Методические советы учителю по работе с мультимедийным диском ''Физика 7-9 классы: часть I'' (Серия Электронная библиотека ''Просвещение'')

E. Б. Петрова кандидат педагогических наук, доцент кафедры теории и методики обучения физике Московского Педагогического Государственного Университета

Методические рекомендации для учителя по использованию мультимедийного пособия “Физика. 7–9-й класс. Часть I”

Серия электронная библиотека “Просвещение”

2004

ОГЛАВЛЕНИЕ 1. ЭЛЕКТРОННЫЕ УЧЕБНЫЕ ПОСОБИЯ — НОВОЕ ПОКОЛЕНИЕ УЧЕБНЫХ СРЕДСТВ

1. ЭЛЕКТРОННЫЕ УЧЕБНЫЕ ПОСОБИЯ — НОВОЕ ПОКОЛЕНИЕ УЧЕБНЫХ СРЕДСТВ

1.1. Почему нужны электронные пособия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

1.1. Почему нужны электронные пособия

1.2. Для кого предназначено это мультимедийное пособие . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

Бурное развитие новых информационных технологий привело к тому, что существенно изменилось восприятие человеком информации. Основными каналами получения информации стали радио, телевидение и персональный компьютер. Поскольку экранные каналы информации стали (особенно для детей) привычными и более естественными, то стало возможным их использование в образовательных целях. Мультимедийные учебные пособия электронной библиотеки “Просвещения” позволяют обогатить школьный курс, дополнив его специфическими возможностями компьютерных технологий, и сделать его, таким образом, более интересным и привлекательным для учащихся. Главное достоинство учебных пособий электронной библиотеки “Просвещение” — это органичное сочетание новейших компьютерных технологий с традициями и перспективными направлениями отечественного школьного образования. Учебное пособие имеет разнообразные мультимедийные возможности и содержит видеосюжеты, анимационные ролики и графики, звук, качественные иллюстрации, интерактивные задания и т. д. Процесс обучения с использованием пособия становится более эффективным и интересным.

1.3. Комплектация программы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 2. УСТАНОВКА, ЗАПУСК И РАБОТА С ЭЛЕКТРОННЫМ УЧЕБНЫМ ПОСОБИЕМ 2.1. Технические требования к компьютеру . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 2.2. Установка и запуск программы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 2.3. Если на одном компьютере работают несколько пользователей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 2.4. Начало работы с программой . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 2.5. Обучение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 3. МЕТОДИЧЕСКОЕ РУКОВОДСТВО 3.1. Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 3.2. Содержание уроков дика . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 3.3. Соответствие параграфов различных учебников урокам электронного пособия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 3.4. Примеры использования электронного учебного пособия для проведения урока внеурочных занятий . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 3.4.1. Использование электронного учебного пособия для работы в классе . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 3.4.2. Использование электронного учебного пособия для проведения факультативных занятий . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 3.4.3. Использование электронного учебного пособия в проектной деятельности . . . . . . . . . . . . . 37 3.4.4. Использование электронного учебного пособия при изучении других предметов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 3.5. Название видеозаписей и имена файлов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

1.2. Для кого предназначено это мультимедийное пособие Учебные пособия электронной библиотеки “Просвещение” могут использоваться при изучении предметных курсов по любому из действующих учебников, на всех стадиях учебного процесса и практически при любом оснащении класса компьютерами. Они предназначены и для учеников, и для учителей. Данное учебное пособие не охватывает всего курса 7–9 класса, а лишь отдельные его разделы, поэтому оно ни в коей мере не заменяет учителя и предполагает совместное использование с большинством традиционных учебников. Оно предлагает альтернативные формы подачи материала, выполнения упражнений и контроля знаний. Локальная версия электронного учебного пособия предназначена в большей степени для индивидуальной работы. Материалы учебного пособия помогут учителю подготовиться к уроку — ввести новый учебный материал, воспользоваться богатым справочным материалом, т. е. пособие служит прежде всего источником информации. При наличии в классе хотя бы одного компьютера учитель может использовать разнообразный визуальный ряд пособия как наглядный материал. С помощью электронного учебного упражнения ученики могут повторить уже пройденный материал, проделав упражнения, закрепить полученные знания, а также расширить свои познания по той или иной теме. Нужный материал можно отбирать, пользуясь системой поиска и возможностью делать закладки и примечания к страницам, а затем использовать его по своему усмотрению. Видеосюжеты, фотографии, биографии, словарные статьи, описания экспериментов и т. д. доступны на дисках и помещены в файлах стандартных форматов, так что эти учебные материалы можно использовать отдельно, независимо от программы. Все тексты на страницах пособия, а также текстовое содержание аудио- и видеосюжетов помещены на диске в формате *.rtf. Чтобы “отделить” эти тексты от сопровождающих их фотографий, аудио-, видео-, анимационного материла, необходимо будет их переработать самостоятельно. 5

Также вы можете использовать все тексты специальных возможностей (например, Биографии) и описания экспериментов. Они лежат в открытых файлах *.xml, из которых их легко можно извлечь и использовать на уроках или при подготовке к ним. Все видеосюжеты, представленные на страницах уроков, можно просматривать самостоятельно с помощью любого инструмента для просмотра видеофайлов — они находятся в файлах формата *.avi. Вам может пригодиться и множество высококачественных изображений, которые лежат на диске в стандартных файлах формата *.bmp. Их можно также использовать по своему усмотрению: для демонстрации, оформления рефератов, докладов и т. д. Где, в каких файлах и каталогах помещены все эти элементы курса в доступном для автономной работы виде, подробно описано в файле readme.txt, который поставляется вместе с программой. Вы найдете его на диске в папке Gymnasium\PhysicsVII\texts. Кроме локальной версии, предназначенной для использования на одном компьютере, разработана также сетевая версия программ. Для работы сетевой версии на любом количестве компьютеров, объединенных в сеть, достаточно специального установочного диска и всего одной копии контентных дисков программы. Сетевая версия предоставляет массу новых возможностей для организации урока и позволяет учителю полностью контролировать процесс обучения в классе. С помощью удобной и быстрой системы коммуникации учитель может давать задания как отдельным ученикам, так и всем учащимся сразу. Ученики имеют возможность общаться между собой по сети, чтобы совместно выполнять задания учителя. Учитель всегда может посмотреть, чем занимается ученик в данный момент, может взять управление всеми компьютерами на себя или передать его какому-нибудь ученику. Учитель может разрешать или запрещать каждому конкретному ученику или всему классу пользоваться какими-либо возможностями программы (например, смотреть ответы к упражнениям во время контрольной работы или пользоваться связью).

1.3. Комплектация программы В комплект поставки программы электронной библиотеки “Просвещение” входят: • установочный компакт-диск, который служит для установки программы на ваш компьютер и содержит видеоурок по работе с программой; • два компакт-диска с содержанием учебного курса; • методические рекомендации по использованию электронного пособия.

6

2. УСТАНОВКА, ЗАПУСК И РАБОТА С ЭЛЕКТРОННЫМ УЧЕБНЫМ ПОСОБИЕМ 2.1. Технические требования к компьютеру Прежде всего убедитесь в том, что возможности вашего компьютера удовлетворяют требованиям используемого пособия. Минимальные технические требования: • процессор Pentium 166 МГц; • 32 Мб свободного места на жестком диске; • 32 Мб оперативной памяти; • разрешение экрана 800x600 с глубиной цвета 16 бит; • звуковое устройство; • 16-скоростное устройство чтения компакт-дисков или DVD-дисков.

2.2. Установка и запуск программы Перед началом установки необходимо проверить, отвечает ли ваш компьютер минимальным системным требованиям (см. выше). Для установки программы на ваш компьютер, вставьте установочный диск в устройство для чтения компакт-дисков или DVD-дисков, процесс установки начнется автоматически. Далее вы должны просто следовать указаниям, появляющимся на экране. Если программа не устанавливается автоматически 1. Вставьте компакт-диск с программой в устройство для чтения компакт-дисков или DVD-дисков. Нажмите кнопку Пуск (Start) и выберите в меню команду Выполнить (Run). 2. В появившемся окне введите D:\setup, если вашему устройству для чтения компактдисков (CD-ROM) присвоена буква D (если нет, введите нужную букву). 3. Нажмите OK. После этого начнется установка программы. Следуйте указаниям, появляющимся на экране. После завершения установки программы извлеките установочный диск из устройства для чтения компакт-дисков и замените его диском с материалами курса (контентным диском). В дальнейшем, если вы захотите воспользоваться другим учебным курсом электронной библиотеки “Просвещение” (с материалами других классов или других предметов), вам уже не надо будет повторять процедуру установки. Когда вы вставите в устройство для чтения компакт-дисков контентный диск с новым учебным курсом, программа автоматически определит класс и предмет без вашего участия. На главном экране этот новый предмет (или класс) будет выделен цветом, так же как все предметы и классы, которые были установлены на ваш компьютер ранее. Для запуска программы вставьте диск с материалами курса (контентный диск) в устройство для чтения компакт-дисков или DVD-дисков. Если на вашем компьютере активирована функция автозапуска, вам нужно будет только подтвердить запуск в появившемся на экране диалоговом окне. Если на вашем компьютере функция автозапуска не активирована, выполните следующую последовательность действий: 1. Нажмите кнопку Пуск (Start) 2. Выберите Программы (Programs) / Просвещение. 3. Щелкните значок Электронная библиотека. 7

После однократной установки программы вы можете работать со всеми комплектами контентных дисков электронной библиотеки “Просвещение” (с курсами всех предметов и классов).

2.3. Если на одном компьютере работают несколько пользователей Если речь идет не о домашнем компьютере и на нем может работать несколько пользователей, то индивидуальные результаты работы могут быть сохранены, но каждый пользователь должен зарегистрироваться под отдельным именем. При первом запуске программы вам будет предложено выбрать количество пользователей? один или несколько. В дальнейшем вы сможете изменить эти установки в любой момент работы с программой, щелкнув значок с изображением человечка на главном экране. Все изменения начнут действовать при следующем запуске программы. После того как вы выберете количество пользователей, появится окно Новый пользователь. Нужно ввести имя, под которым вы будете работать, и пароль. Затем пароль нужно подтвердить? ввести его еще раз. Если выбран режим “Несколько пользователей”, каждый раз при входе в программу вы должны будете выбрать свое имя в списке пользователей и ввести пароль. Если выбран режим “Один пользователь”, программа будет запускаться сразу, не запрашивая имя пользователя. На главном экране в верхнем левом углу находится значок “Выбор количества пользователей” . Щелкнув этот значок левой кнопкой мыши, всегда можно изменить количество пользователей данной программы. Если при установке программы был выбран режим “Несколько пользователей”, но фактически вы работаете с программой один, то советуем вам воспользоваться этим значком. В появившемся окне установите режим “Один”, чтобы программа при входе не запрашивала ваше имя и пароль. Если же впоследствии вы захотите зарегистрировать нового пользователя, достаточно щелкнуть левой кнопкой мыши значок “Выбор количества пользователей” еще раз и выбрать в появившемся окне режим “Несколько”, чтобы при следующем запуске программа позволила добавить нового пользователя. При этом все пользователи, которые были зарегистрированы ранее, до того как вы переключились в режим “Один”, снова появятся в списке. Если с программой постоянно работают два и более человек, режим “Один” использовать не рекомендуется, т.к. в этом случае все пользователи будут входить в программу под вашим именем, а результаты их работы будут сохраняться в одной общей папке и накладываться друг на друга. Как добавить нового пользователя При запуске программы в окне Выбор пользователя щелкните левой кнопкой мыши значок “Добавить пользователя” , после этого откроется окно Новый пользователь. В него нужно ввести имя нового пользователя и пароль, подтвердив его повторным вводом. После введения всей необходимой информации щелкните левой кнопкой мыши “Старт” для начала работы. Как удалить из списка пользователя Выделите в списке имя пользователя, которого хотите удалить, и щелкните левой кнопкой мыши значок “Удалить пользователя”. На экране появится окно для ввода пароля удаляемого пользователя. После того как вы введете верный пароль и нажмете кнопку OK, пользователь будет удален.

