РАЗРАБОТКА СБОРНИКА ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ И ИССЛЕДОВАНИЙ ПО ФИЗИКЕ ДЛЯ СЕМИКЛАССНИКОВ

XXV Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке

Личный портфель

РАЗРАБОТКА СБОРНИКА ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ И ИССЛЕДОВАНИЙ ПО ФИЗИКЕ ДЛЯ СЕМИКЛАССНИКОВ

Гринкевич И.Д. 1Русаков С.С. 1
1ГБОУ Гимназия 177 Красногвардейского района Санкт-Петербурга
Картуков А.Г. 1
1ГБОУ Гимназия 177 Красногвардейского района Санкт-Петербурга
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Диплом школьникаСвидетельство руководителя
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

ВВЕДЕНИЕ

«Никаким количеством экспериментов нельзя доказать теорию; но достаточно одного эксперимента, чтобы её опровергнуть»

Альберт Эйнштейн

Физика одна из наиболее древних и величайших наук, изучаемых человеком. Физика – это наука, изучающая свойства материи, основа всего естествознания. Изучать физику – значит изучать Вселенную. В современном мире значение физики чрезвычайно велико.

В пятом классе мы начали изучать на внеурочной деятельности новый для нас и очень интересный предмет – физика. В седьмом классе мы продолжили изучение этого интересного предмета в программе основной школы, уже не только описывая физические явления и решая качественные задачи, но и обосновывая каждое понятие, термин, определение, подтверждая их расчетами, формулами и законами. Изучение теоретических положений невозможно без экспериментальных проверок установленных зависимостей и закономерностей, поэтому наши познания закреплялись лабораторными работами, исследованиями и опытами.

Выполняя лабораторные работы, исследования и опыты, мы обратили внимание, что несмотря на то, что все работы соответствуют учебной программе, но некоторые из них отсутствуют в учебнике, и нам приходилось использовать дополнительные раздаточные материалы, подготовленные учителем. Мы решили собрать все лабораторные работы и исследования вместе в единый сборник, оформить его однообразно для удобства и простоты выполнения опытов, расчетной части, закрепления теоретических положений.

Этим и обусловливается актуальность выбранной темы.

Исходя из актуальности темы, целью проектаявляется – разработка сборника лабораторных работ и исследований по физике для учащихся седьмых классов.

Задачи проекта:

1. На основе сбора и анализа информации литературных источников о лабораторных работах и исследованиях по физике для учащихся седьмых классов, методах их проведения обосновать единый алгоритм их выполнения.

2. Разработать сборник лабораторных работах и исследований по физике для семиклассников.

3. Выполнить оценку эффективности использования разработанного сборника.

На защиту выносится:

  • Сборник лабораторных работ и исследований по физике.

1. Анализ лабораторных работ и исследований по физике, проводимых в седьмом классе основной школы

1.1 Сбор и анализ информации о лабораторных работах и исследованиях, методах их проведения

Мы начали нашу работу со сбора информации для сборника. Основным источником информации для нас, конечно, послужил наш учебник по физике, в котором некоторые лабораторные работы очень хорошо описаны, но основная проблема сбора информации заключалась в том, что большая часть лабораторных работ и исследования отсутствует в учебнике в том или ином виде, поэтому информацию приходилось искать в дополнительных источниках. По названию лабораторных работ мы искали в интернете их описание и процесс проведения.

Для каждой лабораторной работы и исследования мы определили из опыта прошлых лет структуру содержания лабораторной работы, алгоритм ее выполнения и план, включающий в себя следующие разделы:

  • название лабораторной работы;

  • цель;

  • гипотеза (для исследования);

  • оборудование и материалы для проведения;

  • правила пользования оборудованием (по необходимости);

  • ход выполнения работы;

  • порядок оформления результатов работы (таблицы, расчетные формулы, закономерности, графики и т.п.);

  • контрольные вопросы для закрепления материала.

