Дополнительная общеобразовательная программа «Занимательный архимед»
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ПРОГРАММА
«Занимательный архимед»
Возраст детей: от 13 до 14 летСрок реализации: 1учебный год
Составитель программы: Саранчина Наталья Анатольевна,
учитель физики высшей квалификационной категории
Пояснительная записка
В начале XXI века современную жизнь довольно сложно представить без использования информационных технологий. Интенсивный переход к информатизации общества обуславливает все более глубокое внедрение информационных технологий в различные области человеческой деятельности. Это вполне справедливо и для учебного процесса, где без компьютера уже не обойтись.
Современная школа ставит задачу формирования новой системы универсальных учебных действий, а также опыта самостоятельной деятельности и личной ответственности обучающихся, т.е. современных ключевых компетенций, которые и определяют новое содержание образования. Школа должна содействовать успешной социализации молодежи в обществе, ее активной адаптации на рынке труда, освоению базовых социальных способностей и умений, приобщению учащихся к творческой и исследовательской деятельности.
Поэтому актуальным является развитие и стремительная пропаганда творческой и исследовательской деятельности, что особенно важно в изучении физики, поскольку на ступени школьного физического обучения закладываются основы мировоззрения, естественнонаучной культуры личности. Наиболее доступной для разрешения вопросов мотивации школьников к учению выступает исследовательская деятельность, основной функцией которой является инициирование учеников к познанию мира, себя и себя в этом мире. Опыт в исследовательской деятельности позволяет обучающимся накапливать внутренние ресурсы, необходимые для дальнейшей социализации личности. Решение проблем в ходе исследовательской и проектной деятельности позволяет развить способности к обучаемости и решать нестандартные задачи (необходимость для адаптации в условиях быстро меняющегося мира). В процессе исследовательской деятельности ребенок осваивает инструментарий для возможности дальнейшего непрерывного самообразования.
Для того чтобы повысить эффективность эксперимента, необходимо использовать современные приборы, ведь именно они регистрируют данные, которые и являются основой вычислений. Цифровая лаборатория «Архимед» - это мощный современный инструмент освоения знаний в процессе проектной и исследовательской деятельности учащихся, дает возможность учащимся не только выполнять лабораторный практикум по физике, но и принимать участие в создании собственных исследовательских проектов, защищать эти проекты на различных конференциях. При выполнении лабораторного практикума с использованием цифровой лаборатории создаются условия для получения метапредметных, личностных результатов обучения, реализуется компетентностный подход к изучению физики. Полученные навыки работы с цифровой лабораторией при проведении натурного эксперимента могут потребоваться учащимся для дальнейших исследований в физике и других естественных науках, могут способствовать предпрофильной подготовке, в дальнейшем – профессиональному самоопределению обучающихся.
Цель программы –расширение и углубление естественнонаучных знаний, развитие мотивации личности к познавательной и исследовательской деятельности через использование современного цифрового оборудования.
Задачи:
Образовательные:
расширить знания и представления о физических явлениях;
сформировать практические умения и навыки работы с цифровой лабораторией «Архимед»;
научить анализировать результаты экспериментов в программе MultiLab, производить рациональный отбор необходимых приборов и материалов, оценивать погрешности эксперимента, делать выводы;
научить учащихся моделировать физические процессы.
Развивающие:
способствовать развитию компетентностей в сферах самостоятельной познавательной деятельности, социально-трудовой (в том числе и начально-профессиональной) деятельности;
развивать личностные качества: память, наблюдательность, устойчивый познавательный интерес;
способствовать раскрытию и развитию интеллектуальных и творческих способностей, теоретического мышления, применению знаний на практике.
Воспитательные:
воспитывать информационную культуру,
способствовать формированию готовности и способности обучающихся к саморазвитию и самообразованию на основе мотивации к обучению и познанию,
формировать коммуникативную компетентность в общении и сотрудничестве с другими обучающимися, взрослыми в процессе учебно-исследовательской, творческой деятельности,
формировать целостное мировоззрение, соответствующее современному уровню развития науки и общественной практики.
Данная программа рассчитана на работу творческого объединения учащихся 13-14 лет в группах до 10 человек. Продолжительность занятия 1 академический час. Срок реализации программы 1 учебный год.
