ВЫДВИЖЕНИЕ И ОБОСНОВАНИЕ ГИПОТЕЗЫ ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ НА ОСНОВЕ РЕШЕНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ ЗАДАЧ - Студенческий научный форум

IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2017

ВЫДВИЖЕНИЕ И ОБОСНОВАНИЕ ГИПОТЕЗЫ ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ НА ОСНОВЕ РЕШЕНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ ЗАДАЧ

Шибанова Е.М. 1, Бобров А.А. 1
1Омский государственный педагогический университет
 Комментарии
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Преподавание физики предполагает широкое использование эксперимента, обсуждение особенностей его постановки и наблюдаемых результатов. В условиях реализации ФГОС ООО проведение эксперимента учениками является источником получения новых знаний и умений.

Сам эксперимент требует четкой последовательности действий ученика. А.В. Усова и А.А. Бобров разработали методику проведения эксперимента на основе деятельностного подхода, когда ученик самостоятельно, без описания и инструкций, разрабатывает ход лабораторной работы и выполняет её. В процессе коллективных суждений и умозаключений разрабатывался обобщенный план проведения эксперимента, имеющий следующую структуру [2].

  1. Уяснение цели эксперимента.

  2. Формулировка и обоснование гипотезы, которую можно положить в основу эксперимента.

  3. Выяснение условий, необходимых для достижения поставленной цели эксперимента.

  4. Планирование эксперимента, включающего ответ на вопросы:

а) какие наблюдения провести;

б) какие величины измерить;

в) приборы и материалы, необходимые для проведения опытов;

г) ход опытов и последовательность их выполнения;

д) выбор формы записи результатов эксперимента.

5. Отбор необходимых приборов и материалов.

6. Сбор установки, электрической цепи.

7. Проведение опыта, сопровождаемое наблюдениями, измерениями и записью их результата.

8. Математическая обработка результатов измерений.

9. Анализ результатов эксперимента, формулировка выводов (в словестной, знаковой или устной форме).

В процессе формирования у учащихся умений самостоятельно разрабатывать и проводить лабораторные работы нами использовались такие вычислительные задачи, содержание которых и их решение способствовали самостоятельному выдвижению гипотезы и её обоснованию, которые чаще всего вызывают наибольшие затруднения. Содержание этих задач и их решение подсказывает учащимся логическую последовательность выполнения всей лабораторной работы, всех действий и операций. Так, например, при проведении исследовательской лабораторной работы «Исследование зависимости коэффициента полезного действия наклонной плоскости от угла наклона» учащиеся разрабатывают ход работы на основе решения следующей задачи: «Доказать, что коэффициент полезного действия η наклонной плоскости с углом наклона α при коэффициенте трения μ выражается формулой . Как изменяется КПД наклонной плоскости при увеличении угла наклона?»

Решение задачи основано на понятии физической величины КПД наклонной плоскости, которая определяется отношением полезной работы , которую надо бы совершить по подъему тела на высоту h, к совершенной работе l, где, под действием которой тело перемещается равномерно от основания плоскости до её вершины.

Решая задачу, получаем формулу . Исследуя зависимость = f(α), делаем общий вывод, что с увеличением α увеличивается КПД. Эту зависимость= f(α),отобразим на графике, на котором позже отметим значения, полученные экспериментально на основе формулы.

Таблица 1. Теоретические значения КПД наклонной плоскости.

α, ᵒ

10

15

20

25

30

35

40

η, %

31

40

48

54

59

64

68

Таблица 2. Значения КПД наклонной плоскости, полученные экспериментально.

№п/п

α, ᵒ

mg, кг*м/

h, м

   

l, м

   

1

10

1,5

0,1

0,15

0,6

0,8

0,48

31

2

15

1,5

0,2

0,3

0,7

0,8

0,56

53

3

19

1,5

0,25

0,375

0,8

0,8

0,64

59

4

26

1,5

0,3

0,45

0,9

0,8

0,72

62,5

5

29

1,5

0,38

0,57

1

0,8

0,8

71

6

32

1,5

0,42

0,63

1

0,8

0,8

79

7

38

1,5

0,5

0,75

1,1

0,8

0,88

85

Рис. 1. Графики зависимостей КПД наклонной плоскости от её угла наклона=f (α) и=f(α).

Примечание. Значения коэффициента трения можно определить экспериментальным путём. Для этого нужно вспомнить формулу силы трения

.

Сила трения определяется при помощи динамометра. Поместим нашу наклонную плоскостьгоризонтально. Протянув груз с постоянной скоростью (это значит, что вся поверхность плоскости должна быть отшлифована так, чтобы обеспечить условие постоянной скорости), определим силу трения. Затем подвесим этот же груз и зафиксируем силу тяжести mg. Вычислим коэффициент трения (=0,3).

Рис.2. Схема экспериментального определения коэффициента трения.

По ходу выполнения лабораторной работы ученикам следует вспомнить формулы тригонометрических величин и их изменения с изменением угла, который является аргументом этих функций.

Анализируя итоговый график, можно прийти к выводу, что проведенный эксперимент подтверждает сформулированную гипотезу и закономерность изменения КПД на практике.

Самостоятельное формулирование и обоснование гипотезы гарантирует успешное выполнение и других этапов выполнения эксперимента: определение условий выполнения опытов, его проектирование, анализ результатов и формулировка вывода.

Предложенный метод поможет в дальнейшем самостоятельно выполнять лабораторные работы без её описания. Также нужно отметить, что такая деятельность ученика по выполнению описанной лабораторной работы позволяет достичь предметных и метапредметных результатов:

  • самостоятельное планирование пути достижения целей;

  • определение способов действий в рамках предложенных условий и требований;

  • устанавливание причинно-следственных связей;

  • построение логических рассуждений, умозаключений (индуктивного, дедуктивного и по аналогии);

  • работа с графиками и таблицами.

Библиографический список:

  1. Рымкевич А.П., Рымкевич П.А. Сборник задач по физике для 8–10 классов средней школы.– 6-е изд.–М.: Просвещение, 1981. – 160 с.

  2. Усова А.В., Бобров А.А. Формирование учебных умений и навыков учащихся на уроках физики. – М.: Просвещение, 1988. – 112 с. – (Б-ка учителя физики).

Просмотров работы: 508