8

2.4. Начало работы с программой Интерфейс программы прост и удобен в использовании. При наведении указателя мыши на большинство значков появляется подсказка — объяснение функции значка. Главный экран. После запуска программы открывается главный экран. На левой стороне экрана приведен список школьных предметов. Пользователь может работать только с тем предметом, контентный диск которого находится в данный момент в устройстве для чтения компакт-дисков. В центре главного экрана расположено основное меню, которое включает следующие пункты: Содержание — переход к содержанию выбранного учебного курса. Примечания — просмотр и редактирование сделанных ранее примечаний. Закладки — возможность быстро перейти к страницам, на которых прежде были помещены закладки. Поиск — возможность найти нужную информацию. Результаты — просмотр, сохранение и печать результатов выполнения упражнений. pmedia.ru — соединение с образовательным интернет-порталом. Выход — завершение работы с программой. Наклонно над списком предметов располагается активная строка Выбрать все. Если щелкнуть ее левой кнопкой мыши, пункты Основного меню — Содержание, Примечания и Закладки — станут недоступными, а весь список установленных на компьютере предметов будет выделен цветом. Эта возможность предназначена для того, чтобы просматривать, выводить на печать и сохранять в отдельный файл результаты выполнения упражнений по всем предметам сразу. Кроме того, эта опция позволяет осуществлять поиск по материалам курсов всех предметов.

2.5. Обучение Все учебные курсы разделены на уроки. Каждый урок состоит из двух частей — лекционного материала и практических упражнений. Открывает урок вводная страница со списком всех тем и разделов. Каждый урок представляет собой последовательность страниц и включает лекционную часть, в которой представлен новый материал, раздел “Запомните”, проверочные упражнения, а иногда и домашнее задание. На каждой странице, слева от заголовка, находится значок, с помощью которого можно перейти к вводной странице урока, а оттуда — к Содержанию. Страницы лекционной части урока кроме текста содержат различные мультимедийные элементы, которые помогают лучше усваивать информацию. Это могут быть видеосюжеты, анимационные ролики, фотографии, ссылки на словарь, интерактивные таблицы, биографии ученых и выдающихся личностей и многое другое. В лекционной части некоторых уроков программа предлагает вам выполнить интерактивные задания, в которых не допускается возможность неправильного ответа (такое задание считается невыполненным, если была допущена хотя бы одна ошибка). Результаты таких заданий не сохраняются и не учитываются.

9

Лекционная часть заканчивается разделом “Запомните”, за которым следуют практические упражнения. В этом разделе собрана информация, которую необходимо запомнить — определения и основные понятия из пройденного урока. Чтобы облегчить запоминание информации, есть возможность прослушать каждое определение в исполнении диктора. Чтобы проверить, хорошо ли вы запомнили материал, можно с помощью микрофона проговорить и записать любую предложенную для запоминания фразу (во время записи текст определения временно становится невидимым), а затем сравнить результат с оригиналом. Этот прием способствует более быстрому и качественному усвоению нового материала. В конце каждого урока приводится ряд проверочных упражнений. Упражнения бывают нескольких типов: выбрать правильный ответ из нескольких вариантов, переставить с помощью мыши объекты в нужном порядке, вставить пропущенные слова, соединить соответствующие элементы стрелками и т.д. Разнообразие типов упражнений позволяет сделать работу по проверке знаний и закреплению материала интересной и не утомительной, а значит — и более продуктивной. В конце каждой главы приводятся тесты и практические упражнения по пройденному материалу. Кроме того, имеются вспомогательные разделы, содержащие формулы и таблицы. Раздел “Формулы” содержит свод формул, необходимых для решения сложных задач, связанных с расчетами. Поскольку в программе 7 класса (диск в основном рассчитан на использование в 7 классе) рассматриваются только силы, действующие вдоль одной прямой, то формулы приведены в скалярной форме. В разделе “Таблицы” представлены некоторые необходимые для решения задач постоянные и их основные единицы измерения в СИ (Международной системы единиц).

3. МЕТОДИЧЕСКОЕ РУКОВОДСТВО 3.1. Введение Методическое руководство имеет следующую структуру. Сначала приведены постраничные сценарии всех уроков электронного пособия включая мультимедийные объекты — видеофрагменты, анимированные ролики и графики, интерактивные упражнения и т. п. (см. 3.2.). Краткое содержание видеофрагментов и указание на его продолжительность упростит работу учителя по подготовке урока. Далее приведены таблицы, в которых осуществлено сопоставление тематики наиболее часто используемых учебников физики и материалов электронного пособия (см. 3.3.). Примеры использования материалов диска при проведении урока и во внеурочных формах занятий (факультативы, проектная деятельность) см. 3.4. В случае если вы хотите воспользоваться видеофрагментами диска, вам поможет таблица, в которой указаны названия файлов, содержащих видеофрагменты (см. 3.5.).

3.2. Содержание уроков диска I. Что изучает физика Урок 1. Что изучает физика 1. Что изучает физика? 2. Физика — одна из древнейших наук. Слайд-шоу: Человек и окружающий мир. 3. Чем полезна физика для человечества. Слайд-шоу: Физика и смежные отрасли науки. Слайд-шоу: Физика и техника. Биографии Аристотеля, Гераклита Эфесского, А. С. Попова, Ж. И. Алферова.

Урок 2. Как мы изучаем окружающий мир? 1. Как делаются научные открытия. Слайд-шоу: Открытие “на кончике пера”. 2. Основные понятия физики. Слайд-шоу: Физические явления. Слайд-шоу: Продолжительность жизни. 3. Единицы физических величин. Слайд-шоу: Площадь и объем. Таблицы. Основные единицы СИ. Важнейшие производные единиц СИ. 4. Открытие закономерностей.

II. Свет. Оптические явления Урок 3. Источники света. Распространение света 1. Естественные источники света. 2. От костра к лазеру. Биография П. Н. Яблочкова. 3. Как мы видим? 4. Распространение света. 10

11

Видеофрагмент. Прямолинейное распространение света. Продолжительность 00:55. Электрический фонарик испускает пучок света, направленный на экран. Проходя через отверстия, пучок света становится все тоньше по мере уменьшения их диаметра. Через последнее, самое узкое отверстие, проникает совсем тонкий пучок — луч света. Мы видим, что свет распространяется прямолинейно. Это можно доказать, проведя следующий опыт. Нам понадобятся: источник света, экран и три одинаковых листа картона с отверстием в центре каж дого. Источник света и экран нужно расположить таким образом, чтобы на экране появилось пятно света. При этом отверстия в листах картона должны располагаться на одной прямой. Что произойдет, если сдвинуть в сторону один из листов? Отверстия больше не будут находиться на одной прямой, и свет не достигнет экрана. Таким образом, пятно света на экране исчезнет. Как увидеть луч света? Увидеть луч света можно в том случае, если он отразится от частичек пыли, талька или дыма, находящихся в воздухе.

5. Что может произойти с лучом света? Видеофрагмент. Что может произойти с лучом света? Продолжительность 01:16. Посмотрим, что происходит со светом, когда он достигает поверхности различных предметов. Между источником света и экраном, на который направлен свет, поместим обычное стекло. Мы видим, что часть светового потока отразилась от поверхности стекла, а часть прошла сквозь стекло и достиг ла экрана. Если мы заменим стекло зеркалом, то свет полностью отразится — ни один луч не попадет на экран, и он останется темным. Что произойдет, если поместить между источником света и экраном закопченное стекло? Свет не отражается от его поверхности и не проходит через него, так как он пол ностью поглощается сажей. Если поместить на пути света матовое стекло, мы увидим, что ни один луч не прошел сквозь него и ни один не отразился. Но при этом экран, находящийся за стеклом, был слег ка освещен. Это означает, что свет не был полностью поглощен стеклом, но и не был отражен в каком либо одном направлении. Он отразился и прошел через стекло во всех направлениях. Это явление называется диффузией, или рассеянием, света. Теперь мы знаем, что свет может быть отра жен, поглощен или рассеян в зависимости от того, на какую поверхность он падает.

6. Свет и энергия Слайд-шоу: О различных источниках света Видеофрагмент. Превращение света в тепловую энергию. Продолжительность 00:39. Два термоскопа наполнены водой одинаковой температуры. Один из них расположен так, чтобы свет падал на его гладкую (зеркальную) сторону. Другой термоскоп повернут к свету темной (шероховатой) стороной. Некоторое время оба термоскопа освещались одним и тем же источником света, после чего была измерена температура воды в каждом из них. В термоскопе, повернутом к свету темной сторо ной, температура воды оказалась выше.

Слайд-шоу: Значение солнечной энергии.

Урок 4. Тень и полутень. Солнечные и лунные затмения 1. Свет и тень. Видеофрагмент. Условия возникновения тени. Продолжительность 00:28. 2. Тень и полутень Видеофрагмент. Условия возникновения полутени. Продолжительность 01:26. Видели ли вы когда нибудь театр теней? Знаете, что нужно сделать, чтобы тени стали четкими? Посмотрите. В одном месте тень от игрушки темнее, а в другом — светлее. Более темная область — та, которая не освещается ни одной из двух свечей, а более светлая — та, которая освещается только одной из двух свечей. В первом случае мы говорим о тени, во втором — о полутени. Четкий контур тени зависит также от размеров источника света и от расстояния между ним и предметом. Чтобы тень была четкой, нужно держать предмет или руку как можно ближе к экрану. И чем меньше будет источ ник света, тем меньше будет и область полутени на экране. 12

Если предмет освещается одновременно несколькими источниками света, то можно заметить, что помимо тени возникает и полутень. В данном опыте предмет освещается двумя источниками света одновременно. Тень появляется там, куда не попадают лучи ни от одного из источников света. Полу тень возникает в области, куда попадает свет только от одного из источников.

3. Лунное затмение. Видеофрагмент. Лунное затмение. Продолжительность 00:40. Луна обращается вокруг Земли по орбите, близкой к круговой. Когда Луна оказывается в конусе тени, отбрасываемой земным шаром, солнечные лучи не могут достичь поверхности Луны, и она не видна с Земли в некоторых районах. В таком случае мы говорим о полном лунном затмении. Полное лунное затмение может длиться более полутора часов. Частное лунное затмение наблюдается тогда, когда в конусе земной тени находится лишь часть Луны.

4. Солнечное затмение. Видеофрагмент. Солнечное затмение. Продолжительность 00:31. Земля не может полностью находиться в конусе тени, отбрасываемой Луной, поскольку Луна намного меньше Земли. Площадь поверхности Земли, затененной Луной, может достигать 270 км2. В таких местах Солнце может пропасть из поля зрения на некоторое время, так как его лучи не достигают зем ной поверхности.