Режим занятий:
Количество часов в год -35.
Количество часов в неделю — 1.
Количество групп — 1.Периодичность занятий - 1 раз в неделю.
Формы и методы обучения
Методы обучения основываются на совместной деятельности педагога и обучающегося, в ходе которой осуществляется формирование знаний, умений и навыков ведения исследовательской и проектной деятельности. Сочетание различных форм деятельности позволяет сформировать образовательную среду, эффективно решающую поставленные педагогические задачи.
Кроме комбинированного занятия эффективными формами проведения занятий являются: теоретические и практические.
Наглядные методы: наблюдение, демонстрация опытов и экспериментов, просмотр диафильмов, видеофильмов, знакомство с коллекциями.
Практические методы: сбор и фиксация материала, самостоятельная работа: постановка опытов (экспериментов), моделирование.
Формы организации деятельности, учащихся на занятии: групповая, индивидуальная, работа в парах, малых группах, фронтальная.
Формы проведения занятий: комбинированное занятие, подготовка исследовательской (проектной) работы, эвристическая беседа, практическая, лабораторная работа, эксперимент, защита проектов, конференция, собеседование, консультация.
Ожидаемые результаты и способы определения их результативности
В результате реализации данной программы у учащихся
будут сформированы следующие практические умения и навыки работы с цифровой лабораторией «Архимед»:
будут знать:
- теорию по программному обеспечению сбора экспериментальных данных ImagiProbe 2.0;
- назначение датчиков, входящих в комплект цифровой лаборатории по физике «Архимед»;
- возможности программы Multilab для обработки экспериментальных данных на персональном компьютере;
- возможности ИКТ -ресурсов по физике;
будут уметь:
- подготовить карманный компьютер Palm для эксперимента;
- пользоваться карманным компьютером Palm, Измерительным Интерфейсом и датчиками сбора и первичной обработки экспериментальных данных;
- грамотно использовать датчики в экспериментальной установке;
- моделировать физические процессы;
- формулировать цель и составлять план эксперимента;
- проводить эксперимент;
- обрабатывать экспериментальные данные;
- делать выводы.
2) будут расширены знания и представления о физических явлениях;
3) будут стремиться к развитию компетентностей в сферах самостоятельной познавательной деятельности, социально-трудовой (в том числе и начально-профессиональной) деятельности, бытовой;
4) будут развиваться личностные качества: память, наблюдательность, устойчивый познавательный интерес;
5) будет сформирована устойчивая потребность к раскрытию и развитию своих интеллектуальных и творческих способностей, стремление к самообразованию на основе мотивации к обучению и познанию;
6) будет воспитана информационная культура,
7) будет сформирована коммуникативная компетентность,
8) будет продолжено формирование целостного мировоззрения, соответствующего современному уровню развития науки.
Для отслеживания результативности образовательного процесса используются следующие виды контроля:
- тематический контроль (декабрь, март) - игры
После каждой практической работы ребята сдают письменный отчет о проделанной работе.
Формой подведения итогов реализации дополнительной общеобразовательной программы является защита исследовательских проектов, участие в научно-практических конференциях.
Учебно-тематический план
Название раздела | Название темы | Количество часов | |||||
Всего | Теория | Практика | |||||
Вводные занятия | 2 | 2 | | ||||
Вводные занятия. | Инструктаж по ТБ. Методика наблюдений физических явлений. | 1 | 1 | | |||
Теоретические основы научно-исследовательской деятельности | 1 | 1 | | ||||
Знакомство с цифровой лабораторией «Архимед» | 4 | 2 | 2 | ||||
Знакомство с цифровой лабораторией «Архимед» | Общая информация об ImagiProbe 2.0 Знакомство с процедурой подготовки карманного компьютера Palm и Измерительного Интерфейса к проведению экспериментов. Регистрация нового Исследователя и регистрация Опыта этого Исследователя. Предварительный просмотр данных. Просмотр записанных данных Добавление и редактирование примечаний Добавление и редактирование рисунков Знакомство с датчиками (область применения и технические характеристики). Работа с датчиками Знакомство с программой MultiLab. | 4 | 1 | 3 | |||
Тепловые явления вокруг нас | 9 | 2 | 7 | ||||
Теоретическое занятие | Тепловые явления в природе: образование облаков, дождь, град, снег, ветер, капель. Тепловые явления в технике: первые тепловые машины, паровая машина Ползунова, тепловая электростанция, реактивный двигатель. Занимательные опыты: испарение твердых тел, кипение воды в бумажном стаканчике, кипение воды при комнатной температуре, ползущий стаканчик, лед не тающий в кипятке. | 3 | 2 | 1 | |||
Практические и исследовательские работы | 1. Исследование зависимости температуры тела от количества теплоты, переданного ему нагревателем. 2. Агрегатное состояние воды. Температура плавления. 3. Исследование зависимости температуры кипения от примесей и рода жидкости. 4. Изучение изменения температуры тела при испарении. 5. Измерение влажности воздуха в классном кабинете и способы ее изменения.
