ВВЕДЕНИЕ 3
Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.
1.1 Обзор датчиковых систем, доступных учителю физики 5
1.2 Использование различных цифровых лабораторий в преподавании физики 6
1.3 Особенности лабораторного оборудования Vernier 22
1.4 Методическое сопровождение программно-аппаратного комплекса Vernier 25
Глава 2. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
2.1 Обоснование разработки практикума 28
2.2 Лабораторный практикум по физике по механике для старших профильных классов с использованием датчиков Vernier
2.2.1 Лабораторная работа «Определение ускорения свободного падения тел» 30
2.2.2 Лабораторная работа «Второй закон Ньютона» 34
2.2.3 Лабораторная работа «Исследование периода колебаний груза на пружине» 39
2.2.4 Лабораторная работа «Проверка закона сохранения импульса» 43
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 50
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 52
Научно-технический прогресс все ускоряется. Появляются более сложные приборы и гаджеты. Жизнь становится разнообразнее и сложнее. И это требует от человека гибкости мышления, быстрой адаптации к новым условиям, творческого подхода к решению возникающих проблем.
В образовании меняются цели и приоритеты, появляются новые технологии и средства обучения. Компьютеры, интерактивные доски, программно - аппаратные комплексы и другие виды техники помогают совершенствовать современный урок в школе.
На сегодняшний день актуальной методической задачей в обучении физике является задача применения в учебном процессе различных средств учебного физического эксперимента.
Проблемы содержания и методики использования в профессиональной деятельности школьного физического эксперимента исследованы в научных работах С.В. Анофриковой [21], О.Ф. Кабардина [5], С.Е. Каменецкого [6], Л.А. Прояненковой [15] и других. Однако ни одна из них не отвечает на вопросы о постановке школьного физического эксперимента в условиях профильного обучения. Прослеживается проблема специфики целей обучения физике учащихся классов разных профилей в работах Н.С. Пурышевой [13], Н.В. Кочергиной [8], которые рассматривают вопросы формирования экспериментальных умений у учащихся в условиях профильного обучения.
Немаловажным аспектом проблемы использования школьного физического эксперимента в учебном процессе становится на сегодняшний день и обновление материально-технической базы школьного кабинета физики.
Введение профильного обучения на старшей ступени среднего образования, разработка и реализация информационных образовательных технологий, развитие производства приборов и средств обучения различного назначения, повышение внимания к методам познания в образовательном процессе ставят перед учителями физики новые профессиональные задачи. Важнейшей задачей современной системы образования является обеспечение для учащихся возможностей самостоятельно изучать учебный предмет, ставить учебные цели, искать и использовать необходимые средства и способы их достижения.
Эффективное решение этой задачи можно обеспечить путём вовлечения школьников в экспериментальную деятельность с использованием нового современного оборудования, созданного компанией Vernier и включенного в программно-методический комплекс AFS™.
Цель работы: техническая и методическая разработка современного лабораторного практикума с использованием программно-аппаратного комплекса Vernier.
Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
- проанализировать методическую литературу по применению датчиковых систем в обучении физике;
- охарактеризовать экспериментальные и методические возможности программно-аппаратного комплекса Vernier;
- проанализировать использование современного физического оборудования в преподавании физики;
- разработать современный лабораторный практикум по Механике с использованием в измерениях физических величин датчиков Vernier.
Практическая значимость работы состоит в представлении для школьных учителей обзора наиболее популярных учебных датчиков по физике и, в частности, по механике, и использовании разработанного практикума на основе датчиков Вернье по механике для старших профильных классов.
В работе была проанализирована методическая литература по применению датчиковых систем в обучении физике, охарактеризованы экспериментальные и методические возможности программно -аппаратного комплекса Vernier, использование современного физического оборудования в преподавании физики, разработан современный лабораторный практикум по механике с использованием в измерениях физических величин датчиков Vernier.
Обзор датчиковых систем по физике показал, что на рынке образовательных инструментов представлено множество датчиковых систем для компьютеризированного эксперимента различного функционального назначения и возможностей. Использование при проведении экспериментальных работ датчиков различных физических величин и устройства аналого -цифрового преобразования информации расширяет возможности традиционного физического эксперимента в любой форме, делает эксперимент более наглядным, позволяет привлечь внимание учащихся к информационным технологиям в эксперименте. При выборе того или иного варианта необходимо обращать внимание на качество продукции, количество и разнообразие датчиков, а также качество методической поддержки.
Программно -аппаратный комплекс Vernier - специализированное, многопрофильное устройство имеющее ряд интересных функций и позволяющее не только проводить измерения и собирать экспериментальные данные, но и обмениваться ими между учениками и учителем благодаря встроенному модулю беспроводной связи Wi-Fi и Bluetooth.
К аппаратному комплексу поставляется программное обеспечение. Также разработаны практикумы у Лозовенко С.В., Чиганова А.С. Данные работы могут помочь учителю разрабатывать эффективные уроки по обучению физики учащихся школы. Однако нет соответственных работ для учащихся по физике по механике для учащихся старшей профильной школы.
Таким образом, применение учителями физики общеобразовательной школы для подготовки к урокам разработанного лабораторного практикума по физике по механике для старших профильных классов с использованием датчиков Vernier будет способствовать формированию познавательного интереса, логического мышления, творческой самостоятельности, более ранней профессиональной ориентации учащихся, устанавливать причино-следственные связи, тренировать навыки учащихся по выполнению инструкций, описывающих реальные экспериментальные действия.
