Программа элективного курса
для подготовки учащихся
по физики
«Использование электронных таблиц Microsoft Excel (Open Office)
на уроках физики»
Разработал учитель физики и информатики
МБОУ «СОШ №12»
Город Ноябрьск
Пояснительная записка
В настоящее время, подавляющее число учеников основной школы имеют дома компьютеры. Однако большинство из них используют компьютер для всевозможных игр и бесцельного блуждания по просторам Интернета. И только небольшая часть детей использует компьютер для решения учебных задач.
Программная среда Ms Excel (Open Office) является удобным средством решения разнообразных расчетных задач. Электронные таблицы, первоначально использовавшиеся для финансовых расчетов, все шире применяются для сложных многошаговых технических расчетах. Рост компьютеризации школ дает возможность каждому учителю использовать на своих уроках информационные технологии, что с одной стороны, активизирует внимание учащихся и усиливает их интерес к уроку, а с другой – облегчает работу учащихся и учителя. Так, применение электронных таблиц на уроках физики может сократить время при проведении однотипных расчетов, например при выполнении лабораторных работ, где требуется рассчитывать одни и те же физические величины для нескольких опытов.
Цели курса:
- научить использовать практические знания о программной среде Ms Excel (Open Office) в решении задач по физике;
- дать учащимся представление о практическом применении законов физики к изучению физических явлений и процессов, происходящих в окружающем нас мире;
- познакомить учащихся с методами познания физических явлений и процессов, происходящих в жизни.
Задачи курса:
- показать практическое применение информационных технологий при изучении законов физики к решению задач, связанных с явлениями и процессами, происходящими в окружающем нас мире;
- дать понятие о методическом аппарате наблюдения за физическими процессами и явлениями;
- научить приемам и методам подхода к решению задач;
- сформировать у учащихся навыки применения теоретических знаний в практической деятельности при оценке параметров конкретных физических величин или явлений;
- научить правильно количественно оценивать физические величины и процессы, самостоятельно находить необходимые для оценки данные.
В основе данного курса лежит формирование теоретической базы и овладение учащимися конкретными навыками использования возможностей данного редактора при решении физических задач.
В жизни каждому нередко приходится делать прикидки, оценки. Грубая прикидка, оценка по порядку величины — почти обязательный этап подготовки любого эксперимента, теоретической разработки. Умение делать прикидки очень важный элемент практически в любой исследовательской и творческой работе.
Не требуется особых доказательств того, что именно физические задачи-оценки формируют такие умения.
Но жесткая ограниченность программы школьного курса физики во времени не позволяет уделить достаточное количество внимания решению физических задач, в том числе и задач-оценок.
Между тем именно задачи позволяют применить теоретические положения и законы физики на практике, другими глазами увидеть происходящие вокруг нас процессы и явления, «приземлить» довольно сложную теорию. Именно эти задачи позволяют оценить человека как физический объект, определить его место и роль в природе.
Предлагаемая программа ставит своей целью обратить внимание каждого учащегося на самого себя: узнать свои параметры, свои возможности и взаимодействие с окружающим миром.
Некоторые задачи требуют измерений (например, количество шагов, время движения) – то есть сочетают эксперимент и расчет, некоторые основываются на известных о себе данных (например, вес).
Физическая постановка задачи, выбор и построение простейшей физической модели явления — наиболее важный и вместе с тем трудный этап решения задач. Нужно правильно отобрать физические параметры, наиболее существенные для задачи, определяющие ее физику, и пренебречь параметрами, слабо влияющими на интересующее нас явление. В программе этот этап предлагается в виде простейшей модели человека как совокупности нескольких геометрических тел.
И здесь очень важным моментом является использование знаний математики (законов арифметики, алгебры, геометрии) как инструмента при решении физических задач.
В первой части предлагаемой программы (первые 6 занятий) основное внимание уделяется ознакомлению с таблицам Microsoft Excel (Open Office) .
Во второй части программы (7 занятий) – решению задач по физике с использованием таблиц Microsoft Excel.
Каждый ребенок должен знать в оценочном варианте длину своего шага (для измерения расстояний в шагах), скорость своего передвижения, усилие, развиваемое рукой как рычагом, давление крови, мощность, развиваемую сердцем, площадь поверхности, объем и плотность своего тела и так далее.