| 5 | | 5 | |||
Контроль знаний | Квест - игра “Хоббит или Туда и Обратно” | 1 | | 1 | |||
Электрические явления вокруг нас | 8 | 2 | 6 | ||||
Теоретические занятия | Электрические заряды и живые организмы. Влияние электрического поля на живые организмы. Освещенность. Искусственное освещение. | 2 | 2 | | |||
Практические и исследовательские работы | 1. Вольтамперные характеристики проволочного сопротивления, лампы накаливания и диода. 2. Моя электрическая квартира. 3.Сравнительное исследование равномерности освещенности от разных источников. | 5 | | 5 | |||
Контроль знаний | Квест - игра "5 загадок фараона" | 1 | | 1 | |||
Исследовательские и проектные работы | 9 | 2 | 7 | ||||
Примерные темы | 1. Проект по улучшению показателей микроклимата в школьном учебном кабинете. 2. Исследование процесса испарения. 3. Исследование тепловых свойств воды. 4. Исследование уровня освещённости в классе и его влияние на зрение человека. | | | | |||
Подведение итогов | Защита исследовательских проектов. Обсуждение результатов работы за год | 3 | 1 | 2 | |||
Всего | | 35 | 11 | 24 | |||
Вводные занятия – 2 часа.
Методика наблюдений физических явлений. План проведения наблюдений. Описание результатов наблюдений. Теоретические основы научно-исследовательской деятельности.
Знакомство с цифровой лабораторией «Архимед» - 4 часа.
Общая информация об ImagiProbe 2.0. Знакомство с процедурой подготовки карманного компьютера Palm и Измерительного Интерфейса к проведению экспериментов. Регистрация нового Исследователя и регистрация Опыта этого Исследователя. Предварительный просмотр данных. Просмотр записанных данных. Добавление и редактирование примечаний. Добавление и редактирование рисунков. Знакомство с датчиками (область применения и технические характеристики). Работа с датчиками. Знакомство с программой MultiLab.
Тепловые явления – 9 часов.
Тепловые явления в природе: образование облаков, дождь, град, снег, ветер, капель. Тепловые явления в технике: первые тепловые машины, паровая машина Ползунова, тепловая электростанция, реактивный двигатель. Занимательные опыты: испарение твердых тел, кипение воды в бумажном стаканчике, кипение воды при комнатной температуре, ползущий стаканчик, лед, не тающий в кипятке.
Практические и исследовательские работы
1. «Исследование зависимости температуры тела от количества теплоты, переданного ему нагревателем».
2. «Агрегатное состояние воды. Температура плавления».
3. «Исследование зависимости температуры кипения от примесей и рода жидкости».
4. "Изучение изменения температуры тела при испарении".
4. «Измерение влажности воздуха в классном кабинете и способы ее изменения».
Электрические явления - 8 часов.
Электрические заряды и живые организмы. Влияние электрического поля на живые организмы. Электрические рыбы.
Освещенность. Искусственное освещение. Нормы освещенности. Расчет освещенности.
Практические и исследовательские работы
1. Вольтамперные характеристики проволочного сопротивления, лампы накаливания и диода.
2. Моя электрическая квартира.
3.Сравнительное исследование равномерности освещенности от разных источников.
Исследовательские и проектные работы – 9 часов.
Подведение итогов – 2 часа.
Показ приобретённых знаний, умений и навыков учащимся своего класса, выступление на школьной конференции. Обсуждение результатов работы за год.