На примере лабораторной работы “Измерение температуры при помощи жидкостного термометра и датчика температуры” цель может звучать так:

Рисунок 1 – Цель лабораторной работы (исследования)

На примере урока-исследования “Дальность полёта шарика, пущенного горизонтально, тем больше, чем больше высота пуска” может быть выбрано следующее оборудование и материалы:

Рисунок 2 – Оборудование и материалы лабораторной работы (исследования)

На примере лабораторной работы “Определение плотности твердого тела” порядок выполнения работы может быть представлен в виде:

Рисунок 3 – Порядок выполнения лабораторной работы (исследования)

1.2 Лабораторные работы и исследования, проводимые в седьмом классе основной школы

В седьмом классе основной школы по учебной программе курса физики предусмотрено проведение лабораторных работ и исследований, краткое описание которых представлено ниже.

Урок-исследование: “Измерение температуры при помощи жидкостного термометра и датчика температуры.” В данной работе необходимо провести измерения температуры спиртовым термометром и датчиком температуры и доказать, что в одинаковых условиях они одинаковы.

Урок-исследование “Дальность полёта шарика, пущенного горизонтально, тем больше, чем больше высота пуска.” В этой работе надо провести эксперимент сбрасывая шарик с разной высоты и фиксируя дальность его полета. Доказать, что дальность полета шарика тем больше, чем больше высота спуска шарика.

Урок-исследование «Опыты по наблюдению теплового расширения газов.» В работе надо доказать, что газы расширяются и сжимаются при нагревании и охлаждении проведя эксперимент, и на основе полученных данных сформулировать выводы.

Лабораторная работа “Определение плотности твердого тела.” В этой работе надо измерить массу и объем тела и при помощи этих данных вычислить плотность тела.

Лабораторная работа «Изучение зависимости растяжения (деформации) пружины от приложенной силы». В данной работе необходимо измерить вес тела с помощью динамометра и удлинение пружины под действием этого груза, а затем с помощью этих данных установить зависимость между удлинением пружины и приложенной к ней силы.

Лабораторная работа «Изучение зависимости силы трения скольжения от силы давления и характера соприкасающихся поверхностей». В этой работе надо при помощи динамометра измерить вес тела, а затем тянув динамометром это тело, измерить силу трения скольжения и при помощи этих данных рассчитать коэффициент трения скольжения. Проделать эту процедуру с разными телами и сформулировать выводы.

Лабораторная работа «Определение выталкивающей силы, действующей на тело, погруженное в жидкость.» В данной работе надо с помощью динамометра вычислить вес тела в воздухе и в воде, после этого посчитать выталкивающую силу этого тела и повторить опыт с другим телом. На основе данных установить зависимость выталкивающей силы, действующей на погруженное в жидкость тело, от плотности жидкости и объема погруженной части тела.

Лабораторная работа по теме «Исследование зависимости веса тела в воде от объёма погружённой в жидкость части тела». В данной лабораторной работе необходимо сначала измерить динамометром вес тела в воздухе, а затем по опускать тело в воду. На основе полученных данных сформулировать выводы о зависимости веса тела в воде от объема погруженной в воду части тела.

Лабораторная работа “Конструирование ареометра или конструирование лодки и определение се грузоподъёмности.” В этой работе надо сконструировать ареометр и затем погружать его в воду, масло и молоко. После сравнить показания самодельного ареометра и реальной плотности жидкости.

Урок-исследование "Расчет мощности, развиваемой при подъеме по лестнице." В данной работе надо измерить свой вес, затем сосчитать высоту одной ступеньки и количество ступенек между первым и вторым этажом, после при помощи этих данных сосчитайте механическую мощность, которую вы развиваете при подъеме на свой этаж.

Урок-эксперимент по теме "Изучение изменения потенциальной и кинетической энергии тела при движении тела по наклонной плоскости." В данной работе необходимо измерить массу шарика и по очереди запускать его с разных точек по наклонному желобу вниз, на основе этих данных сосчитайте кинетическую и потенциальную энергию для этого шарика.