По мере освоения курса постановка задач усложняется, но в любом варианте задачи должны быть непосредственно связаны с окружающей ребенка средой.
По итогам изучения данного курса ученики выполняют практическую работу по физике с оформлением результатов эксперимента с помощью электронных таблиц.
Форма контроля и оценки знаний учащихся, а также поощрение за дополнительно выполненные задания, может быть выбрана самим учителем. В качестве системы оценки может быть выбрана рейтинговая система, форма контроля – зачетная. Но это на усмотрение учителя.
Учебно-тематический план
№ | Тема | Кол-во часов | ||
Всего | Теория | Практика | ||
Введение. | 1 | 1 | - | |
1 | Технология обработки числовой информации. | 3 | 1,5 | 1,5 |
1.1 | Интерфейс приложения Ms Excel (Open Office). Панели инструментов. | 0,5 | 0,25 | 0,25 |
1.2 | Ввод в ячейки данных и формул. Редактирование. | 0,5 | 0,25 | 0,25 |
1.3 | Действия над объектами. Перемещение, копирование, заполнение, автозаполнение, удаление. | 0,5 | 0,25 | 0,25 |
1.4 | Относительная и абсолютная адресация ячеек. | 0,5 | 0,25 | 0,25 |
1.5 | Мастер функций. Стандартные функции Ms Excel (Open Office). | 0,5 | 0,25 | 0,25 |
1.6 | Мастер диаграмм. Виды диаграмм. График. Настройка диаграмм. | 0,5 | 0,25 | 0,25 |
2 | Использование электронных таблиц при решении задач. | 7 | 1,5 | 5,5 |
2.1 | Законы равномерного прямолинейного движения материальной точки. | 1 | 0,25 | 0,75 |
2.2 | Основные физические понятия механики, такие как сила и давление | 1 | 0,25 | 0,75 |
2.3 | Основные энергетические понятия, такие как: потенциальная и кинетическая энергия, механическая работа, мощность, коэффициент полезного действия. | 1 | 0,25 | 0,75 |
2.4 | Законы сохранения импульса и энергии в механике | 1 | 0,25 | 0,75 |
2.5 | Основные термодинамические величины, такие как температура, количество теплоты, теплоемкость. | 1 | 0,25 | 0,75 |
2.6 | Проявление физических законов в окружающей среде. | 2 | 0,25 | 1,75 |
3 | Проведение эксперимента с оформлением результата с использованием электронных таблиц. | 6 | 2 | 4 |
Итого | 17 | 6 | 11 |
Требования к уровню освоения содержания курса.
Программа элективного курса «Использование электронных таблиц Microsoft Excel на уроках физики» призвана сформировать знания, умения и навыки по практическому применению информационных технологий к изучаемым в основной школе законов физики.
Для успешного освоения программы учащийся должен знать:
- интерфейс приложения Ms Excel (Open Office) ;
- панели инструментов;
- абсолютную и относительную адресацию ячеек;
- мастер функций;
- мастер диаграмм;
- законы равномерного прямолинейного движения материальной точки;
- основные физические понятия механики, такие как сила и давление;
- основные энергетические понятия, такие как потенциальная и кинетическая
энергия, механическая работа, мощность, коэффициент полезного действия;
- законы сохранения импульса и энергии в механике;
- основные термодинамические величины, такие как температура, количество теплоты, теплоемкость;
В процессе изучения предлагаемого курса учащийся должен приобрести умение:
- выделять столбцы, строки, блоки, таблицы;
- осуществлять ввод чисел, текста, формул;
- производить редактирование данных;
- производить действия над объектами;
- производить расчеты с использованием электронных таблиц;
- строить по результатам расчетов графики функций и диаграммы;
- решать задачи, применяя различные приемы и используя изученные в школе законы физики;
- работать со справочной литературой и находить необходимые для решения поставленной задачи значения физических величин.
Программа предполагает приобретение учащимся основных навыков:
- использование электронных таблиц Microsoft Excel (Open Office) на уроках физики; - применения законов прямолинейного движения к процессу собственного движения в различном режиме, а также оценку параметров различных движущихся объектов;
- применения законов динамики к оценке собственных мускульных усилий и силовых возможностей;
- применения законов сохранения энергии и импульса к оценке силы удара;
- применения законов физики к оценке энергетического состояния системы.
Содержание.
Введение.
Цели и задачи данного курса. Краткое содержание курса.
