Дипломная работа (ВКР) — бакалавр, специалист на тему Изучение темы «Равновесие сил. Простые механизмы» в курсе физики основной школы

Содержание:

ВВЕДЕНИЕ 3

ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИЗУЧЕНИЯ ТЕМЫ «РАВНОВЕСИЕ СИЛ. ПРОСТЫЕ МЕХАНИЗМЫ» В ОСНОВНОЙ ШКОЛЕ 6

1.1. Современная трактовка понятий при изучении темы «Равновесие сил. Простые механизмы» в основной школе 6

1.2. Применение проблемного метода обучения при изучении темы «Равновесие сил. Простые механизмы» в основной школе 11

1.3. Сравнительный анализ УМК по физике при изучении темы «Равновесие сил. Простые механизмы» в основной школе 15

Выводы по первой главе 18

ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ИЗУЧЕНИЯ ТЕМЫ «РАВНОВЕСИЕ СИЛ. ПРОСТЫЕ МЕХАНИЗМЫ» В ОСНОВНОЙ ШКОЛЕ 20

2.1. Содержательная схема изучения темы «Равновесие сил. Простые механизмы» в курсе физики основной школы 20

2.2. Введение основных понятий темы «Равновесие сил. Простые механизмы» в курсе физики основной школы 26

2.3. Система заданий при изучении темы «Равновесие сил. Простые механизмы» в курсе физики основной школы 29

2.4. Система демонстрационного и лабораторного эксперимента при изучении темы «Равновесие сил. Простые механизмы» в курсе физики основной школы 34

Выводы по второй главе 42

ГЛАВА 3. ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ ЭКСПЕРИМЕНТ ПРИ ИЗУЧЕНИИ ТЕМЫ «РАВНОВЕСИЕ СИЛ. ПРОСТЫЕ МЕХАНИЗМЫ» В ОСНОВНОЙ ШКОЛЕ 44

3.1. Основные этапы педагогического эксперимента при изучении темы «Равновесие сил. Простые механизмы» в курсе физики основной школы 44

3.2. Разработка материалов для оценки достижений результатов обучения при изучении темы «Равновесие сил. Простые механизмы» в курсе физики основной школы 48

3.3. Система оценивания при изучении темы «Равновесие сил. Простые механизмы» в курсе физики основной школы 57

Выводы по третьей главе 60

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 62

ЛИТЕРАТУРА 65

ПРИЛОЖЕНИЕ 69

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 69

Введение:

Актуальность исследования. Российские стандарты образования подчеркивают, что цели и задачи общеобразовательного учебного заведения сводятся не только к усвоению школьниками определенного объема теоретических знаний, но также и к развитию личности учащегося и его познавательных способностей. Таким образом, одна из важнейших задач современного учебного заведения состоит в формировании универсальных навыков и действий, обеспечивающих учащемуся способность к саморазвитию, самообразованию и самосовершенствованию.

В настоящее время перед педагогической наукой стоит проблема, как повысить интерес школьников к учёбе. Одна из причин потери интереса – это непригодность ряда традиционно применяемых приёмов обучения для нынешнего контингента учащихся. У современной молодёжи сегодня сильно развито чувство самосознания и собственного достоинства. Решение проблемы формирования познавательных интересов – потребность общества, жизни, практики обучения и воспитания подрастающих поколений.

Именно это побудило нас к изучению современных педагогических теорий обучения и воспитания, которые обращаются к личности ребенка, к тем внутренним процессам, которые вызываются у него деятельностью, общением и специальными педагогическими влияниями.

Физика как учебная дисциплина часто не пользуется популярностью у школьников, но именно она несет мощную мировоззренческую, нравственную нагрузку. Поэтому одной из актуальных проблем образования в настоящее время является развитие познавательных способностей личности и развитие интересов на уроках физики.