Таким образом, исходя из анализа учебников и электронных вариантов выполнения лабораторных работ и исследований, проводимых в седьмом классе основной школы, построения структуры будущего сборника, анализа содержания каждой работы, мы были готовы приступить к созданию сборника.

2. Разработка сборника лабораторных работах и исследований по физике для семиклассников

2.1. Обработка информации и планирование работы по разработке сборника

После сбора информации мы начали объединять ее в один продукт. Нами был составлен план создания сборника, который включал:

  1. запись и корректировку всей информации о лабораторных работах и исследованиях в документ формата Microsoft Word;

  2. формулировка целей, гипотез (для исследований), составление списка основного оборудования и материалов для проведения работ;

  3. добавление таблиц, формул, возможных графиков (диаграмм, номограмм) в продукт;

  4. добавление измерительных приборов и их изображений (фотографий), а также правил пользования ими;

  5. формулировка контрольных вопросов к каждой работе.

П еред началом работы нами был составлен список и оформлено содержание всех работ, которые предстояло описать (рисунок 4).

Рисунок 4 – Содержание лабораторных работ (исследований)

2.2 Ход разработки сборника лабораторных работах и исследований

Первым пунктом нашего плана была запись всей собранной нами информации в один документ. Для этого мы использовали текстовый редактор – Microsoft Word. Всю информацию, найденную нами, мы скопировали в документ. Мы написали номер, название каждой лабораторной работы и исследования, составили план выполнения каждой из них.

Вторым пунктом плана было формулировка целей, гипотез (для исследований), составление списка основного оборудования и материалов для проведения работ. Так-как первое, что необходимо при выполнении работы, это ее цель. Для того, чтобы знать, что надо найти или узнать в ходе исследования, мы начали именно с нее. Исходя из названия и плана выполнения работы мы записывали ее цель, например:

Рисунок 5 – Пример цели лабораторной работы (исследования)

Гипотеза, которая формулируется для уроков-исследований, может быть сформулирована в таком виде:

Рисунок 6 – Пример сформулированной гипотезы лабораторной работы (исследования)

В каждой работе необходимо правильно подобрать оборудование и материалы, используемые в ходе ее выполнения с учетом их наличия в нашем классе. Пример подобранного оборудования представлен ниже.

Рисунок 7 – Пример оборудования и материалов для выполнения лабораторной работы (исследования)

Также для выполнения работ нужны формулы для расчета различных величин в зависимости от цели. При помощи редактора формул мы добавляли формулы, которые необходимы для выполнения работы:

Рисунок 8 – Пример оформления формулы

А результаты могут быть оформлены в форме таблиц, чтобы вписывать в них полученные значения.

Рисунок 9 – Пример оформления таблицы

Следующим пунктом плана было добавление правил пользования измерительными приборами которые необходимы для выполнения работы. Так как для выполнения работ потребуется много измерительных приборов мы решили, что для удобства использования справочника нужно добавить краткие руководства для пользования ими. В интернете мы искали фотографию прибора и руководство по его использованию. После чего вписывали найденную информацию в наш документ.

Рисунок 10 – Пример руководство по его использованию оборудования

В завершении к каждой работе мы постарались сформулировать контрольные вопросы для закрепления теоретического материала

Рисунок 11 – Пример контрольные вопросы для закрепления теоретического материала

Результат работы представлен на рисунке 12 урока-исследования «Измерение температуры при помощи жидкостного термометра и датчика температуры».

Все запланированные одиннадцать работ были выполнены и оформлены по вышеизложенному алгоритму, собраны в сборник, титульный лист которого представлен на рисунке 13.

Рисунок 12 – Пример урока-исследования «Измерение температуры при помощи жидкостного термометра и датчика температуры».