Урок 5. Отражение света. Плоские зеркала и их применение 1. Отражение света плоским зеркалом. Видеофрагмент. Изучение принципов отражения света. Продолжительность 01:07. Для этого опыта используем прибор, который называется оптическим столом. Поместим плоское зер кало на пути распространения света. Пучок света отражается от зеркала, и появляется отраженный луч. Через точку, в которой луч отразился от зеркала, мысленно проведем прямую, перпендикулярную поверхности зеркала. Эта прямая называется перпендикуляром, или нормалью. Угол между перпен дикуляром и падающим лучом называется углом падения, а угол между перпендикуляром и отражен ным лучом — углом отражения. Если повернуть зеркало так, чтобы угол падения увеличился, то уве личится и угол отражения. Обратите внимание, что при любом изменении положения зеркала угол отражения равен углу падения. Иными словами, луч света отражается от зеркала под тем же углом, под каким и падает. Важно отметить, что падающий и отраженный лучи лежат в одной плоскости (в данном опыте — это плоскость, параллельная поверхности оптического стола).

2. Построение изображений в плоских зеркалах. Видеофрагмент. Построение изображений в плоских зеркалах. Продолжительность 01:01. Изображение, получаемое в плоском зеркале, не перевернуто — это прямое изображение. Предмет и его отражение расположены симметрично относительно друг друга, то есть линейные размеры предмета и его отражения одинаковы. Однако зеркальное отражение меняет правое на левое и наобо рот. Расстояние между отражением и поверхностью зеркала равно расстоянию между предметом и поверхностью зеркала. Изображение в плоском зеркале всегда является мнимым, оно не может быть получено на экране. У наблюдателя создается впечатление, будто отраженные лучи выходят из за зеркала. Например, обезьяны, кошки или собаки, видя свое отражение в зеркале, пытаются найти за зеркалом животное, которое они видят.

3. Перископ. 4. Диффузное отражение света. 5. Эффект рассеяния света в атмосфере.

Урок 6. Изображения в сферических зеркалах 1. Что следует знать о сферических зеркалах? Видеофрагмент. Вогнутое зеркало. Продолжительность 00:45. Анимация. Построение лучей в сферическом зеркале 13

2. Отражение лучей света в вогнутом зеркале 3. Изображение в вогнутых зеркалах Видеофрагмент. Изображение в вогнутых зеркалах. Продолжительность 01:06. Поскольку сферическое зеркало является частью сферы, можно определить его ось симметрии, кото рая называется главной оптической осью зеркала. Это прямая, проходящая через центр кривизны и вершину зеркала. Лучи, параллельные этой оси, отразившись от вогнутого зеркала, собираются в одной точке. Эта точка называется фокусом и обозначается прописной буквой F.

Анимация. Построение изображений в вогнутых зеркалах 4. Выпуклые зеркала Видеофрагмент. Выпуклые зеркала. Продолжительность 00:24. С помощью вогнутого зеркала можно получить как мнимое, так и действительное изображение. Действительное изображение образуется в точке пересечения отраженных лучей. При изменении по ложения экрана изображение может стать нечетким. Экран нужно расположить так, чтобы он не зате нял предмет. Если расстояние d между предметом и зеркалом больше фокусного расстояния f, но меньше двойного фокусного 2f, то полученное изображение будет действительным, перевернутым и увеличенным. Если поместить предмет далеко от зеркала (d > 2f), то изображение получится дей ствительным, перевернутым и уменьшенным. Поместив предмет на расстоянии d = 2f, мы получим изображение действительное, перевернутое и равное по размеру самому предмету.

5. Применение сферических зеркал Слайд-шоу: Крупнейшие телескопы мира

Урок 7. Преломление света 1. Скорость света в полном вакууме и прозрачных средах Видеофрагмент. Сравнение движения света и машины. Продолжительность 00:55. Посмотрите, как движется игрушечная машина, когда попадает с гладкой поверхности на шерохова тую. Если передние колеса не одновременно попадают на шероховатую поверхность, машинка поворачивает в сторону. То же самое происходит с автомобилем, если его тормоза работают неоди наково. В этом случае при резком нажатии педали тормоза машину может занести в сторону. Направ ление движения меняется по одной и той же причине в обоих случаях. Причина — в неравномерном изменении скорости вращения колес.

2. Что такое преломление света Видеофрагмент. “Сломанная ложка”. Продолжительность 00:36. Мы видим стакан с водой, в который опущена ложка. Кажется, что ложка сломана, но если мы вынем ее из стакана, то обнаружим, что это была лишь оптическая иллюзия. Лучи света, отраженные от поверхности ложки при пересечении границы воды и воздуха преломляются, то есть меняют свое направление, и только после этого попадают на сетчатку глаз. Поэтому нам кажется, что отраженные от ложки лучи выходят из другой точки, нежели это происходит в действительности. В основе этой ил люзии лежит явление преломления света.

3. Закон преломления света. Анимация. Отражение света. Анимация. Преломление света. 4. Явление полного отражения. Видеофрагмент. Распространение света в световоде. Продолжительность 01:30. Всегда ли свет распространяется прямолинейно? Оказывается, не всегда. Есть нечто, что может заставить свет изменить направление. Свет может распространяться внутри волоконно оптического кабеля и выходить с другой его стороны. Тонкие волокна слишком хрупкие, поэтому их объединяют в один толстый и прочный кабель. Такой кабель (световод) используется в системах оптической свя зи, в том числе телефонной. 14

5. Показатель преломления света в прозрачных средах. Таблица. Показатель преломления газов.

Урок 8. Оптические иллюзии 1. Оптические иллюзии. Видеофрагмент. Оптические иллюзии. Продолжительность 00:42. Положим монету на дно чашки. Мы смотрим на чашку под таким углом, под которым монета не вид на. Лучи света, отражаясь от монеты, не достигают наших глаз. Теперь, не меняя точку наблюдения, нальем в чашку воду. Монета появляется в поле зрения. Переходя из воды в воздух, отраженные от монеты лучи света преломляются таким образом, что угол преломления получается больше угла падения. Поэтому теперь лучи света, отраженные от монеты, достигают сетчатки наших глаз. Нам же кажется, что монета поднялась вверх.

Анимация. 2. Миражи. Анимация. 3. Атмосферное преломление.

Урок 9. Дисперсия 1. Есть ли у света цвет? 2. Преломление. Видеофрагмент. Дисперсия света. Продолжительность 00:41. Когда луч белого света достигает стенки призмы, он преломляется на границе двух сред — воздуха и стекла и раскладывается на составляющие цвета. Оказывается, что лучи каждого цвета преломляются под разными углами. На выходе из призмы этот процесс повторяется, и разница между их углами прелом ления становится еще больше. Так происходит разложение белого света в спектр, или дисперсия света.

Анимация. 3. Спектр света. 4. Составляющие белого света. Видеофрагмент. Опыт Ньютона. Продолжительность 01:02. Повторим опыт Ньютона, чтобы проверить, можно ли разложить выходящие из призмы лучи на состав ляющие компоненты. Выделим наиболее тонкий луч одного цвета и пропустим его через призму. Луч дважды преломляется, но больше уже не раскладывается. Цвет, который нельзя разложить на со ставляющие, называется основным. Посмотрим, можно ли из этих компонентов составить смесь, называемую белым светом. Направим лучи, разложенные призмой, на собирающую линзу. Если экран расположен на нужном расстоянии от линзы, на нем появится пятно белого света. В этом месте собрались вместе лучи всех цветов. Таким образом мы доказали, что белый свет включает все цвета спектра.

5. Радуга. Слайд-шоу. Радуга. Анимация. 6. Цвета тел. Анимация. Трихромность света. Видеофрагмент. Цвета тел. Продолжительность 00:37. Если мы поместим зеленое стекло на пути луча белого света, то позади стекла мы увидим только зеле ный луч. Другие составляющие белого света будут поглощены стеклом. Поверхность желтого цвета, освещенная белым светом, поглотит все его составляющие, кроме желтой. Почему некоторые пред меты черные? Они поглощают все цвета спектра, содержащиеся в белом свете. Поверхности, осве щенные белым светом и отражающие все его составляющие, мы воспринимаем как белые. 15

Поместим собирающую линзу на оптическую скамью. Источник света направлен на лист черного кар тона с вырезанной в нем буквой. Расстояние между буквой и линзой немного больше, чем фокусное расстояние. Поместим экран так, чтобы получилось четкое изображение буквы. Мы видим, что изоб ражение в два раза больше самой буквы.

Слайд-шоу. Основные и дополнительные цвета. Таблица. Спектр света.

Урок 10. Типы и свойства линз 1. Типы линз. Видеофрагмент. Собирающие линзы. Продолжительность 00:16. Если совместить вершины двух призм и пропустить через них пучок параллельных лучей, то в резуль тате преломления образуется пучок расходящихся лучей. Если отшлифовать края таких призм, то по лучится рассеивающая линза. Если совместить основания двух призм и пропустить через них пучок параллельных лучей, то в резуль тате преломления образуется пучок сходящихся лучей. Если отшлифовать края таких призм, получит ся собирающая линза.

Анимация. Трехмерные модели линз. 2. Преломление света в собирающей линзе. Видеофрагмент. Преломление света в собирающей линзе. Продолжительность 01:22. Параллельные световые лучи, проходящие через линзу, преломляются на каждой из ее поверхностей согласно закону преломления. Это приводит к тому, что лучи собираются в одной точке, которая назы вается главным фокусом линзы. Если световой пучок пропустить через линзу с другой стороны, будет наблюдаться та же картина. У каждой линзы есть два главных фокуса. Они лежат на главной оптичес кой оси — прямой, соединяющей центры кривизны поверхностей, ограничивающих линзу. Оптическим центром линзы называется центр отрезка, высекаемого на оптической оси поверхностями, ограничи вающими линзу. Расстояние между главным фокусом и оптическим центром линзы называется фокус ным расстоянием линзы. Световые лучи, проходящие через оптический центр линзы, не меняют своего направления. Для того чтобы продемонстрировать энергию световых лучей, можно поместить темный предмет, поскольку он легко поглощает свет, в фокус линзы. Энергия, сконцентрированная в этой точке, может прожечь отверстие в предмете.

Анимация. 3. Как будут направлены лучи, если источник света поместить в фокус? Анимация. 4. Преломление света в рассеивающей линзе. 5. Свойства линз. Видеофрагмент. Свойства линз. Продолжительность 00:38. Сравним фокусное расстояние двух собирающих линз разной толщины. Направим через линзу парал лельный пучок лучей и найдем такое положение экрана, при котором пятно света от линзы на нем будет наименьшим. После этого измерим расстояние между экраном и линзой. Это и будет фокусным расстоянием лин зы. Проделав этот опыт с линзой другой толщины, мы видим, что чем толще линза, тем меньше фо кусное расстояние.

Урок 11. Изображения, создаваемые линзами 1. Изображения, создаваемые линзами. Видеофрагмент. Изображения, создаваемые линзами. Продолжительность 00:40. Зажжем свечу и поместим между ней и экраном собирающую линзу. Каким будет изображение пла мени свечи на экране?

Анимация. 2. От чего зависит размер изображения? Видеофрагмент. От чего зависит размер изображения? Продолжительность 01:06. 16

Поместим картон на расстоянии больше чем два фокусных расстояния. На этот раз изображение бук вы, полученное на экране, меньше, чем сама буква. Но, как и в предыдущем случае, оно переверну тое и действительное. Поместив картон между линзой и экраном на расстоянии меньше фокусного, мы не получим никако го изображения.