Методическое обеспечение программы
п/п | Название разделов и тем | Формы занятий | Приёмы и методы организации образовательного процесса | Дидактические материалы | Техническое оснащение | Формы подведения итогов |
Вводные занятия | ||||||
1 | Методика наблюдений физических явлений. | Беседа: изложение и обсуждение теоретических сведений, которые иллюстрируются примерами, опытами, презентациями. | объяснительно-иллюстративный, анализ информации | презентация | Мультимедийный портативный компьютер учителя, мультимедийный проектор. | Выставка рисунков |
2 | Теоретические основы научно- исследовательской деятельности. | Беседа: изложение и обсуждение теоретических сведений, которые иллюстрируются примерами, наглядными пособиями, презентациями. | анализ информации | Памятки школьнику "Основные этапы исследовательской работы" | Мультимедийный портативный компьютер учителя, мультимедийный проектор. | |
Знакомство с программой MultiLab. | ||||||
3 | Знакомство с программой MultiLab. | Беседа: изложение и обсуждение теоретических сведений, которые иллюстрируются примерами, наглядными пособиями, презентациями. | объяснительно-иллюстративный, анализ информации | Справочное пособие "Цифровая лаборатория «Архимед» | Мультимедийный портативный компьютер учителя, мультимедийный проектор. | тест |
4-6 | Знакомство с программой MultiLab. | Практическая работа по ознакомлению с Цифровой лабораторией «Архимед» | постановка эксперимента | Рабочие листы с методическими указаниями по правилам работы с лабораторией | Цифровая лаборатория «Архимед», датчики | |
Тепловые явления вокруг нас | ||||||
7 | Тепловые явления в природе. | Беседа: изложение и обсуждение теоретических сведений, которые иллюстрируются примерами, наглядными пособиями, презентациями. | объяснительно-иллюстративный, анализ информации | презентация | Мультимедийный портативный компьютер учителя, мультимедийный проектор. | |
8 | Тепловые явления в технике. | Беседа: изложение и обсуждение теоретических сведений, которые иллюстрируются примерами, наглядными пособиями, презентациями. | объяснительно-иллюстративный, анализ информации | презентация | Мультимедийный портативный компьютер учителя, мультимедийный проектор. | |
9 | Занимательные опыты "Физика вокруг нас" | Практическая работа | постановка эксперимента | Рабочие листы с методическими указаниями по проведению опытов | Оборудование для опытов | Листы с результатами опытов |
10 | Инструктаж по ТБ. Практическая работа «Исследование зависимости температуры тела от количества теплоты, переданного ему нагревателем» | Исследовательская работа | исследовательский: анализ информации, постановка эксперимента, проведение исследований | Рабочие листы с методическими указаниями по выполнению лабораторной работы | Цифровая лаборатория «Архимед» температурный датчик | Письменный отчет |
11 | Инструктаж по ТБ. Практическая работа «Агрегатное состояние воды. Температура плавления» | Исследовательская работа | исследовательский: анализ информации, постановка эксперимента, проведение исследований | Рабочие листы с методическими указаниями по выполнению лабораторной работы | Цифровая лаборатория «Архимед» температурный датчик | Письменный отчет |
12 | Инструктаж по ТБ. Практическая работа «Исследование зависимости температуры кипения от примесей и рода жидкости» | Исследовательская работа | исследовательский: анализ информации, постановка эксперимента, проведение исследований | Рабочие листы с методическими указаниями по выполнению лабораторной работы | Цифровая лаборатория «Архимед» температурный датчик | Письменный отчет |
13 | Инструктаж по ТБ. Практическая работа «Изучение температуры тела при испарении» | Исследовательская работа | исследовательский: анализ информации, постановка эксперимента, проведение исследований | Рабочие листы с методическими указаниями по выполнению лабораторной работы | Цифровая лаборатория «Архимед» температурный датчик | Письменный отчет |
14 | Инструктаж по ТБ. Практическая работа «Измерение влажности воздуха в классном кабинете и способы ее изменения» | Исследовательская работа | исследовательский: анализ информации, постановка эксперимента, проведение исследований | Рабочие листы с методическими указаниями по выполнению лабораторной работы | Цифровая лаборатория «Архимед» Датчик влажности | Письменный отчет |
