их, опуская в жидкости, плотность которых вам известна. Измерьте с помощью этих приборов плотность молока, газированной воды. Исследуйте, как изменяется плотность соляного раствора с увеличением концентрации.

Имея одинаковые стальные шарики, определите: а) массу одного шарика с помощью мензурки; б) объем одного шарика с помощью весов.

Приложение №3.

(для 8 класса)

Исследования зависимости массы сгорающего топлива от времени горения

Задания:

Установить, сгорает ли спирт равномерно.

Узнать, сколько спирта сгорает за 1 мин.

Ход работы:

Спиртовку взвешивать после каждой минуты горения и заносить результаты в таблицу:

Обработка данных:

По своим измерениям и/или предложенным данным рассчитайте, сколько спирта сгорает в среднем за минуту, и дополните таблицу двумя строками: в одной  масса спирта, сгоревшего за N минут, в другой  масса спирта, сгоревшего за N минут в «идеальной спиртовке».

Постройте графики зависимости массы сгорающего спирта от времени для реальной и «идеальной» спиртовок.

Сделайте вывод, можно ли полученную зависимость m(t) считать прямой пропорциональной зависимостью.

Например, полученные данные:

Методические рекомендации

Цель этого опыта найти «хорошую» спиртовку для проведения дальнейших опытов.

В классе предварительно обсуждается, какая спиртовка является «хорошей»: одинаковое ли количество спирта, сгорает за одно и тоже время?Если да, то по времени горения, мы сможем судить о количестве выделяющегося тепла. При измерении времени меньше погрешность измерения, чем при измерении массы, к тому же время измерять гораздо проще.

Поручается желающим (таких найти нетрудно) провести исследование и подобрать спиртовку для изучения тепловых процессов. Вся обработка данных может быть проведена в электронных таблицах MSOffice Excel, если скоординировать действия с учителем информатики.

Вопросы для обсуждения в классе:

На графике, построенном по результатам работы, реальная спиртовка отличается от «идеальной». Назовите возможные причины такого несовпадения.

Можно ли полученную зависимость m(t) считать прямой пропорциональной зависимостью?

Как по этому графику предсказывать: а) какое количество спирта сгорит за 12 минут; б) за сколько минут сгорит 10 г спирта?

Список литературы .

1. Боголюбов А.Н. Механика в истории человечества. – М.: Наука, 1978.

2. Вавилов С.И. Исаак Ньютон: 1643–1727. – М.: Наука, 1989.

3. Гиндикин С.Г. Рассказы о физиках и математиках. – М.: Наука, 1985.

4. Голин Г.М., Филонович С.Р. Классики физической науки (с древнейших времен до начала ХХ в.). – М.: Высшая школа, 1989.

5. Дягилев Ф.М. Из истории физики и жизни её творцов. – М.: Просвещение, 1986.

6. Иоффе А.Ф. О физике и физиках: Статьи, выступления, письма. – Л.: Наука,1985.

7. Каганов М.И., Френкель В.Я. Вехи истории физики твёрдого тела. – М.: Знание, 1981.

8. Кляус Е.М. Поиски и открытия: Т.Юнг, О.Френель, Дж.-К.Максвелл, Г.Герц, П.Н.Лебедев, М.Планк, А.Эйнштейн. – М.: Наука, 1986.

9. Кошманов В.В. Георг Ом. – М.: Просвещение, 1980.

10. Погребысская Е.И. Оптика Ньютона. – М.: Наука, 1981.

11. Собесяк Р. Шеренга великих физиков. – Краков: Наша ксенгарня, 1973.

12. Томилин А.Н. Рассказы об электричестве: Очерки истории электричества от древности до наших дней. – М.: Детская литература,1987.

13. Филонович С.Р. Кавендиш, Кулон и электростатика. – М.: Знание, 1989.

14. Филонович С.Р. Шарль Кулон. – М.: Просвещение, 1988.

15. Храмов Ю.А. Физики: Биографический справочник. – М.: Наука, 1983.

16. Хрестоматия по физике: Под ред. Б.И.Спасского. – М.: Просвещение, 1982.

17. Чернощёкова Т.М. Абрам Фёдорович Иоффе. – М.: Просвещение, 1983.

18. Энциклопедический словарь юного физика: Сост. В.А.Чуянов. – М.: Педагогика, 1991.

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/88417-avtorskaja-adaptacionnaja-pedagogicheskaja-ra