3. Построение изображений, создаваемых линзами. Анимация. 4. Увеличение линзы.

Урок 12. Строение человеческого глаза. Дефекты зрения 1. Строение и оптическая система глаза. 2. Как мы видим окружающий мир. Анимация. 3. Дефекты зрения и их коррекция. Анимация. 4. Оптические иллюзии.

Урок 13. Оптические приборы 1. Ход лучей света в оптических приборах. Видеофрагмент. Ход лучей света в оптических приборах. Продолжительность 02:55. Когда параллельные лучи достигают поверхности плоского зеркала, они отражаются в одном и том же направлении, образуя новый пучок параллельных лучей. Если заменить плоское зеркало вогнутым, то лучи будут сходиться. В таком случае мы говорим, что вогнутое зеркало собирает лучи. И, наоборот, отразившись от выгнутого зеркала, лучи будут расходиться. Попадая на поверхность прозрачного тела, луч света, как правило, разделяется: одна его часть отра жается, а другая? проходит через прозрачное тело. Если луч света падает на стеклянную пластину перпендикулярно поверхности, он проходит сквозь нее не преломляясь. Проследим, как ведет себя луч, попадая на пластину под другими углами.

2. Лупа. Анимация. 3. Микроскоп. Анимация. 4. Телескоп.

III. Движение и взаимодействие тел Урок 15. Механическое движение тела 1. Механическое движение тела. Видеофрагмент. Механическое движение тела. Продолжительность 00:52. Слово движение хорошо известно и не нуждается в определении. Движение тела можно увидеть невооруженным глазом. Однако для того чтобы описывать движение как физическое явление, необхо димо более точно определить некоторые понятия. Посмотрите на движущиеся объекты и объекты, 17

которые остаются в состоянии покоя. Обратите внимание на то, что люди и машины не движутся, когда горит красный свет. Описывая движение тел, мы используем выражения типа “удаляется от чего либо”, “приближается к чему либо”. Тело, относительно которого рассматривается положение остальных тел, называется телом отсчета. Это понятие используется для определения положения движущихся тел.

2. Траектория движения тела. Слайд-шоу. 3. Как описать движение тела?

Скорость пешехода изменится снова, если он начнет двигаться в том же направлении, что и дорожка. По отношению к дорожке, движущейся со скоростью v 2, его скорость будет равна v 1. По отношению к наблюдателю его скорость будет выше — это будет скорость v 3, равная сумме скоростей v 1 и v 2. Если же пешеход начнет двигаться в направлении, противоположном движению дорожки, со скоро стью, равной скорости дорожки v 2, то относительно наблюдателя пешеход будет неподвижен.

Анимация. 3. Сложение векторов.

Урок 16. Равномерное прямолинейное движение 1. Изучение равномерного движения. Видеофрагмент. Пример равномерного движения. Продолжительность 00:53. Описать, что такое равномерное прямолинейное движение, довольно просто. Примером такого дви жения является движение камня в космосе, где нет сопротивления воздуха. Поскольку камень не встречает никакого сопротивления, он движется равномерно и прямолинейно. Мы можем легко догадаться, что при равномерном прямолинейном движении тело проходит одинаковые пути за рав ные промежутки времени и что траектория тела представляет собой прямую линию. Наблюдаемое нами движение парашюта является примером равномерного прямолинейного движе ния. За одинаковые промежутки времени парашют проходит одинаковые пути. Чем больше промежу ток времени, тем большее расстояние проходит парашют.

2. График движения. Биография Г. Галилея.

Урок 17. Скорость тела при равномерном прямолинейном движении 1. Зависимость пройденного пути от времени. Видеофрагмент. Зависимость пройденного пути от времени. Продолжительность 00:29. Понятие скорость хорошо известно нам из повседневной жизни. Возьмем, например, движение машин. Мы способны оценить, какая из машин движется с большей скоростью, а какая — с меньшей. Для определения скорости машин обычно используют единицу скорости — километр в час. На спидо метре машины мы можем посмотреть, сколько километров проходит машина за один час.

2. Средняя скорость. 3. Графики скорости и пути при равномерном движении. Таблица кратных и дольных приставок. 4. Единицы измерения скорости.

Урок 18. Вектор скорости. Относительность скорости 1. Вектор скорости. Анимация. 2. Относительность скорости. Видеофрагмент. Относительность скорости. Продолжительность 02:08. Предположим, что v 1 — это скорость пешехода по отношению к неподвижному наблюдателю, напри мер к вам. Предположим также, что v 2 — это скорость движущейся дорожки по отношению к непо движному наблюдателю. Скорость нашего пешехода меняется, когда меняется направление движения или система отсчета. Например, пешеход может начать двигаться в направлении, противоположном направлению движущейся дорожки. Если он движется быстрее, чем дорожка, то его скорость относи тельно неподвижного наблюдателя равна v 3. Скорость v 3 меньше, чем v 1 и равна разности скоростей v 1 и v 2. Скорость пешехода изменится, если он остановится на дорожке. Относительно движущейся дорожки она будет равна нулю, а для неподвижного наблюдателя она будет равна скорости дорожки. 18

Урок 19. Скорость тела при неравномерном движении 1. Равномерное прямолинейное движение. Видеофрагмент. Равномерное прямолинейное движение. Продолжительность 01:51. Мы уже знаем, что при равномерном прямолинейном движении модуль скорости тела не меняется, а траекторией его движения является прямая линия. Теперь, на примере гоночной машины, рассмот рим движение, при котором скорость изменяется по модулю. Такое движение называется перемен ным. Сначала машина набирает скорость — это означает, что модуль скорости увеличивается. Затем некоторое время машина движется равномерно — модуль скорости не изменяется. При появлении препятствия машина начинает останавливаться, то есть с течением времени модуль скорости умень шается.

2. График зависимости пути от времени при неравномерном движении. Видеофрагмент. График зависимости пути от времени при неравномерном движении. Продолжительность 00:34. Проведем опыт, демонстрирующий равноускоренное движение тела. Для этого используем наклонную плоскость и шарик. Плоскость расположена под таким углом, что шарик скатывается по ней за 4 се кунды. Видно, что за равные промежутки времени шарик проходит неодинаковые пути. Его движение ускоренное.

3. График зависимости скорости от времени при неравномерном движении. Анимация. 4. Движение тела по окружности. Видеофрагмент. Движение тела по окружности. Продолжительность 01:15. Скорость — векторная величина. Если тело движется в одном направлении, то его скорость изменяет ся только по модулю. Но тело может двигаться и таким образом, что его скорость изменяется только по направлению, а модуль остается постоянным. Таким движением является движение тела по окруж ности. Вектор скорости тела, движущегося по окружности, перпендикулярен радиусу R этой окружно сти. Если тело освобождается от удерживающего его крепления, то оно начинает двигаться по пря мой, касательной к окружности.

Урок 20. Траектория движения и ускорения тела 1. Определение пути по графику скорости при равномерном движении. Анимация. 2. Определение пути по графику скорости при равноускоренном движении. Анимация. 3. Определение пути по графику скорости.

Урок 21. Взаимодействие двух тел 1. Взаимодействие двух тел. Слайд-шоу. 2. Взаимодействие тел может привести к изменению скорости тела. Слайд-шоу. Анимация. 19

3. Взаимодействие тел может привести к изменению формы тела. Анимация.

Урок 22. Графическое представление силы 1. Вектор силы. Анимация. 2. Единицы измерения силы. Видеофрагмент. Единицы силы. Продолжительность 00:26. Добавляя одинаковые грузы, мы отмечаем все большее удлинение пружины динамометра.

Биография И. Ньютона. 3. Закон Гука. Биография Р. Гука. 4. Равнодействующая сил, направленных в одну сторону. Анимация. 5. Равнодействующая сил, направленных в противоположные стороны. Анимация.

Урок 23. Равнодействующая сил с разными направлениями 1. Правила сложения векторов. Видеофрагмент. Опыт с тремя динамометрами и кругом. Продолжительность 00:40. Рассмотрим опыт с тремя динамометрами и кругом. Уравновесим два динамометра третьим. В этом случае кольцо окажется над центром диска. Значение силы, которую показывает третий динамометр не равно ни сумме, ни разности сил, показываемыми двумя другими динамометрами.

Интерактивное упражнение. 2. Сложение нескольких векторов. Правило цепочки. 3. Обзор. Интерактивные упражнения.

Урок 24. Вес тела 1. Почему предметы падают? Видеофрагмент. Опыт с трубкой Ньютона. Продолжительность 00:36. Рассмотрим падение в воздухе мяча и листочка. Выпустим мяч и листочек из рук. Мяч касается пола значительно раньше, чем листочек, так как сила сопротивления воздуха замедляет скорость падения листочка в большей степени, чем скорость мяча. Повторим тот же опыт в вакууме, созданном в спе циальных сосудах путем откачивания воздуха. И листочек, и мяч, отпущенные одновременно с одина ковой высоты, падают с равной скоростью.

2. Что известно про падение тела? 3. Масса. Анимация. 4. Вес тела. 5. Вес на Луне. Видеофрагмент. Вес на Луне. Продолжительность 01:49. Вес тела напрямую связан с силой тяжести. Следовательно, если измерить вес тела, например, на Луне, то результат будет отличаться от результата, полученного на Земле. В космосе динамометр не показывает никакого веса. Такое состояние называется невесомостью. На Луне динамометр пока жет вес тела примерно в шесть раз меньший, чем на Земле. Космонавт тоже будет весить на Луне в шесть раз меньше, и поэтому легко сможет совершать огромные прыжки.

6. Вес и масса тела, их различия. Анимация. Интерактивное упражнение. 20

Урок 25. Силы трения 1. Движение тела и сила трения. Видеофрагмент. Движение тела и сила трения. Продолжительность 00:52. Если мы пытаемся сдвинуть тело, например бочку, то должны действовать на него большой силой. Когда же бочка начинает двигаться, то есть скользить, она оказывает нам недостаточное сопротивле ние, поэтому мы падаем. Можно сделать вывод, что сила трения покоя, которую мы обычно преодо леваем, чтобы заставить тело двигаться, больше, чем сила трения скольжения. Для того чтобы тело продолжало двигаться, сила, которую мы прикладываем к нему, должна превосходить силу трения покоя. Итак, трение покоя всегда больше трения скольжения. Легко увидеть, что трение качения мень ше трения скольжения. Вот почему гораздо легче бочку катить, чем толкать. Мы тянем брусок, прикрепленный к динамометру, который позволяет определить в каждый момент времени силу, приложенную к телу. Заметьте, как только приложенная сила превысит некоторый по рог, брусок начинает двигаться. Также видим, что сила, которая поддерживает движение бруска, меньше приложенной силы. Поместим еще один брусок такого же веса, удвоив нагрузку на поверх ность. Динамометр показывает, что сила трения увеличилась. Поместим брусок на другую поверхность — более шероховатую. Для того чтобы сдвинуть его с места, необходимо приложить еще большую силу. Это означает, что сила трения зависит от вида взаимодей ствующих друг с другом поверхностей. Мы тянем брусок с одинаковой силой независимо от того, какая сторона бруска соприкасается с по верхностью. Сила трения не зависит от площади контактирующих поверхностей.