15 | Квест - игра “Хоббит или Туда и Обратно” | игра сюжетно-ролевая | частично-поисковый | Рабочие листы с методическими указаниями по прохождению испытаний | Компьютер, проектор, экран, раздаточный материал, оборудование для опытов, материалы для изготовления термометра | рефлексия |
Электрические явления | ||||||
16 | Электрические заряды и живые организмы. Влияние электрического поля на живые организмы. | Беседа: изложение и обсуждение теоретических сведений, которые иллюстрируются примерами, наглядными пособиями, презентациями. | объяснительно-иллюстративный, анализ информации | презентация | Мультимедийный компьютер учителя, проектор. | |
17, 18 | Инструктаж по ТБ. Практическая работа «Вольтамперные характеристики проволочного сопротивления, лампы накаливания и диода» | Исследовательская работа | исследовательский: анализ информации, постановка эксперимента, проведение исследований | Рабочие листы с методическими указаниями по выполнению лабораторной работы | Цифровая лаборатория «Архимед» датчик силы тока, датчик напряжения, диод, лампа накаливания, резистор | Письменный отчет |
19 | Проект «Моя электрическая квартира» | Исследовательская работа | исследовательский: анализ информации, постановка эксперимента, проведение исследований | Рабочие листы с методическими указаниями по выполнению проектной работы | Мультимедийный компьютер учителя, проектор. | Письменный отчет |
20 | Освещенность. Искусственное освещение. | Беседа: изложение и обсуждение теоретических сведений, которые иллюстрируются примерами, наглядными пособиями, презентациями. | объяснительно-иллюстративный, анализ информации | презентация | Мультимедийный компьютер учителя, проектор. | |
21, 22 | Инструктаж по ТБ. Лабораторная работа «Сравнительное исследование равномерности освещенности от разных источников» | Исследовательская работа | исследовательский: анализ информации, постановка эксперимента, проведение исследований | Рабочие листы с методическими указаниями по выполнению лабораторной работы | Цифровая лаборатория «Архимед» Датчик освещенности | Письменный отчет |
23 | Квест - игра "5 загадок фараона" | игра сюжетно-ролевая | частично-поисковый | Рабочие листы с методическими указаниями по прохождению испытаний | Компьютер, проектор, экран, раздаточный материал, оборудование для опытов, материалы для изготовления батареи | рефлексия |
24 - 32 | Инструктаж по ТБ. Исследовательские работы и проекты. | самостоятельная исследовательская работа | исследовательский: анализ информации, постановка эксперимента, проведение исследований | Памятки школьнику "Как правильно написать и защитить исследовательскую работу" | Мультимедийный компьютер, проектор. Цифровая лабораторией Архимед | наблюдение |
33- 35 | Защита исследовательских работ и проектов. Подведение итогов. | Защита Исследовательских работ | Мультимедийный компьютер учителя, проектор. | Защита работ | ||
Минимальный комплект оборудования для проведения лабораторных и исследовательских работ
Цифровая лаборатория «Архимед»:
Портативный компьютер Nova 5000.
Методические материалы. Цифровая лаборатория «Архимед».
Программное обеспечение. Версия 3.0 (лицензия на лабораторию).
Датчики освещенности.
Датчики температуры.
Датчики влажности.
Датчик силы тока.
Датчик напряжения.
Контейнер для датчиков.
Переносные сумки для ПК Nova
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Горев Л.А. Занимательные опыты по физике. Пособие для учителей. М.: Просвещение, 2001. с.32 – 39
2. Обухов А.С. Развитие исследовательской деятельности учащихся. М.: Издательство Прометей, МГПУ, 2006 – 224с.
3. Перельман Я.И. Занимательная физика (книга 1). Наука. Москва. 1979
4. Порохов Д.А. Как написать, оформить и защитить исследовательскую работу: метод. пособие для школьников, учителей и студентов. СПб.: Изд-во МБИ, 2006 - 40с.
5. www. rene-edu.ru «Новые технологии в области традиционных экспериментов и исследовательской работы школьников»
6. http://elib.sfu-kras.ru/handle/2311/11631. Протасов Т.Н. Использование цифровой лаборатории «АРХИМЕД» в учебной и исследовательской деятельности учащихся.
Спицына Любовь Ивановна