Об использовании цифровых лабораторий на уроках физики и о некоторых достоинствах лабораторий.

Об использование цифровой лаборатории на уроках физики и о некоторых достоинствах лабораторий.

В 2012 в школу поступило новое оборудование, в том числе – цифровая лаборатория. Начиная с этого времени, на своих уроках я использую данное оборудование.

Наиболее эффективно используются датчики цифровых лабораторий в школьном курсе физики в разделах:

1. Механика («Исследование зависимости скорости от времени при равноускоренном движении», «Определение ускорения тела при равноускоренном движении по наклонной плоскости», «Измерение ускорения свободного падения»).

2. Молекулярная физика («Изучение зависимости давления газа от температуры в сосуде постоянного объема», «Зависимость давления газа от объема при постоянной температуре»).

Лаборатории обладают целым рядом неоспоримых достоинств: позволяют получать данные, недоступные в традиционных учебных экспериментах, дают возможность производить удобную обработку результатов эксперимента. Автоматизация сбора и обработки данных экономит время и силы учащихся и позволяет сосредоточить внимание на сути исследования. Кроме того, обеспечивается уникальная возможность создавать интегрированные курсы. Активная экспериментальная исследовательская работа учащихся способствует значительному повышению уровня знаний учащихся по физике, а также раскрытию творческого потенциала.

В реальных экспериментах становится понятной необходимость проведения работы с определенной точностью, важность и необходимость таких операций, как округление. В процессе экспериментальных исследований становятся востребованными такие навыки учеников как конструирование, тонкие мышечные действия.

При выполнении работ с помощью цифровой лаборатории происходит неизбежное ознакомление учащихся с современными методами регистрации физических величин в науке и технике, освоение информационных технологий.

Использование в школьном образовательном пространстве информационных технологий в демонстрационном и лабораторном эксперименте показывает, что это задача вполне посильная для учителя, меняющая отношение учеников к физике как учебному предмету.

Знакомство с цифровой лабораторией нужно начать с выполнения работы 1.1 «Ознакомление с интерфейсом программы», и только после этого осваивать предлагаемые в методическом руководстве работы. Необходимо обратить внимание на то, как быстро и качественно может быть выполнена работа и сохранены данные.

Одна из самых простых работ – «Зависимость давления газа от объема при постоянной температуре». Это работа № 2.6 в методическом руководстве.

Ее целесообразно провести при изучении газовых законов в 10 классе. Здесь потребуется минимум оборудования. Это шприц объемом 50 мл, кусочек медицинского шланга, датчик давления, USB-кабель и компьютер.

Поршень шприца выставляется на отметку 30 мл!!! Это важно, так как, в противном случае можно повредить датчик давления.

Включаем компьютер и запускаем программу «Практикум» (программа должна быть заранее установлена на компьютере). Далее по инструкции к выполнению работы: запускаем измерения, и меняем положение поршня в шприце в следующей последовательности: 30 мл, 25 мл, 20 мл, 15 мл, повторно 20 мл, 25 мл, 30 мл. Далее 35 мл, 40 мл, 45 мл, 50 мл, затем 45 мл, 40 мл, 35 мл, 30мл задерживая в каждом положении поршень на несколько секунд. При этом на экране появляется график. Затем остановить измерения (кнопка правее кнопки с запуском измерения).

Запуск измерения

Последовательно устанавливаем желтый маркер в положениях, где давление в шприце было приблизительно постоянным (желтый маркер вызывается нажатием на левую кнопку мыши). Можно и по другому, например, при работе стилусом, см. работу №1 «Ознакомление с интерфейсом программы»).

Итак – установка желтого маркера и сразу же нажатие зеленой кнопки «+». Появляется в правой части поля экрана после установки желтого маркера (смотри указатель). При этом автоматически заполняется таблица.

В таблице при этом оказывается заполненными не менее 15 строк.

Значения объема в шприце заполняем в этой таблице вручную (третья колонка в таблице)

Затем переходим на вкладку «График P(V)» (смотри указатель). Нажимаем кнопку вблизи поля в верхнем левом углу вкладки, и выбираем нужную функцию. Появится следующая картинка:

График Р(V)

затем нажимаем на кнопку с изображением гистограммы. При этом график появляется автоматически на основе зафиксированных в таблице показаний V и P.

Далее перейти в окно подготовки отчета (развернутая книга в левом верхнем углу экрана) и перенести в него исходную кривую с сигналом с датчика и график зависимости P(V). Это достигается следующим образом: необходимо использовать меню, вызываемое по нажатию правой кнопки мыши после установки курсора в нужный блок отчета. Сформулировать вывод о качественном изменении давлении газа при изменении занимаемого им объема. Данные в отчете сохраняются автоматически. Эту информацию можно распечатать, а можно вывести на рабочий стол. Отчет учащихся выглядит при этом следующим образом:

2.6. Зависимость давления газа от объема при постоянной температуре

Выполнил: Иванов Иван.

Дата: 24.01.2016

Описание установки:

компьютер, датчик давления, шприц на 50мл, USB-кабель

Регистрация данных.

Обработка полученных данных

Выводы.

на уроке была изучена зависимость давления газа от его объема при постоянном давлении, эта зависимость гиперболическая.