2. От чего зависит сила трения? Анимация. Таблица. Коэффициент трения скольжения. Таблица. Коэффициент трения качения. 3. Трение между гладкими поверхностями. Видеофрагмент. Трение между гладкими поверхностями. Продолжительность 01:12. Два одинаковых идеально отполированных куба лежат на разных поверхностях: слегка шероховатой и совершенно гладкой. Оказывается, что при определенной степени шероховатости поверхностей те ла начинают легко скользить друг по другу. И наоборот, две идеально отшлифованные металлические поверхности не скользят друг по другу. Это происходит потому, что частицы отшлифованных поверх ностей находятся очень близко друг к другу. Между ними действует сильное взаимное притяжение — тела буквально прилипают друг к другу.

Урок 26. Роль силы трения 1. Роль силы трения при ходьбе. Видеофрагмент. Роль силы трения при ходьбе. Продолжительность 00:44. Сила трения покоя — это, с одной стороны, сила, которая мешает телу начать двигаться. Но бывает и так, что именно сила трения покоя служит причиной начала движения. Так, при ходьбе сила трения покоя (красная стрелка), действующая на подошву, сообщает нам ускорение, а сила трения, обозна ченная синей стрелкой и направленная в противоположную сторону, сообщает ускорение земле. Именно так человек отталкивается от земли во время ходьбы.

2. Движение по скользкой поверхности. Видеофрагмент. Ходьба по льду. Продолжительность 00:37. Основываясь на собственном опыте, мы ходим по льду медленно и осторожно и не отталкиваемся от него слишком сильно. На льду сила трения покоя так мала, что достаточно даже небольшого уси лия, чтобы соприкасающаяся со льдом подошва начала двигаться. Это приводит к скольжению, кото рое мешает ходьбе. 21

3. Как уменьшить трение? Видеофрагмент. Сила трения качения. Продолжительность 01:02. В шарикоподшипнике две части механизма соединены таким образом, что они могут двигаться отно сительно друг друга. Для уменьшения силы трения эти части взаимодействуют друг с другом с помо щью металлических шариков, которые катятся по желобам. При взаимодействии предмета с поверхностью сила трения качения намного меньше, чем сила трения скольжения. Эта особенность используется, например, при перемещении тяжелых предметов по вра щающимся бревнам. Сила трения скольжения заставляет блок остановиться. Если бы до самого конца блок передвигали с помощью вращающихся бревен, его тормозной путь был бы гораздо длиннее.

Видеофрагмент. Как уменьшить трение? Продолжительность 00:40. Лезвие конька оказывает давление на лед и тем самым вызывает его таяние. Образующаяся под конь ками вода облегчает передвижение. Как только давление прекращается, вода немедленно замерзает. Почему жидкость уменьшает трение? Слои жидкости пристают к поверхностям соприкасающихся пред метов и скользят друг по другу. Движение жидкостей также сопровождается некоторым трением, назы ваемым вязкостью, но оно гораздо меньше, чем трение между поверхностями твердых предметов.

Интерактивное упражнение. 4. Обтекаемость. Слайд-шоу.

Урок 27. Тест IV. Работа, мощность, энергия Урок 28. Работа 1. Когда мы совершаем работу? 2. Сила совершает работу. Слайд-шоу. 3. Как вычислить работу? 4. Единицы работы. Биография Д. П. Джоуля. 5. В каких случаях работа не совершается?

Урок 29. Мощность 1. Что такое мощность? 2. Как вычислить мощность? 3. Другая формула для вычисления. Мощность различных машин. 4. Как определить эффективность работы человеческого организма?

Урок 30. Условие равновесия рычага 1-го рода 1. Что такое рычаг? 2. Условие равновесия рычага 1-го рода (правило моментов). Видеофрагмент. Условие равновесия рычага. Продолжительность 01:12. Нашим рычагом будет металлическая пластина, в которой просверлены отверстия на одинаковом рас стоянии друг от друга. С помощью центрального отверстия мы прикрепим пластину к опоре на под ставке. К остальным отверстиям можно подвешивать грузы. Мы только что построили образец рыча га 1 го рода — грузы определяют силы, приложенные к плечам рычага. Давайте подвесим шесть гру зов равного веса к четвертому от точки опоры отверстию. Сколько таких же грузов нужно подвесить с другой стороны на том же расстоянии от точки опоры, чтобы рычаг был уравновешен? Тоже шесть. Система находится в равновесии. Пластина слегка покачивается, но при этом ни одна из сторон не обладает преимуществом. Запомните условие равновесия рычага. 22

3. Как работает рычаг 1-го рода? Интерактивный эксперимент. Уравновешивание рычага. 4. Применение условия равновесия рычага 1-го рода. Анимация. Видеофрагмент. Условие равновесия рычага. Продолжительность 00:53. Использование плоскогубцев для “перекусывания” гвоздя. Как это сделать правильно?

Урок 31. Виды простых рычагов 1-го рода 1. Конструкция лабораторных весов. Видеофрагмент. Устройство весов. Продолжительность 01:41. В конструкцию лабораторных весов входит металлическая перекладина (коромысло), посередине которой находится призма из прочной стали (треугольная в поперечном сечении). Призма помещена в выемку, сделанную в столь же прочной подставке. Благодаря опорной призме весов рычаг может свободно поворачиваться вокруг точки опоры. На концах коромысла на равных расстояниях от точки опоры находятся чаши весов, также установленные на маленьких призмах. Расстояние от точки опоры до точки, в которой закреплены чаши весов, называется плечом коромысла. Посередине коромысла находится стрелка, движущаяся вместе с ним. Отклонение стрелки наблюдают с помощью шкалы, которая расположена в нижней части подставки. Основание весов поддерживается треножником, две ножки которого имеют винтовую резьбу, благодаря чему можно регулировать высоту. Настраивая высоту ножек, мы добиваемся горизонтального расположения основания. Для проверки горизонталь ного положения мы используем так называемый отвес — груз конической формы, прикрепленный к нити и расположенный сбоку от подставки. Если вершина конуса установится точно над острием кли на, закрепленного на основании, значит, основание расположено горизонтально.

2. Что означает взвесить предмет на весах? Слайд-шоу. 3. Как подготовить весы к взвешиванию? Слайд-шоу. 4. Взвешивание. Интерактивное взвешивание. 5. Неподвижный блок. Видеофрагмент. Неподвижный блок. Продолжительность 00:40. Блок используется для подъема вверх, например, строительных материалов. Строителю, который дол жен доставить кирпичи на крышу, не нужно тащить их по лестнице. Он может, стоя на крыше, тянуть веревку вертикально вниз, и носилки с кирпичами будут подниматься.

Урок 32. Рычаги 2-го рода 1. Схема рычага 2-го рода 2. Как работает рычаг 2-го рода? Видеофрагмент. Рычаг 2-го рода. Продолжительность 00:57. В этом опыте мы используем те же самые детали, которые применялись для создания модели рыча га 1 го рода. На этот раз мы расположим точку опоры в крайнем отверстии металлической пластины. Таким образом, мы получим образец рычага 2 го рода. Давайте подвесим груз весом 8 Ньютонов к четвертому отверстию. Для того чтобы уравновесить рычаг, нам необходимо приложить силу с той же стороны от точки опоры. В какой точке нужно ее приложить, чтобы сила была в 2 раза меньше веса груза? Значение приложенной силы показано на шкале динамометра. Плечо этой силы в 2 раза боль ше плеча веса груза. В этом случае мы имеем дело с тем же самым условием равновесия, что и для рычага 1 го рода.

3. Применение рычагов 2-го рода. 4. Подвижный блок. 23

5. Условие равновесия подвижного блока. 6. В чем заключаются преимущества соединения двух блоков?

Урок 33. Ворот. Зубчатая передача 1. Устройство ворота. Слайд-шоу. 2. Условие равновесия ворота. 3. Применение условия равновесия ворота. 4. Применение зубчатых передач.

Урок 34. Наклонная плоскость 1. Преимущества использования наклонной плоскости. Видеофрагмент. Наклонная плоскость. Продолжительность 02:08. Прикрепим динамометр к нагруженной тележке и будем удерживать ее на наклонной плоскости. Опре делим силу, которую нам необходимо приложить для этого. Затем начнем увеличивать угол наклона плоскости. Мы видим, что значение силы, показываемое динамометром, увеличивается. Следователь но, сила, необходимая для удержания нагруженной тележки на наклонной плоскости, зависит от угла наклона плоскости. Определим силу, необходимую для подъема этой же тележки вертикально вверх. Она больше, чем сила, необходимая для ее подъема по наклонной плоскости. Сила, необходимая для подъема груза вертикально вверх, по меньшей мере равна его весу.

2. От чего зависит сила, удерживающая тело на наклонной плоскости? 3. Условие равновесия на наклонной плоскости. Анимация.

Урок 35. Могут ли простые механизмы облегчить работу? 1. Рычаг 1-го рода. Анимация. 2. Подвижный блок. 3. Наклонная плоскость. Анимация.

Урок 36. Коэффициент полезного действия простых механизмов 1. Коэффициент полезного действия простых механизмов. Слайд-шоу. 2. Примеры вычисления КПД механизмов.

Урок 37. Потенциальная энергия упругодеформированного тела 1. Что такое энергия. Слайд-шоу. 2. Потенциальная энергия пружины. Видеофрагмент. Потенциальная энергия. Продолжительность 01:03. Скрученная, или сжатая, пружина обладает энергией, называемой потенциальной энергией упругой деформации. Эта энергия характерна для любого деформированного предмета, который стремится вернуться в свое исходное состояние, совершив при этом определенную работу.

3. Что значит “потенциальная”? Слайд-шоу. 4. От чего зависит потенциальная энергия закрепленной пружины? Интерактивное упражнение. 5. Взаимосвязь между работой и потенциальной энергией упругой деформации. Слайд-шоу.

Урок 38. Потенциальная энергия и сила тяготения 1. Как изменяется потенциальная энергия тела? Видеофрагмент. Изменение потенциальной энергии. Продолжительность 00:21. Рабочий случайно столкнул со строительных лесов кирпич, который упал на песок, раскидав его вокруг себя. До того момента, пока кирпич не коснулся песка, его потенциальная энергия уменьшалась, переходя в другой вид энергии. После падения энергия, которой обладал кирпич, преобразовалась в работу по перемещению песка.

2. Изменение потенциальной энергии тела. Анимация. 3. Примеры изменения потенциальной энергии тела. Слайд-шоу.

Урок 39. Кинетическая энергия 1. Кинетическая энергия. 2. От чего зависит кинетическая энергия тела? Видеофрагмент. Кинетическая энергия. Продолжительность 00:40. Чтобы увеличить энергию маятника, мы совершаем над ним работу, поднимая на некоторую высоту h. Отклонившись, маятник приобретает потенциальную энергию по отношению к своему положению рав новесия. Потенциальная энергия равна произведению массы на ускорение свободного падения и высоту. В положении с наибольшим отклонением скорость маятника равна нулю, а значит — равна нулю его кинетическая энергия. Если позволить маятнику раскачиваться свободно, то есть прекратить действие внешних сил, маятник начинает движение вниз благодаря силе тяжести. Шар опускается все ниже, достигая положения равновесия. Его потенциальная энергия убывает, но кинетическая растет, как и в предыдущем примере. Когда шар достигает самого нижнего положения, его кинетическая энергия максимальна, а потенциальная равна нулю. Тело не изменяет свою полную механическую энергию, которая в этот момент равна кинетической энергии. При дальнейшем движении высота над уровнем отсчета увеличивается, и одновременно увеличивается потенциальная энергия. Это происхо дит за счет уменьшения кинетической энергии — вот почему скорость тела уменьшается. Скорость и кинетическая энергия будут равны нулю на той же высоте, с которой тело начало свое движение — подняться выше оно не может.