1. Технология обработки числовой информации.
1.1. Элементы окна приложения Ms Excel (Open Office). Панели инструментов.
Запуск приложения. Окно приложения и его элементы. Панель главного меню и ее элементы. Строка заголовка. Панели инструментов и их элементы. Столбец названия строк. Строка названия столбцов. Строка. Столбец. Ячейка. Рабочий лист. Строка адреса ячеек. Строка формул. Выделение объектов.
1.2. Ввод в ячейки данных и формул. Редактирование.
Ввод чисел со знаками «+», «-» или без них. Ввод больших или маленьких чисел. Установка формата числа. Ввод текста. Формула. Ввод арифметических выражений. Ввод формул. Редактирование записанной в ячейку информации.
1.3. Действия над объектами. Перемещение, копирование, заполнение, автозаполнение, удаление.
Перемещение объекта при помощи мыши. Перемещение объекта через командное меню. Копирование объекта при помощи мыши. Перемещение объекта при помощи командного меню. Заполнение ячеек при помощи мыши. Автозаполнение. Удаление данных из объекта.
1.4. Относительная и абсолютная адресация ячеек.
Относительная адресация. Абсолютная адресация и необходимость ее применения. Смешанная адресация.
1.5. Мастер функций. Стандартные функции Ms Exce (Open Office)l.
Мастер функций и его назначение. Стандартные функции. Вставка функций в ячейки. Редактирование функций.
1.6. Мастер диаграмм. Виды диаграмм. График. Настройка диаграмм.
Мастер диаграмм и его назначение. Понятие диаграммы. Круговые, столбиковые, линейные диаграммы. Графики. Виды графиков. Построение диаграмм и графиков при помощи мастера диаграмм.
2. Решение различных типов задач по физике с использованием Ms Excel (Open Office).
2.1. на законы равномерного прямолинейного движения материальной точки;
2.2. на основные физические понятия механики, такие как сила и давление;
2.3. на основные энергетические понятия, такие как: потенциальная и кинетическая энергия, механическая работа, мощность, коэффициент полезного действия;
2.4. на законы сохранения импульса и энергии в механике;
2.5. на основные термодинамические величины, такие как температура, количество теплоты, теплоемкость;
2.6. проявление физических законов в окружающей среде.
3. Проведение эксперимента с оформлением результата в Ms Excel (Open Office).
Моделирование физических процессов, решения задач по физике с использованием электронных таблиц.
Технические средства обучения:
- компьютер; принтер; сканер; модем; комплект мультимедиа; компьютерный класс; мультимедиапроектор; экран переносной.
Информационные среды:
- информационные ресурсы Интернет локальная сеть; электронная почта.
Список использованных источников и литературы.
| Дьяченко направление развития образования в современном мире. – М.: Школьные технологии, 2005. – 512 с. Информатика. Задачник-практикум в 2т. /Под ред. , . Том 1 – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2003. Информатика. Информационные технологии. Учебник для 10-11 кл. /Под ред. . –М.: Лаборатория базовых знаний, 2002. Касьянов . 10 кл.: Учеб. Для общеобразоват. учеб. заведений. – 5-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, 2001. – 256с.: ил. Митина подход и схематическая типизация учащихся //Вопросы психологии. 1991. № 35. С. 28 – 35. , Гутник -9.: Учеб. Для общеобразоват. учеб. заведений. –13-е изд., дораб. – М.: Дрофа, 2008. – 300,с.: ил. Практикум по информатике и информационным технологиям 9 кл. Учебное пособие для общеобразовательных учреждений. /Под. Ред. , , - М.: Лаборатория базовых знаний, 2002. Управление системой профильного обучения в школе. // , © Журнал «Директор школы», 2006. № 3. Разработка и экспертиза программ элективных курсов. // : «Энциклопедия административной работы в школе». 2005. № 4. Рекомендации по организации профильного обучения на основе инвидуальных учебных планов обучающихся / Приложение к письму Департамента общего и дошкольного образования Минобразования и науки РФ -51-102/13 Журнал «Директор школы», 2004. № 9. , , Шестакова . Базовый курс 7-9кл. -2-е изд., испр. и доп. - М.: Бином Лаборатория знаний, 2003. , Евсеев информатика: Учебное пособие для средней школы. Универсальный курс. –М.: АСТ-ПРЕСС КНИГА: Информком - Пресс, 2.-480с. Элективные курсы - ответ на запросы ученика и учителя, семьи и государства. // , © Журнал «Директор школы», 2006. № 1. http://www. curator. ru/do minus. html Интернет технологии в образовании. http://www. metod-kopilka. ru/page-2-2-6-13.html http://festival.1september. ru/articles/506713/ http://www. rusedu. info/Article780.html |
Приложение
Тема урока «Исследование зависимости длины тормозного пути от различных погодных условий»
Тип урока: систематизации и обобщения знаний.
