Ю.А.БОРИСОВ,
школа № 6, г. Волжск,
Республика Марий Эл
Личностно-ориентированные ситуации
План-конспект открытого урока-демонстрационного эксперимента, 11-й класс
Цели урока: усвоение содержания, оборудования и методик экспериментальных демонстраций, а также объективности восприятия учащимися окружающего мира; развитие личностных познавательных склонностей в процессе обучения, интереса к физике, желания постоянно пополнять свои технические знания.
Методы обучения: постановка демонстрационных опытов, эвристических и проблемных вопросов для создания личностно-ориентированных ситуаций; техническое творчество, применение опережающих заданий и их самостоятельной подготовки.
Оборудование: щит с усилителем на транзисторе, универсальный источник питания, лабораторный блок питания, магнитофон, динамик; демонстрационная собирающая линза, ЛЭТИ; воздушное огниво, спички; лазер, источник питания, два штатива, экран, дифракционная решётка; зеркальный гальванометр, термопара, штатив, два металлических стержня с разной теплопроводностью, ФОС.
Ход урока:
I. Организационный этап
II. Подготовка учащихся к усвоению нового материала
Дидактическая задача: организовать познавательную деятельность учащихся. Учитель сообщает тему, цели и задачи изучения нового материала. На доске перечислены темы выступлений, ключевые слова по каждой теме.
III. Представление фрагментов экспериментальной части уроков (выступления учащихся)
Козлов Александр. Усилитель на транзисторе. Полная сборка цепи усилителя на транзисторе занимает много времени, и делать это непосредственно перед демонстрацией не всегда возможно. По предложению учителя я сделал переносной демонстрационный вариант этой цепи на щите размером 40
60 см (фото 1).
Фото 1
Щит выкрашен белой эмалью и установлен на двух стойках. С лицевой стороны на нём начерчена схема усилителя, укреплены детали и измерительные приборы, а их соединения выполнены с тыльной стороны. Использованы:
– VT1 – транзистор КТ 808А;
– mA1 и mA2 – миллиамперметры переменного тока на 50 мА, Ц 24170;
– V1 и V2 – вольтметры постоянного тока на 40 В, М 42100;
– D1–D4 – диоды Д 226;
– R1 и R2 – резисторы, 2 Ом и 10 кОм;
– С1 и С2 – конденсаторы электролитические 2000 мкФ, 50 В.
Электролитические конденсаторы большой ёмкости предназначены для стабилизации напряжения питания, а диоды – для предотвращения перегорания элементов схемы при неправильном включении полярностей источников тока. В качестве источника питания используется УИП. Постоянное напряжение 30 В подаём на коллекторный р–n-переход транзистора непосредственно от УИП, на эмиттерный р–n-переход транзистора подаём постоянное напряжение 0,3 В от лабораторного блока питания, на вход которого подаём переменное напряжение от УИП. Вращая ручку регулировки УИПа, меняем одновременно оба напряжения – эмиттерное и коллекторное. В начале демонстрации обращаем внимание на то, что ток эмиттера приблизительно равен току коллектора.
На вход усилителя с магнитофона подаём входной низкочастотный сигнал и подключаем бытовой динамик (с трансформаторным входом). Учащиеся слышат слабый звуковой сигнал. Затем динамик подключаем к выходу усилителя – сигнал значительно усиливается. Обращаем внимание на то, что при демонстрации цепь усилителя «оживает»: стрелки приборов двигаются, отслеживая громкость звука.
Усиление в схеме с общей базой объясняется тем, что при одинаковых токах через эмиттерный и коллекторный переходы мощность, снимаемая с нагрузки коллектора (резистор R2), значительно выше, чем с нагрузки эмиттера (резистор R1) вследствие более высокого коллекторного напряжения. Коэффициент усиления составляет 30–50.
Учитель. Идея следующего опыта почерпнута из фотографии. Ещё в детстве, в 50-е гг. прошлого века, меня восхитило случайно увиденное в фотосалоне перевёрнутое цветное изображение человека на матовом стекле в огромном фотоаппарате. Тогда в фотосалонах снимали аппаратами с гофрированным раздвижным корпусом. С одной стороны корпуса находился объектив, состоящий из системы линз, а с другой – фотопластинка. Чтобы увидеть, что получится в результате съёмки, фотограф сначала помещал на место фотопластинки матовое стекло и «наводил на резкость». Оно-то и восхитило меня. Чтобы ещё и ещё раз пронаблюдать это изображение, я часто забегал в фотосалон. В последующем интерес перерос в фотолюбительство, что пригодилось при работе в школе, в частности, и для разработки настоящей демонстрации.
Большаков Иван. Изображения, даваемые линзой. Для демонстрации изображения, получаемого с помощью собирающей линзы, используют светящийся объект – пламя свечи или нить накала лампочки, располагая её в разных местах на главной оптической оси линзы. Целесообразно также провести демонстрацию изображения хорошо освещённого предмета, например, руки (фото 2).
Фото 2
Изображение получается цветным и может двигаться. Линза должна быть большой, например, школьная линза, заполняемая водой. Чтобы воду в линзе не менять, надо её специально подготовить. Налить в отдельную посуду 1,5 л воды, растворить в ней полчайной ложки медного купороса, в течение трёх недель дать коагулянту отстояться, а затем, отделив чистый раствор, залить его в линзу. В качестве осветителя удобно использовать аппарат ЛЭТИ, а экраном может служить лист ватмана (А3, А4) на штативе. Следует отметить, что в современной видеотехнике именно так получают изображение. Восхищает, что изображение цветное и подвижное, как на дисплеях фотоаппаратов и видеокамер. В перерыве можно повторить опыт с участием желающих.