3. Как вычислить кинетическую энергию тела? 4. Использование кинетической энергии тела. Слайд-шоу.

Урок 40. Закон сохранения полной механической энергии 1. Может ли потенциальная энергия тела стать его кинетической энергией? Анимация. 2. Может ли кинетическая энергия тела перейти в потенциальную? Видеофрагмент. Колебания маятника. Продолжительность 01:25. Чтобы увеличить энергию маятника, мы совершаем над ним работу, поднимая его на высоту h. Откло нившись, маятник приобретает потенциальную энергию по отношению к своему положению равнове сия. Потенциальная энергия равна произведению массы тела на ускорение свободного падения и высоту, на которой оно находится. В положении с наибольшим отклонением скорость маятника равна нулю, а значит равна нулю и кинетическая энергия. Если позволить маятнику раскачиваться свободно, то есть прекратить действие внешних сил, то будет происходить непрерывный переход кинетической энергии в потенциальную и обратно.

3. Закон сохранения механической энергии.

Урок 41. Влияние сил трения на механическую энергию тела 1. Почему тела останавливаются?

24

25

Тело, например мяч, находится в положении безразличного равновесия, если перпендикуляр, опущен ный из его центра тяжести, всегда проходит через точку его касания с поверхностью.

Видеофрагмент. Почему тела останавливаются? Продолжительность 00:57. Хоккеист, ударив клюшкой по шайбе, сообщает ей скорость и, следовательно, кинетическую энергию. Поначалу шайба скользит очень быстро, но постепенно ее скорость уменьшается и, наконец, она оста навливается. Уменьшение скорости является результатом действия силы трения между поверхностью и шайбой — сила трения, обозначенная здесь буквой Т, направлена против движения. Действие силы сопровождается перемещением. Тело использует имеющуюся механическую энергию, совершая работу А против силы трения.

2. Что произошло с кинетической энергией остановившегося тела? Слайд-шоу. 3. Потеря механической энергии при движении тела. Видеофрагмент. Потеря механической энергии при движении тела. Продолжительность 00:48. Тело, падая в воздухе, испытывает действие силы сопротивления воздуха, и поэтому при падении предмета с большой высоты потенциальная энергия не полностью преобразуется в кинетическую. После достижения телом некоторой скорости, когда сила сопротивления движению уравновесит силу тяжести, ускоренное падение превращается в равномерное движение. Это означает, что скорость и, следовательно, кинетическая энергия тела будут постоянными, в то время как потенциальная энер гия, как одна из составляющих механической, будет уменьшаться.

Урок 42. Автомобильные аварии 1. В каких случаях машина начинает двигаться самостоятельно? 2. Тормозной путь. Осторожно: пешеходы. Видеофрагмент. Тормозной путь. Продолжительность 00:36. Когда машина останавливается, она теряет свою скорость, а, следовательно, и кинетическую энергию в результате действия тормозов. Для этого используется сила трения между тормозными колодками и тормозными дисками. Чем сильнее колодки прижимаются к дискам, тем быстрее уменьшается скорость и кинетическая энергия машины.

3. Что происходит с кинетической энергией тела при столкновении? Видеофрагмент. Продолжительность 00:39. Вы видите результат столкновения машины со стеной. Характер повреждений машины свидетельству ет о том, что действовали огромные силы. Устройство машины таково, что спереди у нее отсутствуют жесткие конструкции. Благодаря этому при столкновении кинетическая энергия машины преобразует ся в работу по деформации кузова. Конечно же, материал подбирается таким образом, чтобы пасса жирский салон не входил в число легко деформируемых частей машины.

4. Безопасность пассажиров. Слайд-шоу.

Урок 43. Типы равновесия тел 1. Условия равновесия тела. 2. Устойчивое равновесие. Интерактивное упражнение. Видеофрагмент. Устойчивое равновесие. Продолжительность 00:31. Гоночная машина более устойчива, чем грузовик, поскольку центр тяжести гоночной машины распо ложен ниже. Даже при большом наклоне, когда, например, машина делает поворот на большой скоро сти, перпендикуляр, опущенный из центра тяжести машины, не выходит за ее площадь опоры.

3. Неустойчивое равновесие. 4. Безразличное равновесие. Видеофрагмент. Равновесие. Продолжительность 00:14. 26

5. Как повысить устойчивость равновесия. Интерактивное упражнение.

Урок 44. Работа человека 1. Сколько стоит “ничего не делать”? 2. Приблизительные затраты энергии при выполнении различных действий. 3. Пища? источник энергии. 4. Затраты энергии в состоянии покоя. 5. Затраты энергии во время выполнения работы.

Урок 45. Тест 3.3. Соответствие параграфов различных учебников урокам электронного пособия В связи с дифференциацией учебного процесса в средней школе учителя получили возможность использовать в своей работе различные учебники и пособия. Авторы учебников также получили некоторую свободу в выборе их структуры и содержания. Очевидно, что структура учебной информации электронного учебного пособия не совпадает с логикой полиграфических учебников. Проведем анализ и сравним содержание уроков электронного пособия с содержанием параграфов наиболее распространенных учебников физики для 7-9 классов средней школы. В таблицах приведены только те разделы, где возможно использование электронного учебного пособия.

А. В. Пёрышкин. Физика 7 класс § учебника 1 2 3 4 5 6 13 14 15 18 19 20 23 25 26 27 28 29 30 31

Название темы Что изучает физика Некоторые физические термины Наблюдения и опыты Физические величины. Измерение физических величин Точность и погрешность измерений Физика и техника Механическое движение Равномерное и неравномерное движение Скорость. Единицы скорости Взаимодействие тел Масса тела. Единицы массы Измерение массы тела на весах Сила 22 Сила упругости. Закон Гука Вес тела Единицы силы. Связь между силой тяжести и массой тела Динамометр Сложение двух сил, направленных по одной прямой. Равнодействующая сил Сила трения Трение покоя 27

Урок диска 1 (1, 2) 2 (2) 2 (1) 2 (3) 2 (3) 1 (3) 15 16 17 21 24 (3) 31 22 (3) 24 24 23 (1) 23 25 25

§ учебника 32 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64

Название темы Трение в природе и технике Механическая работа. Единицы работы Мощность. Единицы мощности Простые механизмы Рычаг. Равновесие сил на рычаге Момент силы Рычаги в технике, быту и природе Применение закона равновесия рычага к блоку Равенство работ при использовании простых механизмов. “Золотое правило” механики Коэффициент полезного действия Энергия Потенциальная и кинетическая энергия Превращение одного вида механической энергии в другой

Урок диска 26 28 29 30-35 30, 31 30 31 32 32 36 37 38, 39 40, 41

§ учебника 36 37 38 39 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59

Название темы Коэффициент полезного действия Энергия Кинетическая и потенциальная энергия Закон сохранения энергии в механики Источники света Прямолинейное распространение света Световой пучок и световой луч Образование тени и полутени Отражение света Изображение предмета в плоском зеркале Вогнутое зеркало Применение вогнутых зеркал Преломление света Полное внутреннее отражение Волоконная оптика

Н. С. Пурышева, Н. Е. Важеевская. Физика 7 (Этот учебник наиболее близок по структуре к структуре электронного учебного пособия.) § учебника 1 2 3 7 8 9 10 11 12 13 14 15 17 18 22 23 24 25 27 29 31 32 33 34 35

Название темы Что изучают физика и астрономия Как изучают явления физики Физические величины. Единицы физических величин Физика и техника Физика и окружающий мир Механическое движение и его виды Относительность движения Траектория. Путь Равномерное движение. Скорость равномерного движения Неравномерное движение. Средняя скорость Равноускоренное движение. Ускорение Путь, пройденный телом при равноускоренном движении Масса 31 Измерение массы Международная система единиц Сложение сил Сила упругости Сила тяжести Вес тела. Невесомость Сила трения Механическая работа Мощность Простые механизмы Правило равновесия рычага Применение правила равновесия рычага к блоку. “Золотое правило” механики 28

Урок диска 1 2 2 1 1 15 (1) 18 15 (2, 3) 16, 17 19 19 19 31 Таблица из урока 2 22 24 24 24 25 28, 41 29 30 30 32

60 63 64 65 66 67

Линза, ход лучей в линзе Глаз 12 Очки, лупа Разложение белого света в спектр Сложение спектральных цветов Цвета тел

Урок диска 36 37 38, 39 40 3 (1, 2, 6) 3 (4) 3 (5) 4 5 5 6 6 7 7 (4, 5) 7, видеофрагмент. Распространение света в световоде 10, 11 13 9 (1-3) 9 (4, 5) 9 (6)

С. В. Громов. Физика 7 класс § учебника 1 2 3 4 5 6 8 11 12 13 14 15 16 27 18 19 20

Название темы Что изучает физика Некоторые физические термины Наблюдения и опыты Физические величины и их измерения Механическое движение Скорость Взаимодействие тел. Масса Сила 22 Сила тяжести Равнодействующая сила Сила упругости. Закон Гука Динамометр. Вес тела Сила трения Трение в природе и технике Механическая работа Мощность Рычаг 30, 31 29

Урок диска 1 (1, 2) 2 (2) 2 (1) 2 (3) 15 17 21 24 23 24 24 25 26 28 29

§ учебника 21 22 23 24

Название темы Правило моментов Блок 32 Другие механизмы Коэффициент полезного действия

Урок диска 30 34 36

А. Е. Гуревич. Физика 8 класс § учебника 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44

Название темы Источники света Закон прямолинейного распространения света Отражение света Преломление света Явление полного внутреннего отражения света Разложение белого света в спектр Линзы 10-11 Глаз 12 Как определить область видения предмета в плоском зеркале? Почему при переходе из одной среды в другую изменяется направление распространения света? Оптическая сила линзы Формула тонкой линзы

Урок диска 3 (1, 2, 6) 3 (4) 5 7 7 (4, 5) 9

5 7 11 11

С. В. Громов. Физика 8 класс § учебника 1 2 3 4 5 14 15

Название темы Наука о движении тел Ускорение Скорость при равноускоренном движении Путь при равноускоренном движении Равномерное движение по окружности Энергия Закон сохранения энергии

Урок диска 15 19 19 19 19 (4) 37-39 40

А. Е. Гуревич. Физика 9 класс § учебника

1 4 5 6 10 11

Название темы Часть I. ЗАКОНЫ МЕХАНИКИ Глава 1. Механическое движение и его характеристики Определение и виды механического движения Глава 2. Законы динамики Взаимодействия в природе Сила 22 Инертность тел. Масса Глава 3. Силы в механике Сила упругости Сила тяготения 30

Урок диска

15 21

§ учебника 12 16 18 19 20

22 23 24

Название темы Сила трения Глава 4. Законы сохранения в механике Механическая работа и мощность Простые механизмы Энергия Закон сохранения механической энергии Часть II. ВИДЫ МЕХАНИЧЕСКОГО ДВИЖЕНИЯ Глава 5. Прямолинейное движение Равноускоренное движение Свободное падение тел Вес тела, движущегося с ускорением в вертикальной плоскости

Урок диска 25 28 30-35 37 40

19 24 24

С. В. Громов. Физика 9 класс § учебника 29 31 32 33 34 35 37 38

Название темы Свет 3 Отражение света Построение изображения в зеркале Преломление света Линзы 10 Построение изображений, даваемых линзой Глаз и зрение Близорукость и дальнозоркость. Очки

Урок диска 5 5 7 11 12 12

Обозначив возможности использования электронного учебного пособия, приведем конкретные примеры организации уроков. Нами будут рассмотрены возможности проведения уроков, а также различных внеурочных занятий (факультативы, проектные задания).

