Преподавание физики (стр. 15 )

Исследовательской работой может считаться творческая работа, выполненная с помощью корректной, с научной точки зрения, методики, имеющая полученный с помощью этой методики собственный экспериментальный материал, на основании которого делается анализ и выводы о характере исследуемого явления. Особенностью такой работы является непредопределенность результата, который могут дать исследования. Значение работы таково, что оно:

- способствует более глубокому и прочному усвоению знаний по учебным предметам;

- вырабатывает умения и навыки самостоятельной работы учащихся;

- формирует умения применять теоретические знания в решении конкретных практических задач;

- развивает личностные качества ученика;

- влияет на выбор будущей профессии учеников.

Этапы исследования:

n  выявление и постановка проблемы исследования;

n  формулирование гипотезы;

n  планирование и разработка исследовательских действий;

n  сбор данных (накопление фактов, наблюдений, доказательств), их анализ и синтез;

n  сопоставление (соотношение) данных и умозаключений, их проверка;

n  подготовка и написание (оформление) сообщения;

n  выступление с подготовленным сообщением;

n  переосмысление результатов в ходе ответов на вопросы;

n  подготовка выводов, заключений

ТЕТРАДЬ ИССЛЕДОВАТЕЛЯ.

Определения	Собственная интерпретация
Методология – учение о структуре, логической организации, методах и средствах деятельности.	Подбор оптимальных методов с учетом специфики исследования. Рассматривается методология теоретическая и эмпирическая. Для моей работы методологическое значение имеют те ведущие педагогические концепции и теории, которые я беру в основу своего исследования. Необходимо иметь собственную позицию в вопросе выбора базовой теории и концепции и уметь обосновать свой выбор. Методология – учение о принципах построения, формах и способах познания.
Методология – учение о научном методе познания; совокупность методов, применяемых в отдельных науках.
Методология – совокупность методов, применяемых в какой - либо области человеческой деятельности. В рамках общенаучной методологии исследован системный подход, метод моделирования (описание и анализ этапов, уровней научного познания и специфичности методов на каждом из этапов; анализ языка науки; выявление сферы применимости отдельных процедур).
Методология педагогики – учение о педагогическом знании и процессе его добывания, т. е. педагогическом познании.
Метод – способ теоретического исследования или практического осуществления чего-нибудь.	Методы теоретического исследования – это анализ и синтез, аналогия, моделирование. Метод эмпирического исследования – изучение литературы, обобщение и изучение опыта, эксперимент, наблюдение, анкетирование, социометрия. Математические методы( шкалирование, ранжирование).
Метод – это совокупность приемов или операций, практической или теоретической деятельности.
Метод педагогического исследования – система основных подходов и способов исследования, отвечающих предмету и задачам педагогики.
Эксперимент – метод, или прием исследования, с помощью которого объект или воспроизводится искусственно, или ставится в заранее определенные условия.	Эксперимент - исследовательская работа в школе по той или иной проблеме. Тип эксперимента: констатирующий ( диагностика исходного уровня), поисковый( диагностика результатов рабочей гипотезы), формирующий( итоговый по оценке эффективности). Этапы эксперимента: поисково-теоретический, опытно-экспериментальный, обобщающий. или: подготовительный( диагностика), практический( деятельность), обобщающий( контроль, коррекция, анализ), внедренческий( социализация). Этапы – последовательность достижения промежуточных результатов эксперимента.
Эксперимент представляет собой основу научного познания окружающего мира.
Эксперимент – разновидность практического действия, предпринимаемого с целью получения знаний.
Эксперимент – научный опыт; вообще – опыт, попытка сделать, предпринять что-нибудь.
Эксперимент – исследование явлений посредством активного воздействия на них при помощи создания новых условий, соответствующих целям исследования (иногда отождествляют с понятием «метод познания»).
Эксперимент – изменение или воспроизведение явления с целью изучения его в наиболее благоприятных исследованиях. Эксперимент служит проверке гипотезы, уточнению отдельных выводов теории (эмпирически проверяемых следствий), установлению и уточнению фактов.
Наблюдение – это познавательная деятельность, связанная с преднамеренным целенаправленным восприятием предметов и явлений внешнего мира. Это один из важнейших общенаучных методов познания.	Наблюдение – это активная форма деятельности, направленная на определенные объекты, предполагающая формулировку целей и задач. Это важнейший метод исследования.
Наблюдение – преднамеренное, планомерное восприятие, осуществляемое с целью выявить существенные свойства объекта познания.
Актуальный – очень важный для данного момента; существующий, проявляющийся в действительности.	Важность и значительность данного исследования для настоящего момента. Злободневность. Современность.
Актуальность – затруднения, проблемы, противоречия практики, из которых вытекает необходимость эксперимента по данной теме.
Противоречие – положение, при котором одно (высказывание, поступок, мысль) исключает другое, не совместимое с ним.	Положение, при котором из существующих двух высказываний, одно является отрицанием другого.