Рисунок 13 – Титульный лист сборника

3. Оценка эффективности разработанного сборника лабораторных работах и исследований по физике

После создания сборника мы решили опросить наших одноклассников, чтобы узнать их мнение. Мы показали им наш проект и спросили, считают ли они данный сборник хорошим или он имеет недостатки и нуждается в доработке. Мы записали число проголосовавших и по результатам опроса составили круговую диаграмму (рисунок 14).

Рисунок 14 – Результаты опроса оценки эффективности

разработанного сборника

Всего нами было опрошено 29 человек, из которых 25 одноклассникам понравился справочник, а 4 не понравился. Больше всего претензий было к контрольным вопросам по лабораторным работам из-за того, что где-то их было недостаточно, а где-то их вообще не было, так-как мы не знали, как правильно составить к ним вопросы. Для того чтобы исправить эту проблему мы обратились к интернету, чтобы узнать тему некоторых лабораторных работ подробнее. Каждую лабораторную работу мы изучили несколько раз, чтобы составить вопросы к ней и в итоге наша работа была завершена и были сформулированы вопросы к каждой работе.

Примеры контрольных вопросов представлены на рисунке 15.

Рисунок 15 – Примеры скорректированных контрольных вопросов

Также ребята нам предложили сделать гиперссылки в содержании на страницы с лабораторными работами и исследованиями для более быстрой навигации по сборнику. Мы решили, что благодаря гиперссылкам пользоваться нашим сборником будет удобнее и реализовали это предложение. Мы записали номер каждой страницы с лабораторной работой в содержание и добавили ссылку на эту страницу.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе анализа выполняемых лабораторных работ и уроков-исследований по физике в 7 классе нами было установлено, что несмотря на то, что все работы соответствуют учебной программе, некоторые из них отсутствуют в учебнике, а выполнение работ сопровождалось использованием дополнительных раздаточных материалов, подготовленных учителем. Для удобства и простоты выполнения опытов, расчетной части, закрепления теоретических положений, необходимых при выполнении лабораторных работ и уроков-исследований мы решили собрать все работы вместе в единый сборник, оформить его однообразно, чтобы в дальнейшем пользовать на уроках физики.

Для каждой лабораторной работы и исследования мы определили структуру содержания работы, алгоритм ее выполнения и порядок оформления, включающий в себя название; цель; гипотеза (для исследования); оборудование и материалы для проведения; правила пользования оборудованием (по необходимости); ход выполнения работы; порядок оформления результатов работы (таблицы, расчетные формулы, закономерности, графики и т.п.); контрольные вопросы для закрепления материала.

Запись и корректировку всей информации о лабораторных работах и исследованиях оформили в документ формата Microsoft Word и сброшюровали в единый сборник.

Представили разработанный нами сборник для обсуждения среди обучающихся 7 классов гимназии, на основе проведенного опроса устранили замечания, скорректировали контрольные вопросы и подготовили сборник для использования в образовательном процессе.

Таким образом, цель, поставленная в начале работы – разработка сборника лабораторных работ и исследований по физике для учащихся седьмых классов, достигнута.

Все поставленные задачи решены.

Самые известные физики в истории получили признание благодаря великолепному вкладу, внесенному их исследованиями и теориями, без которых мир не был бы таким, каким мы его знаем сегодня, но любое теоретическое исследование должно быть проверено экспериментом.

«…Не бывает ничего слишком чудесного, чтобы быть правдой, если только это согласуется с законами природы; а в делах, подобных этим, эксперимент — лучшая проверка такого согласия.»

Майкл Фарадей

Список использованных источников

  1. Перышкин, И.М.: Физика: 7-й класс: базовый уровень: учебник / И. М. Перышкин, А. И. Иванов. – 3-е изд., перераб. – Москва: Просвещение, 2023. – 239 с. – ISBN 978-5-09-102554-5/

  2. Урок-исследование Измерение температуры при помощи жидкостного термометра и датчика температуры: [сайт]. – 2025. – URL: https://infourok.ru/urok-issledovanie-izmerenie-temperatury-pri-pomoshi-zhidkostnogo-termometra-i-datchika-temperatury-6770019.html?ysclid=m548fmn08f329341071 (дата обращения: 15.01.2025).