3.4. Примеры использования электронного учебного пособия для проведения урока и внеурочных занятий Для иллюстрации использования материалов электронного учебного пособия приведем примеры уроков изучения нового материала. За основу возьмем “Поурочные разработки по физике” (Полянский С. Е. Поурочные разработки по физике. 8 класс.? М.: ВАКО, 2003.). Это пособие выбрано потому, что рассчитано на стандартные 8 классы общеобразовательной школы, имеющие 68-часовой курс. Оно рассчитано на учителей, работающих по учебнику Громова С. В., Родиной Н. А. “Физика. 8 класс” (М.: Просвещение) или по учебнику Пёрышкина А. В. “Физика. 8 класс” (М.: Дрофа). Пособие может использоваться как автономно, так и в сочетании с другими учебно-методическими пособиями. Педагог может заимствовать полностью предлагаемые сценарии уроков, либо использовать их частично, встраивая в собственный план урока.

24 (3) 22 (3) 24 31

3.4.1. Использование электронного учебного пособия для работы в классе Фрагменты урока № 21 “Ускорение”. Цель урока: познакомить учащихся с понятием ускорения? важнейшей характеристикой р авноускоренного движения. Демонстрации: движение тележки с капельницей по наклонной плоскости. Ход урока I. Повторение. Проверка домашнего задания. При проверке домашнего задания основное внимание следует уделить четкому усвоению основных определений и положений механики. Можно провести краткий фронтальный опрос по изученному материалу: — Что изучает механика? Из каких разделов состоит? — Что изучает кинематика? — Что такое материальная точка? Что такое траектория? — Что такое механическое движение? — Как найти путь в прямолинейном равномерном движении? — Что такое система отсчета? — При наличии скольких тел можно говорить о механическом движении? При проведении фронтального опроса уместно было бы использовать некоторые фрагменты электронного пособия. Опрос пройдет существенно эффективней, если иллюстрировать некоторые вопросы. Воспользуемся упражнениями, приведенными в конце урока №15.

Это упражнения двух различных типов: первое предполагает установление соответствия между траекториями, изображенными на рисунках; второе? фактически является задачей по определению расстояния и времени из графика. Затем можно предложить одну-две задачи на более глубокое понимание изучаемых терминов. Их можно взять из уроков № 16,17 электронного учебного пособия или одного из задачников. Если есть возможность обеспечить каждого учащегося персональным компьютером, эту часть урока можно провести фронтально (при наличии сетевой версии программы). Каждый учащийся получит возможность ответить на все предложенные вопросы, а учитель будет контролировать количество правильных и неправильных ответов. Это позво1

лит более эффективно организовать повторение материала, одновременно опросив всех учащихся класса. Далее можно перейти к изучению нового материала. Фрагменты урока № 61 “Линзы”. Цель урока: дать знания о линзах, их физических свойствах и характеристиках. Демонстрации: 1. Выпуклые и вогнутые линзы. 2. Прохождение света сквозь собирающую линзу. 3. Прохождение света сквозь рассеивающую линзу. Ход урока I. Повторение. Проверка знаний по ранее изученной теме “Преломление света”. II. Изучение нового материала. 1. Явление преломления света лежит в основе действия линз и многих оптических приборов, служащих для управления световыми пучками и получения оптических изображений. Линзы обычно? это оптически прозрачное тело, ограниченное сферическими поверхностями. Существует два вида линз: а) выпуклые и б) вогнутые. Здесь уместно продемонстрировать видеофрагмент из урока № 10 электронного пособия. (Если совместить вершины двух призм и пропустить через них пучок параллельных лучей, то в результате преломления образуется пучок расходящихся лучей. Если отшлифовать края таких призм, то получится рассеивающая линза. Если совместить основания двух призм и пропустить через них пучок параллельных лучей, то в результате преломления образуется пучок сходящихся лучей. Если отшлифовать края таких призм, получится собирающая линза.) Выпуклые линзы бывают: двояковогнутыми, плосковогнутыми, выпукловогнутыми. Для показа демонстраций на эту тему с помощью стандартного учебного оборудования требуется затемнение помещения, однако это в ряде случаев невозможно. Кроме того, линзы, входящие в комплектацию кабинета, имеют недостаточные размеры для того, чтобы их можно было показывать. Для этого можно воспользоваться материалами из электронного пособия. В уроке № 10 пособия приведена трехмерная модель линз различного типа. Эта модель весьма наглядна, так как линзу можно повернуть под любым углом и продемонстрировать со всех сторон.

Затем следует сказать, что в курсе школы рассматриваются только тонкие линзы, и переходим к рассмотрению хода лучей в линзах.

Нумерация соответствует книге С. Е. Полянского.

32

33

Ход лучей в линзе показан на следующем кадре. Лучи расходятся из источника света во всех направлениях. Некоторые из них проходят через линзу и преломляются. После прохождения через линзу лучи будут направлены параллельно главной оптической оси. Рассмотрим собирающую линзу. У собирающей линзы есть два главных фокуса, которые являются действительными. Лучи, которые направлены параллельно главной оптической оси линзы, после преломления собираются в ее главном фокусе. На практике лучи никогда не собираются в одной точке, они собираются в довольно малой окрестности главного фокуса.

учитель легко может контролировать, насколько правильно проводится процедура взвешивания на каждом рабочем месте. Если компьютеры не соединены в сеть, то учитель может контролировать деятельность учащихся, обходя рабочие места. Следует отметить, что в случае правильно проведенного взвешивания учащийся может сразу получить оценку своей деятельности, так как при правильном заполнении пустых окон, результат тут же появится на экране. Убедившись, что учащиеся правильно проводят интерактивное взвешивание, можно перейти к экспериментам с реальным прибором. Если у учащегося что-то не получается, то повторить все действия и отработать навыки взвешивания, можно на домашнем компьютере.

2. Подробно рассматривается и обсуждается ход пучков света через собирающую линзу. 3. Подробно рассматривается и обсуждается ход пучков света через рассеивающую линзу. Покажем экран электронного пособия, на котором показан ход лучей в этих линзах (см. выше). После демонстрации хода лучей через выпуклые и вогнутые линзы можно графически показать основные характеристики линз. III. Закрепление нового материала. Лабораторная работа “Изучение рычажных весов” При проведении лабораторной работы в 7 классе учитель сталкивается с рядом трудностей: 1) учащиеся не умеют проводить никаких измерений; 2) учащиеся не умеют оформлять результатов измерений; 3) учащиеся не умеют обращаться с оборудованием и т.п. По этим причинам полезно “отрепетировать” некоторые приемы работы с лабораторным прибором заранее. Однако такая репетиция требует наличия компьютерного класса, чтобы каждый из учащихся имел доступ к управлению интерактивной моделью весов. Обратившись к уроку 31, мы можем продемонстрировать учащимся устройство классических рычажных весов, обсудить назначение и конструкцию всех деталей. Затем можно показать, как следует пользоваться изучаемым устройством. Для этого необходимо познакомить учащихся с принципами взвешивания (они перечислены в соответствующем параграфе учебника А. В. Пёрышкина). Чрезвычайно полезно записать эти правила в тетрадь. Следующим этапом работы является проведение интерактивного эксперимента по взвешиванию некоторых предметов. Для этого открываем соответствующую страницу электронного пособия и приступаем к взвешиванию. Если используется сетевая версия,

Проблема развития познавательного интереса учащихся всегда остается актуальной. Для решения этой проблемы приходится искать оптимальное сочетание традиционных и нетрадиционных форм урочной и внеурочной деятельности. Использование методов проблемного обучения способствует развитию творческого мышления учащихся. Достаточно перспективным является междисциплинарное изучение отдельных тем, в процессе которого активизируются знания, полученные на уроках физики, химии, биологии, анатомии и др. В подобных ситуациях, требующих включения в процесс решения проблем и проблемных задач, построенных на содержании программного материала, учащиеся сочетают самостоятельную систематическую поисковую деятельность с усвоением готовых знаний. Познавательный интерес — это особая избирательная направленность личности на познание и избирательный характер, выраженный в той или иной предметной области знаний. В условиях обучения познавательный интерес выражен расположенностью школьника к учению; к педагогическому познанию деятельности в области одного или ряда учебных предметов. Формирование и развитие познавательного интереса часть широкой проблемы воспитания всесторонне развитой личности. Наличие устойчивого познавательного интереса способствует осознанному усвоению учащимися системы знаний, умений и навыков, развитию логического, проблемного мышления и творческих способностей, повышает эффективность учебно-воспитательного процесса. Высокий уровень познавательного интереса повышает уровень обученности школьников как по физике, так и по другим предметам, так как физика занимает особое место среди других дисциплин, формирует творческое мышление, мировоззрение и убеждения учащихся.

34

35

3.4.2. Использование электронного учебного пособия для проведения факультативных занятий

Как известно, стойкий познавательный интерес формируется при сочетании в обучении эмоционального и рационального. Наиболее просто создать подходящий эмоциональный фон на внеурочных занятиях, так как они проводятся с малыми группами учащихся. Кроме того, такие занятия нужно начинать проводить со школьниками как можно более младшего возраста (имеется в виду 7 класс, начало обучения физике). В этом возрасте у учащихся начинает проявляться повышенный интерес к самим себе и к окружающему их миру. На этом фоне можно решить большое количество физических задач с элементами биологии и физиологии. Приведем некоторые задания, которые можно проводить с учащимися 7 класса с учетом содержания программы по физике. 1. Термометр. Различные конструкции термометров. Создание простейшего термометра. 2. Время. Измерение времени. Измерение времени реакции человека. 3. Расчет массы и объема вещества. Расчет объема человека. Моделирование тела человека и домашних животных. 4. Мощность и работа при подъеме человеком тяжестей. Мощность и работа при движении человека. 5. Рычаги в организме человека. Моменты сил. 6. Центр масс. Простейшие задачи на установление центра масс. 7. Сила тяжести и ее действие на человека и животных. Как видно из тематики занятий, некоторые из них могут быть проведены существенно интереснее с помощью электронного пособия. Например, по теме №3 можно провести экспериментальное исследование, в ходе которого предполагается узнать, существует ли закономерность между ростом человека, размером обуви и обхватом талии. Для этого заполняется специально подготовленная таблица, и строятся соответствующие графики зависимостей.

4. Немаловажным является то, что использование данного в электронном пособии задания позволяет значительно экономить время. Готовые таблицы и такой способ построения графиков даст возможность закончить задачу за одно занятие. Тема №4 очень эффективно может быть дополнена уроком № 44 электронного пособия. В интерактивном режиме можно решить предложенные там задачи и обсудить результаты, а затем перейти к экспериментам, каждый раз сравнивая их результаты с полученными в ходе решения задач. Теме №5 может предшествовать выборочный показ материалов, имеющихся в уроках №№30–35. Обсуждение темы № 6 можно “оживить” материалами урока №43 электронного пособия. После поиска центра масс в интерактивном режиме (см. ниже) этот навык стоит закрепить, работая с реальными объектами.