Противоречие – несоответствие, несогласованность между какими-либо противоположностями (внутри единого объекта). Противоположные стороны каждого противоречия относятся либо к теории, либо к практике.
Проблема – сложный вопрос, задача, требующие разрешения, исследования.	Проблемная ситуация – ситуация, при которой недостаточно профессиональных знаний, для разрешения проблемы.
Проблема – осознание, констатация недостаточности достигнутого к данному моменту уровня знаний, либо следствием появления новых запросов педагогической практики, которые требуют выхода за пределы уже полученных знаний.
Идея – содержит мысль, предположение о целесообразном пути организации деятельности обучаемых, о сочетании в ней известного и нового, о своеобразии педагогической помощи.	Идея – предполагаемое направление моей деятельности в сложившейся (проблемной) ситуации. Некоторое представление о желаемом результате. Цель – определяющий элемент педагогического исследования.
Идея – общее понятие о предмете исследования. Замысел, план, намерение.
Педагогическая цель – ожидаемый результат педагогической деятельности, выраженный в позитивных изменениях в учащихся, появившихся благодаря экспериментальной разработке.
Цель – ожидаемый результат, представленный в форме методических рекомендаций, авторских программ, планов и т. п.	Цель – выявление нового знания ( что хочу создать, проверить в результате эксперимента). Идеальное, мысленное, предвосхищение результата деятельности. Разработка и апробация… Создание комплекса условий для обеспечения положительных личностных изменений в субъектах образования.
Цель – то, к чему стремятся, что надо осуществить, что намерены достигнуть в итоге работы.
Цель – идеальный образ и предвосхищающая модель жизненных ситуаций человека; специфический способ детерминации человеческой деятельности.
Объект в гносеологии – теории познания – это то, что противостоит познающему субъекту в его познавательной деятельности. Это та часть практики или научного знания (если исследование теоретическое или методологическое), с которой исследователь имеет дело.	Объект - это граница изменения практики. Область исследования, которая устроена достаточно сложно и ее необходимо конкретизировать.
Объект - это педагогическое пространство, область, в границах которой находится то, что будет изучаться.
Предмет (чего) – то, на что направлена мысль, что составляет ее содержание или на что направлено какое-н. действие.	Выделенная исследуемая часть из области исследования. Сужение или конкретизация объекта исследования.
Предмет – конкретная часть объекта, показывающая на что именно направлено педагогическое воздействие – на какие свойства, связи, отношения. Исследование предмета позволит получить новое знание о факторах, влияющих на изменение состояния ученика (его развитие, обученность, воспитанность).
Предмет исследования – это та сторона, тот аспект, «проекция», с которой исследователь познает целостный объект, выделяя при этом главные, наиболее существенные признаки объекта.
Гипотеза – научное предположение, выдвигаемое для объяснения каких-нибудь явлений.	Выявление совокупности условий, благодаря которым ожидается предполагаемый эффект. Совокупность мер по реализации задач эксперимента.
Гипотеза – это вид умозаключения, пытающегося проникнуть в сущность еще недостаточно изученной области действительности.
Гипотеза – это предположение, истинность которого не очевидна.
Гипотеза – один из методов научного исследования, познания действительности.
Гипотеза (научная или реальная) – это возможность выдвинуть «проект» решения проблемы.
Задача – то, что требует исполнения, разрешения. Упражнение, которое выполняется, решается посредством умозаключения, вычисления и т. д.	Конкретные шаги к достижению цели. Конкретизация частных целей по отношению к общей. Действия по достижению промежуточных результатов, направленных на достижение цели.
Под задачей в гносеологии понимается данная в определенных конкретных условиях цель деятельности. Задачи исследования выступают как частные, сравнительно самостоятельные цели по отношению к общей цели исследования в конкретных условиях проверки сформулированной гипотезы.
Диагностический инструментарий – средства оценивания результатов эксперимента: анкеты, тесты, тексты контрольных работ.	Какой тип заданий выбрать для проверки результативности эксперимента, с помощью чего осуществлять контроль над результатами.
Критерии оценки ожидаемых результатов признаки или параметры, на основании которых производится оценка эффективности экспериментальной разработки.	Каким образом предполагается фиксировать и диагностировать, какие изменения произошли в учащихся.
Мониторинг – постоянные наблюдения каким-либо процессом с целью изучения его динамики и сравнения с ожидаемыми результатами или первоначальными предположениями.	Наблюдение за формированием личностных качеств ученика на всех этапах эксперимента с последующим сравнением.
Рефлексия – повышенное внимание к своему психическому состоянию, склонность анализировать свои переживания.	Рефлексия – осознанность собственных действий.
Работа с научной литературой – обязательный компонент любой научной деятельности.	Необходимо разграничивать литературные источники по степени их важности, достоверности и признанности в научно-педагогическом мире.