  3. Урок-исследование по проверке гипотезы: дальность полёта шарика, пущенного горизонтально, тем больше, чем больше высота пуска: [сайт]. – 2025. – URL: https://infourok.ru/urok-issledovanie-po-proverke-gipotezy-dalnost-polyota-sharika-pushennogo-gorizontalno-tem-bolshe-chem-bolshe-vysota-puska-6751371.html?ysclid=m548heyurj804120528 (дата обращения: 15.01.2025).

  4. Урок-исследование по физике "Опыты по наблюдению теплового расширения газов": [сайт]. – 2025. – URL: https://infourok.ru/urok-issledovanie-po-fizike-opyty-po-nablyudeniyu-teplovogo-rasshireniya-gazov-7-klass-6824191.html?ysclid=m548jk5edf19384713 (дата обращения: 16.01.2025).

  5. Лабораторная работа «Изучение зависимости растяжения (деформации) пружины от приложенной силы»: [сайт]. – 2025. – URL: https://infourok.ru/laboratornaya-rabota-izuchenie-zavisimosti-rastyazheniya-deformacii-pruzhiny-ot-prilozhennoj-sily-6863154.html?ysclid=m548nu12a9446513166 (дата обращения: 16.01.2025).

  6. Лабораторная работ «Изучение зависимости силы трения скольжения от силы давления и характера соприкасающихся поверхностей»: [сайт]. – 2025. – URL: https://infourok.ru/laboratornaya-rabot-7-klass-izuchenie-zavisimosti-sily-treniya-skolzheniya-ot-sily-davleniya-i-haraktera-soprikasayushihsya-pove-6932681.html?ysclid=m548om8gqa617465930 (дата обращения: 17.01.2025).

  7. Лабораторная работа «Определение выталкивающей силы, действующей на тело, погруженное в жидкость»: [сайт]. – 2025. – URL: https://infourok.ru/laboratornaya-rabota-opredelenie-vytalkivayushej-sily-dejstvuyushej-na-telo-pogruzhennoe-v-zhidkost-7-klass-7062586.html?ysclid=m548p6gjes690103485 (дата обращения: 18.01.2025).

  8. Лабораторная работа по теме «Исследование зависимости веса тела в воде от объёма погружённой в жидкость части тела»: [сайт]. – 2025. – URL: https://infourok.ru/laboratornaya-rabota-po-teme-issledovanie-zavisimosti-vesa-tela-v-vode-ot-obyoma-pogruzhyonnoj-v-zhidkost-chasti-tela-7056329.html?ysclid=m548prsxay570433295 (дата обращения: 20.01.2025).

  9. Конструирование ареометра или конструирование лодки и определение ее грузоподъемности: [сайт]. – 2025. – URL: https://multiurok.ru/index.php/files/lrr-6-konstruirovanie-areometra-ili-konstruirovani.html?ysclid=m548qfd6w7402033918 (дата обращения: 21.01.2025).

  10. Урок-исследование "Расчет мощности, развиваемой при подъеме по лестнице": [сайт]. – 2025. – URL: https://multiurok.ru/index.php/files/urok-issledovanie-raschet-moshchnosti-razvivaemoi.html?ysclid=m548t0rb8j16695943 (дата обращения: 22.01.2025).

  11. Лабораторная работа по физике "Изучение изменения потенциальной и кинетической энергии тела при движении тела по наклонной плоскости": [сайт]. – 2025. – URL: https://infourok.ru/laboratornaya-rabota-po-fizike-klass-izuchenie-izmeneniya-potencialnoy-i-kineticheskoy-energii-tela-pri-dvizhenii-tela-po-naklon-3698598.html?ysclid=m548tn09a1353880691 (дата обращения: 23.01.2025).

Просмотров работы: 101