3.4.3. Использование электронного учебного пособия в проектной деятельности

Положительные моменты такой формы работы состоят в следующем: 1. Факультативные занятия проводятся во внеурочное время, как правило, после уроков. Ученики уже устали, однако использование электронной таблицы вносит в занятие элемент игры. 2. Многие учащиеся 7 класса достаточно хорошо владеют компьютером, поэтому такое занятие покажет им, что компьютер можно использовать не только для игр, но и для учения. 3. Учащиеся 7 класса еще, как правило, не умеют строить зависимостей, поэтому они увидят на экране компьютера, как эти зависимости должны быть построены правильно ( на это стоит специально обратить их внимание).

Использование метода проектов в школе становится все более распространенной формой обучения. Как известно, задача учителя состоит вовсе не в том, чтобы сообщить учащимся определенную сумму знаний. Он должен научить детей мыслить, ставить перед собой вопросы и находить на них ответы. Как мы уже говорили, сложно осуществить эту задачу с большим числом учащихся, а во внеурочное время это можно сделать, например, в процессе работы над проектным заданием. Как правило, проектные задания экспериментального характера выбирают учащиеся, имеющие склонность и способности к исследовательской деятельности или, по крайней мере, желание ей заниматься. Для такой деятельности совсем недостаточно владеть необходимым набором знаний главное усовершенствовать общие и специальные способности, доведя их до достаточно высокого уровня. Определить, имеет ли человек способности к исследовательской деятельности, на наш взгляд, можно, только начав ей заниматься. Напомним интересную мысль М. Горького: “Талант развивается из чувства любви к делу, возможно даже, что талант в сущности его и есть только любовь к делу, процессу работы…”. Мысль, может быть, и спорная, но не лишенная здравого смысла. Поэтому учителю необходимо вовлечь в исследовательскую деятельность всех учащихся, которые изъявят желание ей заниматься. В процессе работы станет ясно, кто останется в команде, а кому нужно найти другое интересное дело. Учитель должен ставить перед собой задачу направить деятельность учащихся так, чтобы они смогли начать развивать имеющиеся у них способности как можно раньше.

36

37

На наш взгляд, наиболее важными качествами для исследовательской работы являются: а) умение ставить перед собой задачу, умение анализировать ее и искать пути решения; б) желание переделывать эксперимент многократно, так как очень часто, доделав работу до конца, мы понимаем, что ее нужно было сделать иначе. Способность начать работу заново — это одно из важнейших качеств исследователя; в) чрезвычайно важным является желание в поиске решения дойти до конца в выяснении причин исследуемого явления. Особое внимание учителю следует обратить на развитие самостоятельности. Учащиеся должны сами предлагать возможные варианты решения поставленной задачи, а не ждать, пока учитель подскажет, сделает за них. В качестве примера приведем описание проекта по теме “Применение принципа Ферма”. Задание: исследовать возможность применения принципа Ферма для решения задач по механике и оптике. Пьер Ферма (Fermat) (1601–1665) — французский математик и физик. Родился в Бомон-де-Ломань. Получил юридическое образование. С 1631 г. был советником парламента в Тулузе. Физические исследования относятся в большинстве к оптике — он установил (примерно в 1662) основной принцип геометрической оптики (принцип Ферма), согласно которому свет распространяется между двумя точками по пути, для прохождения которого необходимо наименьшее время. Аналогия между принципом Ферма и вариационными принципами механики сыграла значительную роль в развитии современной динамики и теории оптических инструментов. Согласно этому принципу, природа заставляет все явления совершаться с минимальной затратой энергии, времени и др. (Принцип Ферма не является универсальным.) Например, свет выбирает из всех возможных траекторий, соединяющих две точки, ту, которая требует наименьшего времени. Применительно к закону преломления света — время прохождения границы двух сред минимально при v1 v2

=

“Перенесем” принцип Ферма из оптики в механику. Задача. Лодка M находится на расстоянии 3 км от ближайшей точки A берега. Пассажир лодки желает достигнуть точки B, находящейся на берегу на расстоянии 5 км от A. Лодка движется со скоростью 4 км/ч, а пассажир, выйдя из лодки, может пройти в час 5 км. К какому пункту берега должна прибыть лодка, чтобы пассажир достиг B в кратчайшее время? Решение. Время будет минимальным при 4 4 v sin α = 1 = , sin α = , 5 sin 90
v 2 5 AO AO = , 2 OM 3 + AO 2 4 AO = , 25 AO 2 = 16 •9, 2 5 9 + AO sin α =

Ответ: AO = 4 км, OB = 1 км. Другой способ решения t=

Пусть AO = x, тогда OB = 5 — x и 32 + x 2 5 − x + . 4 5 x 2x 1 1 t ’( x) = − , = , x = 4. 2 2 5 5 4 •2 9 + x 4 9+ x t=

sin – sin †

где v 1 и v 2 — скорости распространения света в разных средах, например в воздухе и воде, — угол падения, — угол преломления.

AM 2 + AO 2 OB . + v1 v2

Ответ: 4 км, 1 км. Если сравнить варианты решения этой задачи, то ясно, что первый более краткий и привлекательный. Важнейшим этапом любой проектной работы является представление результатов исследования. Современные технические средства дают возможность учащимся представить результаты в виде презентаций, которые эффективны только в том случае, когда используют текст в сочетании с показом красивых иллюстраций, анимации, видеофрагментов. В нашем случае можно использовать показ видеофрагмента по преломлению света в различных средах. Весьма кстати оказывается проведение аналогии между оптикой и механикой. Это вполне отвечает условиям приведенных задач.

38

39

3.4.4. Использование электронного учебного пособия при изучении других предметов Говоря об использовании электронного пособия в учебном процессе, нельзя не сказать о реализации с его помощью межпредметных связей. При проведении уроков в профильных классах можно акцентировать внимание учащихся на тех фрагментах электронного пособия, где говорится о влиянии физических законов на те или иные биологические объекты. Здесь очень полезной может быть та информация, которая помещена в разделе Знаете ли вы. В качестве иллюстраций приведены прекрасные красочные иллюстрации, которые должны запомниться учащимся. Очень интересным в этом смысле является урок №44, где обсуждается работа человека, источники энергии, рассчитаны затраты энергии при выполнении различных действий, например сравниваются затраты человека в состоянии покоя и во время выполнения работы. Этот момент имеет также большое воспитательное значение. Урок №42 может быть успешно использован на уроках ОБЖ при обсуждении тех опасностей, которые возникают при использовании автомобилей. В частности, обсуждение тормозного пути транспортных средств, условий, при которых он удлиняется или укорачивается. Чрезвычайно важным является беседа о последствиях, возникающих при столкновении машины с каким-либо препятствием. Таким образом, применения электронного учебного пособия весьма разнообразны. Дело лишь в вашем желании проводить свои уроки на качественно ином уровне.

3.5. Название видеозаписей и имена файлов Таблица, приведенная ниже, содержит перечень демонстрационных опытов и учебной мультипликации, записанных на компакт-дисках, и имена файлов, по которым можно найти их на диске. Полный путь папки с файлами видеофрагментов выглядит так: [буква, обозначающая CD-ROM в вашем компьютере]:/Gymnasium/Physics VII/viewers/video. Если вам проще найти необходимый фрагмент по первой картинке, то здесь же находится папка (/FirstFrame), в которой лежат первые кадры видеофрагментов в виде картинок (названия совпадают).

40

Название видеофрагмента Прямолинейное распространение света Что может произойти с лучом света? Превращение света в тепловую энергию Условия возникновения полутени GPH_1B02_003 GPH_1B02_010 Лунное затмение Солнечное затмение Изучение принципов отражения света GPH_1B03_008 GPH_1B03_007 Построение изображений в плоских зеркалах Изображение в вогнутых зеркалах GPH_1B04_004 GPH_1B04_008 Выпуклые зеркала Сравнение движения света и машины GPH_1B06_002 “Сломанная ложка” Распространение света в световоде Оптические иллюзии Дисперсия света Опыт Ньютона Цвета тел GPH_1B08_010 Собирающие линзы Преломление света в собирающей линзе Свойства линз GPH_1B09_002 GPH_1B09_014 Изображения, создаваемые линзами От чего зависит размер изображения? Ход лучей света в оптических приборах Механическое движение тела Пример равномерного движения GPH_1C02_002 Зависимость пройденного пути от времени Относительность скорости Равномерное прямолинейное движение График зависимости пути от времени при неравномерном движении Движение тела по окружности

Продолжительность 00:55 01:16 00:39 01:26

Название файла GPH_1B01_008 GPH_1B01_025 GPH_1B01_015 GPH_1B02_001

00:40 00:31 01:07

GPH_1B02_012 GPH_1B02_011 GPH_1B03_001

01:01

GPH_1B03_001

01:06

GPH_1B04_003

00:24 00:55

GPH_1B04_010 GPH_1B06_001

00:36 01:30 00:42 00:41 01:02 00:37

GPH_1B05_001 GPH_1B05_013 GPH_1B07_001 GPH_1B08-003 GPH_1B08_005 GPH_1B08_017

00:16 01:22 00:38

GPH_1B09_007 GPH_1B09_004 GPH_1B09_001

00:40 01:06 02:55 00:52 00:53

GPH_1B12_001 GPH_1B12_002 GPH_1B12_008Nf GPH_1C01_001 GPH_1C02_001

00:29

GPH_1C03_001

02:08 01:51 00:34

GPH_1C04_005 GPH_1C05_001 GPH_1C05_002

01:15

GPH_1C05_004

41

Название видеофрагмента Единицы силы GPH_1C08_005 Опыт с тремя динамометрами и кругом GPH_1C09_002 Опыт с трубкой Ньютона GPH_1C10_002 GPH_1C10_003 Вес тел на Луне Движение тела и сила трения GPH_1C11_006 GPH_1C11_007 GPH_1C11_016 Трение между гладкими поверхностями GPH_1C11_017 Роль силы трения при ходьбе Ходьба по льду Сила трения качения Как уменьшить трение? Условие равновесия рычага Условие равновесия рычага Устройство весов Неподвижный блок Рычаг 2-го рода Наклонная плоскость Потенциальная энергия Изменение потенциальной энергии Кинетическая энергия Колебания маятника Почему тела останавливаются? Изменение механической энергии при движении тела Тормозной путь Изменение кинетической энергии при столкновении Устойчивое равновесие Равновесие

Продолжительность 00:26

Название файла GPH_1C08_004

00:40

GPH_1C09_001

00:36

GPH_1C10_001

01:49 00:52

GPH_1C10_008 GPH_1C11_001

01:12

GPH_1C11_010

00:44 00:37 01:02 00:40 01:12 00:53 01:41 00:40 00:57 02:08 01:03 00:21 00:40 01:25 00:57 00:48

GPH_1C12_001 GPH_1C12_004 GPH_1C12_005 GPH_1C12_007 GPH_1D03_003 GPH_1D03_021 GPH_1D04_001 GPH_1D04_005 GPH_1D06_001 GPH_1D07_001 GPH_1D10_001 GPH_1D11_002Nf GPH_1D12_001 GPH_1D13_003 GPH_1D14_001 GPH_1D14_002

00:36 00:39

GPH_1D15_002 GPH_1D15_003

00:31 00:14

GPH_1D16_002 GPH_1D16_003

42

Физика ПРОСВЕЩЕНИЕ

Мультимедийное учебное пособие нового образца

7 9 •

класс

© Просвещение МЕДИА, 2004. Все права защищены. Исключительные права на издание и распространение данного программного обеспечения на территории России, СНГ и стран Балтии принадлежат ЗАО “Просвещение/МЕДИА”, www.pmedia.ru.

Методические советы учителю