МЕЖПРЕДМЕТНЫЕ СВЯЗИ НА УРОКАХ ФИЗИКИ

доцент кафедры физики МИОО

Методики проведения уроков «повторение» с использованием ИКТ

Повторение эффективно можно провести, предлагая ученикам рассмотрение какой - либо физической проблемы из пройденного курса, причем ее решение целесообразно проводить, используя различные подходы. Очень интересно проходят уроки-конференции, в которых максимально используются информационные технологии. Использование современных средств отображения информации, таких как LCD- проекторы, интерактивные доски позволяет очень увлекательно и динамично провести урочное время. Использование при этом групповых форм, при правильном формировании их состава, дает возможность максимально использовать креативные способности учеников. В данной статье приводится текстовая форма подобного урока успешно проведенного автором. Ученикам было предложено рассмотреть в ходе прохождения повторения темы «Механика» рассмотреть всевозможные аспекты решения задачи равнопеременного движения тел. В конкретном случае обсуждалась задача торможения движущегося тела. За две недели до урока большая часть класса разбивается на несколько групп, разумеется, учитываются желания учеников по выбору той или иной темы. Всем ученикам предлагается рассмотреть широко известную задачу об остановке автомобиля в различных условиях, однако, каждая группа более глубоко прорабатывает какой либо аспект этой темы, подготавливая материалы для показа в MS “Power Point”. Первая группа «вводная» готовит сообщение и наглядные материалы по связи поставленной задачи с безопасности на дорогах (это позволяет говорить о подобном уроке как интегрированном с ОБЖ), вторая, разбирает проблему, основываясь на знаниях раздела механики - «кинематика». Третья группа подробно разбирает эту задачу на основе законов динамики и, наконец, четвертая группа, базируясь на законе сохранения энергии, рассматривает преобразование энергии в этих условиях. Кроме того, есть группа оппонентов, в задачу которых входит внимательно следить за всеми сообщениями, пытаясь найти ошибки, недостатки, дополнения к сообщениям выступающих.

Вводное выступление группы безопасности движения.