Громов Андрей. Совершенствование демонстрации воздушного огнива. Демонстрации воздушного огнива запрещены в связи с необходимостью использовать для этого эфир, что в школе не разрешается. Учителя пытались найти ему замену, пробуя спирт, ацетон и т.п. Наилучшим веществом оказалась обычная сера от спичек. Она надёжно «работает», легко дозируется – не более двух спичек для одной демонстрации. Сама демонстрация проводится известным способом. Следует отметить, что для надёжного проведения опыта необходимо, чтобы сжатие было возможно большим. Поэтому все лишние полости в цилиндре и поршне огнива необходимо заполнить, например, резиной. При этом исключается и возможное оплавление пластмассового поршня при воспламенении серы. (Демонстрирует действие воздушного огнива на спичках. Объясняет причину воспламенения серы и применение этого принципа в ДВС – дизелях.)
Крутихина Ангелина. Дифракционная решётка. Недавно в пособиях по ЕГЭ появилась интересная задача: сколько максимумов будет наблюдаться при дифракции на решётке, если известны её постоянная и длина световой волны? Представляет интерес провести экспериментальную проверку этой задачи. Имеется источник монохроматического света – лазерная указка (
= 6,3 • 10–7
м) – и дифракционная решётка (d = 10–5 м).
Теоретически, по формуле d • sin
= k при sin = 1, получаем k = 15,9, т.е. должно
наблюдаться 15 максимумов.
Экспериментальную проверку проводим при полном затемнении кабинета с использованием собранной на демонстрационном столе установки по схеме, приведённой на фото 3: 1 – лазер, 2 – монохроматический луч света, 3 – дифракционная решётка, 4 – экран.
Чтобы не было полного внутреннего отражения максимумов от пластин стекла, между которыми обычно находится дифракционная решётка, выполненная в виде отпечатка на желатиновой плёнке, мы избавились от стёкол. В опыте наблюдались дифракционные максимумы (цифры со штрихами на фото 3) уменьшающейся интенсивности, расположенные на всё уменьшающемся расстоянии друг от друга (фото 4). Всего наблюдалось, не считая нулевого, 13 максимумов. Два недостающих максимума, по-видимому, не наблюдаются из-за низкого качества нашей решётки.
Фото 3
Фото 4
Искоренко Никита. Демонстрация видов теплопередачи. Для демонстрации теплопередачи к методикам, рекомендуемым при изучении тепловых явлений в 8-м классе, можно добавить следующие.
Основные приборы: зеркальный гальванометр очень высокой чувствительности; термопара.
Подключив термопару к гальванометру, касаются пальцем плоской торцевой части термопары – зайчик-указатель смещается по шкале.
Демонстрация теплопроводности металлов (фото 5).
Фото 5
На штативе закрепляем стальной стержень диаметром примерно 3 мм и на расстоянии около 7 см от его конца укрепляем с помощью зажима термопару так, чтобы её плоская часть прижималась к стержню. Зажигалкой нагреваем конец стержня и приблизительно через 15 с наблюдаем перемещение зайчика гальванометра. Проводим тот же опыт с медным стержнем. Убеждаемся, что указатель начинает перемещаться значительно раньше, что свидетельствует о более высокой теплопроводности меди.
Теплопередача путём конвекции. Термопару располагаем сбоку от осветителя физической оптической скамьи (ФОС) – зайчик неподвижен. Помещаем термопару сверху осветителя – зайчик начинает перемещаться, что свидетельствует о нагревании термопары. Устанавливаем «змейку» над нагревателем и убеждаемся, что происходит конвекция воздуха.
Теплопередача путём лучеиспускания. Располагаем термопару перед отверстием осветителя ФОС, закрытым стеклянной и металлической пластинами, – зайчик неподвижен. Металлическую пластину убираем и наблюдаем перемещение зайчика, что свидетельствует о передаче тепла с помощью света.
IV. Анкетирование
Для выяснения эффективности урока, достижения его личностно-ориентированных целей учащимся раздаются анкеты с просьбой проставить оценки в 5-балльной системе:
1. Как ты оцениваешь роль эксперимента в своём обучении?
2. Какова практическая польза приобретаемых из эксперимента знаний для взрослой жизни?
3. Нужен ли эксперимент для усвоения учебного материала, приобретения знаний, умений, навыков?
4. Помогает ли эксперимент в общении, обсуждении вопросов, коллективной творческой работе?
5. Повышает ли эксперимент интерес к изучению физики?
Один учащийся вычисляет средние оценки и сообщает их. Всем докладчикам выставляются оценки.
(Результаты анкетирования показали, что для каждого учащегося демонстрационный эксперимент играет значимую роль в изучении физики. Урок получил высокую оценку.)
V. Домашнее задание: составить кроссворд по материалу урока. Учитель акцентирует внимание учащихся на ключевых словах по каждому сообщению, дополняет их по предложениям учащихся. Совместно с учащимися составляет задания к кроссворду по каждому слову и, раскрыв на короткое время вторую доску, показывает пример составления такого кроссворда.
Литература
Коноржевский Ю.А. Анализ урока. – М.: Центр «Педагогический поиск», 2000.
Лукьянова М.И. Теоретико-методологические основы организации личностно-ориентированного урока. – Завуч, 2006, № 2, 2006.