Тема: КОНСТРУИРОВАНИЕ УСТРОЙСТВ И ПРИБОРОВ ПРИ ИЗУЧЕНИИ ФИЗИКИ В ШКОЛЕ

Физика - один из самых многокомпонентных учебных предметов школьной программы. Эксперименты, теоретические расчёты, необходимость поиска качественных объяснений происходящим вокруг явлениям, история открытий и изобретений - это лишь некоторые элементы этой дисциплины. Школьный курс позволяет развивать у обучающихся умения решать практические задачи, проявлять себя в ходе теоретических исследований, находить неординарные подходы при изучении физических процессов и явлений.
Современная школа предлагает большое число способов демонстрации опытов при изучении нового материала. Конечно, «умные» доски и специализированные программы позволяют наблюдать за недоступным для восприятия в лабораторных условиях ходом событий. Экономия времени и простота подготовки подобных демонстраций позволяют им закрепиться в качестве основных, часто используемых. Здесь не может возникнуть проблем с нехваткой или отсутствием нужного оборудования, неудачей при проведении опыта, неточностями, приводящими к неправильному пониманию сути физических явлений и процессов. Однако современные мультимедийные средства должны дополнять, а не вытеснять традиционные методы, и в частности, традиционную постановку и проведение демонстрационного и лабораторного эксперимента.
Для правильного формирования инженерно-технического мышления недостаточно работать только с компьютерными идеализированными моделями - только оперирование с реальными устройствами и приборами позволит обучающемуся правильно понять особенности их устройства и эксплуатации, даст необходимые практические навыки.
Кроме того, самостоятельное конструирование и модернизация имеющихся установок развивает способность к научному творчеству, поиску нетривиальных инженерных решений, созданию новых объектов, позволяет проявить свои скрытые таланты и наклонности.
Как показал сравнительный анализ школьных учебников по физике для 7-11-х классов Л.Э. Генденштейна, В.А. Грачева, В.В. Белаги, С.В. Громова, Н.С. Пурышевой, В.А. Касьянова, для изучения предлагается достаточно большое количество приборов и опытных установок. Однако заданий, а особенно детальных рекомендаций и инструкций, по их самостоятельному конструированию очень мало.
В учебниках 7 класса обычно изучаются такие приборы, как динамометр, барометр, шар Паскаля, трубка Ньютона. Для демонстрации законов физики используются простейшие устройства: различные тележки, рычаги, блоки. Опыты проводятся в основном на оборудовании, не требующем специальной подготовки. [1]
Для самостоятельного изготовления, например, в учебнике Л.Э. Генденштейна предложено изготовить динамометр. Довольно известен опыт и с магдебургскими полушариями, подготовить который без специального оборудования школьнику будет невозможно.
В 8 классе обучающиеся знакомятся с амперметром, вольтметром, реостатом и другими электротехническими приборами, калориметром, термометром и другими приборами для изучения тепловых явлений. В учебнике Н.С. Пурышевой предложено изготовить электроскоп, телескоп - в учебнике Л.Э. Генденштейна. [2]
В 9 классе изучается большое количество приборов и установок: крутильные весы, камертон, электроскоп, динамометр, трубка Ньютона, амперметр, вольтметр, гальванометр, электроскоп и др. Можно встретить сегнерово колесо и установку для проведения опыта Юнга. В учебнике С.В. Громова даётся задание по самостоятельному изготовлению электромагнита и камеры-обскуры. [3]
Десятиклассники знакомятся с установкой Штерна, служащей для определения скорости молекул газа. Интересными и необычными являются опыты по созданию искусственного тумана и добыче пламени при помощи воздушного огнива. Из практических заданий можно выделить самостоятельное изготовление сегнерова колеса. [4]
В 11 классе к достаточно простым приборам из блока «Электричество» добавляется осциллограф. Изучается установка для проведения опыта Резерфорда, но её применение возможно только в специализированных научных лабораториях. Изучается микроскоп, простейшую модель которого можно изготовить самостоятельно, но этого не предлагается. [5]
Цель бакалаврской работы: показать методическую целесообразность самостоятельного конструирования обучающимися устройств и приборов при изучении физики в школе; расширить возможности учителя физики при организации учебного процесса в части, касающейся конструирования физических устройств и приборов и их дальнейшего использования.
Задачи бакалаврской работы:
- сделать обзор научной и учебно-методической литературы по данной тематике;
- выявить методические особенности организации образовательного процесса в части, касающейся изучения и конструирования устройств и приборов в школьном курсе физики;
- разработать конструкцию и изготовить опытные образцы некоторых из рассмотренных устройств для демонстрации физических явлений/процессов, проведения физических экспериментов, лабораторных работ;
- составить методические рекомендации по использованию сконструированных устройств/приборов.

Купить

В ходе выполнения бакалаврской работы были решены все поставленные задачи.
- сделан обзор научной и учебно-методической литературы по данной тематике, проведён сравнительный анализ школьных УМК по физике различных авторов в части, касающейся изучения и конструирования физических устройств и приборов;
- выявлены методические особенности организации образовательного процесса при изучении и конструировании устройств и приборов в школьном курсе физики;
- разработана конструкция и изготовлены опытные образцы некоторых из рассмотренных устройств для демонстрации физических явлений/процессов, проведения физических экспериментов, лабораторных работ, а именно гироскопа, устройства для изучения и демонстрации выигрыша в силе, машины Атвуда;
- составлены краткие методические рекомендации по использованию сконструированных устройств/приборов.
Кроме того, были разработаны подробные технологические карты по изготовлению указанных выше устройств, инструкции по их использованию. Также стоит отметить, что на базе слесарно-токарных мастерских факультета физико-математических и естественных наук Педагогического института им. В.Г. Белинского Пензенского государственного университета были изготовлены и другие физические устройства (маятник Максвелла, скамья Жуковского, модель абсолютно чёрного тела и др.), которые стали экспонатами «Музея занимательных наук», о чём докладывалось на научно-практических студенческих конференциях.

Купить