В настоящее время во всем мире наблюдается интенсивный рост количества автомобилей. Растет доля перевозок на автомобильном транспорте. Увеличивается их техническое совершенство. Однако, в тоже время, наблюдается рост аварийности на дорогах с тяжелыми исходами. Каждый год на дорогах России гибнет околочеловек. Среди них почти 10 % составляют дети. Виновниками несчастий становятся сами пешеходы, выбегая на дорогу на красный сигнал светофора, в неустановленных местах, перед быстро движущимся транспортом. Во многом виноваты и водители, не учитывающие дорожные условия, не соблюдающие дистанцию, превышающие скоростной режим движения. Часто виновники происшествий оправдываются, что им не хватило нескольких метров для остановки автомобиля.

Так от чего зависит длина тормозного пути автомобиля, почему она меняется в различных условиях движения? Что мы, как пешеходы, должны учитывать для нашей безопасности при передвижении по улицам и перекресткам?

Сообщение «кинематической» группы.

Рассматривается стандартная, достаточно простая, кинематическая задача по определению изменения координаты материальной точки, движущейся с ускорением. Но прежде, давайте определим возможные параметры такого движения, т. е. фактически исходные данные задачи. Для этого вспомним некоторые сведения из кинематики. На рис.1 представлены основные формулы, используемые в кинематике - «Опорный конспект по кинематике». Однако сначала следует определить, можно ли использовать понятие «материальная точка» для рассматриваемого случая. Если начальную скорость автомобиля принять равной 72 км/час, надо сказать весьма обычная величина даже для крупного города, значение удобное и для расчетов, поскольку, как Вы все уже определили, это 20 м/c. Данные экспериментов [1], свидетельствуют, что в обычных условиях (горизонтальная дорога, сухой асфальт и др.) длина тормозного пути составит около 30м, что не так уж сильно превышает размеры самого автомобиля (4-5м). В этих условиях, чтобы использовать удобное понятие материальной точки, выберем центр тяжести автомобиля за эту материальную точку и будем спокойно пользоваться формулами кинематики. Однако, прежде всего, следует выбрать удобную систему координат. Будем считать, что движение прямолинейное, поэтому нам понадобится одна ось (Х, декартовой системы координат). Систему координат свяжем с дорогой, а начало поместим в точку, в которой началось торможение автомобиля. Рассмотрим
рис.2, поясняющий постановку задачи. Обозначим начальную скорость автомобиля Vo, ускорение a. Если направление вектора скорости вдоль оси Х, то вектор ускорения направлен в противоположную сторону, скорость уменьшается, вплоть до нулевого значения (V=0). Движение будем считать равноускоренным (равнозамедленным) a=сonst. Значения ускорений, соответствующие реальным разнообразным условиям можно взять из [1]. Из уравнения (4) рис.1 легко получить уравнение движения материальной точки S(t)

S = Х - Хо = Vо t + at2/2,

а из уравнения (3) также легко получается уравнение скорости V(t):

V = Vо + at.

Не забудем, что уравнения получены для проекций величин (a<0). Из уравнения (5) получается зависимость тормозного пути Sт от начальной скорости и ускорения торможения:

Sт = -Vо2 /2a,

а из (3) можно определить время торможения : t = -Vо/a. Из последних двух выражений следует, что тормозной путь квадратично увеличивается от начальной скорости, скажем, при увеличении скорости в 2 раза тормозной путь автомобиля увеличивается уже в 4 раза, время торможения зависит от начальной скорости линейно, т. е. в нашем случае удваивается. Очень удобно анализировать функциональные зависимости, представленные в графическом виде. Вспомним графики линейной и квадратичной функций, недавно изученных нами на уроках математики, и построим зависимость тормозного пути от начальной скорости (квадратичная функция рис.3) и зависимости времени торможения, также от начальной скорости (линейная функция рис.4). Следует обратить внимание, что тангенс угла наклона этой прямой обратно пропорционален ускорению торможения. Интересно также графически рассмотреть, как меняется скорость автомобиля со временем. Это тоже линейная, но «падающая» зависимость рис.5. Несложные вычисления показывают, что прямая пересекает ось абсцисс при t= Vо/a , а это и есть время торможения. Необходимо также добавить, что площадь под графиком равна тормозному пути автомобиля. Вспоминая, что площадь прямоугольного треугольника равна половине произведения его катетов получим: S = Vо2/2a, что согласуется с ранее полученными результатами. Из уравнения (3) , можно получить зависимость координаты (перемещения) автомобиля от времени (рис.6). Максимум квадратичной функции достигается, конечно, при t = Vо/a. Чтобы наше семейство графических зависимостей было полным, необходимо привести график зависимости ускорения автомобиля от времени (рис.7).