Цели урока:
- применить технологию обработки числовой информации при решении задач по физике; сформировать умение использовать электронные таблицы при решении типовых задач; сформировать навыки экспериментального оформления результата с использованием электронных таблиц; развить логическое мышление, умение анализировать и самостоятельно выполнять задания; сформулировать выводы о длине тормозного пути в зависимости от погодных условий при различных значениях скоростей.
Задачи урока:
- обобщить и углубить знания учащихся по информатике и физике; решить задачу по физике с учетом переменных значений коэффициента трения, найти тормозной путь при различных значениях скорости; составить таблицу для расчета этих данных в Ms Excel.
- сделать выводы о необходимости соблюдении дистанции и скоростного режима на дорогах в реальных условиях.
Ход урока
Этапы | Содержание этапов урока | |
1. Организация начала занятия. | Подготовка учащихся к работе на занятии. | Беседа учителя. |
2. Подготовка к основному этапу занятия. | Обеспечение мотивации и принятия учащимися цели, учебно-познавательной деятельности, актуализация опорных знаний и умений. Учащиеся отвечают фронтально на предложенные вопросы по теме (см. приложение к уроку1) | Фронтальная беседа. |
3. Обобщение и систематизация знаний. | Учащиеся решают задачу по физике по теме «Исследование зависимости длины тормозного пути от различных погодных условий». Учитель предлагает рассмотреть тормозной путь для различных значений коэффициентов трения и скоростей. Для расчета обработки числовой информации использовать электронные таблицы Ms Excel. Подвести итоги оценки длины тормозного пути в зависимости от погодных условий при различных скоростях. Учащиеся делают выводы о необходимости соблюдении дистанции и скоростного режима на дорогах (см. приложение к уроку 2) | Решение задачи учащимися. Самостоятельная работа на компьютере. Обсуждение полученных результатов для безопасности движения. |
4. Подведение итогов занятий. | Анализ и оценка успешности достижения цели | Беседа учителя. Обсуждение результатов работы учащихся на занятии. |
Приложение к уроку 1
Какие виды сил вы знаете? Как движется тело под действием силы упругости; силы тяжести? Какова причина возникновения силы трения? В чем отличие силы трения от других видов сил? Какую роль оказывает сила трения на скорость движения тела?
Приложение к уроку 2
Решение задачи
Задача: Шофер автомобиля, едущего со скоростью 
, внезапно увидел перед собой препятствие и резко затормозил. Чему равен тормозной путь, при различных погодных условиях?
Дано: Решение:
Y 
N OX: - ma = -
l-? F
X 
OY: 0 = - mg +N
N = mg
mg ma = 
mg
l = 
; 
; 
; 
.
Анализ определения тормозного пути при различных скоростях и коэффициентах трения
| ||||||
|
|
|
|
|
| |
Сухой асфальт | 2,23 | 5 | 8,91 | 13,92 | 20 | 27,27 |
Сухой асфальт | 3,12 | 7 | 12,46 | 19,49 | 28 | 38,17 |
Мокрый асфальт | 3,47 | 7,79 | 13,85 | 21,65 | 31,19 | 42,41 |
Мокрый асфальт | 4,46 | 10 | 17,81 | 27,84 | 40 | 54,53 |
Гололед | 7,81 | 17,52 | 31,17 | 48,72 | 70,08 | 95,43 |
Гололед | 10,41 | 23,36 | 41,56 | 64,96 | 93,44 | 127,24 |
= 20км/ч= 5,56м/с
= 30км/ч= 8,33м/с
= 40км/ч = 11,11м/с
= 50км/ч = 13,89м/с
= 60км/ч = 16,67м/с
= 70км/ч = 19,44м/с
= 0,7
= 0,5
= 0,45
= 0,35
= 0,20
= 0,15