Замечание председателя группы оппонентов:

«Кинематическая» группа очень полно рассмотрела процесс торможения с этой точки зрения. Однако, в реальности существует один, очень важный фактор, сильно влияющий на параметры торможения автомобиля и который может быть рассмотрен с «кинематической» точки зрения. Я хочу сказать о времени реакции водителя автомобиля. Между моментом, когда водитель заметил препятствие перед автомобилем и началом торможения проходит некоторое время, которое можно назвать временем реакции (tр.). Это время зависит от многих факторов (индивидуума, его состояния, например усталости, внимательности и др.). Для его оценки можно применить очень простой способ. Здесь нам снова поможет кинематика. Для проведения эксперимента, я бы попросил помощи члена группы. Я беру длинную линейку и держу ее вертикально. Мой помощник располагает пальцы руки около начала линейки (нулевого деления), которое расположено снизу, не зажимая ее на расстоянии нескольких см от ее поверхности. Я не буду его предупреждать о моменте, когда я ее отпущу. Поэтому линейка пролетит некоторое расстояние h, как свободно падающее тело. Все хорошо помнят это выражение: h = gt2/2 , отсюда легко определить время реакции моего помощника

tр =. Итак, попробуем: h =60см, конечно, нужно провести несколько экспериментов, взять среднее значение, но это уже не наша задача. Оценка дает время реакции около 0,35с. Может это покажется небольшой величиной, но автомобиль, движущийся с постоянной скоростью 20 м/c пройдет за это время 7м. Поэтому график на рис. 5 необходимо изменить (см. рис.8). Тормозной путь должен увеличиться на эту величину. Таким образом, движение автомобиля при торможении надо разделить на два этапа: равномерное движение и равнозамедленное движение, вплоть до полной остановки.

Председатель: если у оппонентов больше замечаний нет, передаю слово «динамической» группе.

Сообщение «динамической» группы.

Прежде всего необходимо отметить, что любое движущееся тело стремится сохранить свое состояние равномерного прямолинейного движения. Это следствие I-закона Ньютона-закона инерции. Теперь будем рассматривать задачу с точки зрения II-закона Ньютона. Представляем схематический чертеж (рис.9), поясняющий задачу. Систему координат возьмем ту же, что и кинематическая группа. На рисунке представлены все силы, действующие на тело, а также его ускорение. N-cила реакции опоры, mg- cила тяжести, Fтр.- сила трения. В проекции на ось X II-закон Ньютона можно записать в следующем виде:

Fтр.= μN = μgm = ma,

отсюда а = μg., где μ-коэффициент трения скольжения. Будем рассматривать случай экстренного торможения, когда колеса автомобиля заблокированы и скользят по асфальту. Тогда μ-коэффициент трения резины по асфальту. Используя, это значение ускорения и, полученные ранее формулы, можно получить выражение для длины тормозного пути S = V2/2μg и времени торможения t = V/μg , последнее выражение можно получить сразу, если воспользоваться записью II-закона Ньютона в импульсной форме: Ft = Δp= -mVo, отсюда получается уже известное выражение t = Vo/ μg . Проанализируем эти выражения. И тормозной путь, и время торможения обратно пропорциональны коэффициенту трения, поэтому при изменении условий движения (мокрый, грязный асфальт или, тем более обледенелый) величина тормозного пути и времени торможения резко возрастают. Из II закона Ньютона в импульсной форме хорошо видно, что при очень малом времени остановки автомобиля, например при ударе о массивное тело, сила, действующая на автомобиль становится столь большой, что приводит к его разрушению.