В настоящее время система образования осуществляет переход от принципов «прохождения программы», направленных на усвоение школьниками совокупности знаний по различным предметам, к принципам, задача которых – формирование определенных качеств личности путем активного вовлечения школьников в процесс обучения. При такой системе образования учащийся становится активным соучастником процесса обучения, а сам процесс обучения превращается в сотрудничество – совместную деятельность учителя и его учеников, направленную на овладение определенными знаниями и умениями. Для такой системы обучения учителю необходимо знать и применять методы и формы активного обучения, вовлекающие учеников в процесс обучения, и создающие предпосылки для творческого развития личности учащихся. Результатом такого образования должна стать готовность и способность учащихся к самостоятельному осуществлению познавательной деятельности, овладению знаниями и навыками, в том числе и экспериментальными, а также способность их актуализации для применения в дальнейшем.

В соответствии с федеральными государственными образовательными стандартами (ФГОС) реализация образовательной деятельности должна предусматривать практические занятия в качестве одного из основных установленных видов организации учебного процесса. Использование практических видов деятельности на уроках играют важную роль в развитии самостоятельности учащихся, а также в выработке навыков применения полученных знаний для решения практических задач. Несмотря на то, что реализация этого направления осуществляется при обучении любым школьным дисциплинам, возможности физики как предмета шире.

Занятия физикой в такой системе играют немаловажную роль. Они формируют экспериментальные и исследовательские навыки учащихся, развивают стремление к познанию и изучению окружающего мира. Проблеме формирования у учащихся исследовательских навыков посвящены труды таких авторов как С.Л. Рубинштейн, К.К. Платонов, А.В. Усова, Т.И. Шамова и другие.

Объект исследования – методика изучения темы «Равновесие сил. Простые механизмы» в курсе физики основной школы.

Предмет исследования – содержание курса физики основной школы.

Цель исследования – теоретически обосновать изучение темы «Равновесие сил. Простые механизмы» в курсе физики основной школы, проанализировать методические аспекты темы, на основе педагогического эксперимента проверить эффективность выбранной методики.

Задачи исследования:

1. Рассмотреть теоретические основы изучения темы «Равновесие сил. Простые механизмы» в разных учебно-методических комплектах.

2. Проанализировать существующие методики, применяемые при обучении физике в основной школе и отобрать наиболее эффективную в целях качественного понимания данной темы.

3. Разработать систему заданий с учетом дифференциального подхода при изучении законов движения и сил в механике в основной школе.

4. Провести педагогический эксперимент для анализа оценки эффективности предложенной методики.

Методы исследования: анализ научно-методической и психолого-педагогической литературы по теме исследования, синтез, систематизация, классификация, обобщение, качественный и количественный анализ результатов педагогического эксперимента.

Структура исследования. Работа состоит из введения, трех глав, выводов по главам, заключения, списка литературы.

Заключение:

В ходе выполнения работы были решены следующие задачи.

1. Рассмотрены теоретические основы изучения темы «Равновесие сил. Простые механизмы» в разных учебно-методических комплектах. Основными понятиями, которые включены в рассматриваемую тему являются: понятие равновесия, условия равновесия, понятие момента силы, плечо силы, простые механизмы, понятие рычага, правило моментов, наклонной плоскости, понятие блока, неподвижного блока, подвижного блока, «золотое правило механики», КПД механизма. Были проанализированы учебники по физике для 7 класса: УМК А.В. Перышкина, УМК Л.С. Хижняковой, УМК Н.С. Пурышевой. Тема имеет большое значение для политехнического обучения школьников. В ней учащиеся получают первоначальные сведения о рычагах и блоках, которые находят широкое применение в технике и быту. Знания о простых механизмах необходимы ученикам для занятий в учебных мастерских, для работы на пришкольном участке, в повседневной жизни.

2. Проанализированы существующие методики, применяемые при обучении физике в основной школе, и отобрана наиболее эффективная в целях качественного понимания данной темы – проблемная методика. Определили, что под методом проблемного обучения можно понимать развивающее обучение, построенное на основе самостоятельной исследовательской работы самих учащихся в совокупности с известными знаниями конкретной научной области. Данное обучение ориентировано на раскрытие для учащихся научных знаний, активизации познавательной деятельности, формирования положительной учебной мотивации, развития мышления учеников. Важно заметить, что проблемные ситуации и учебные проблемы формирую основу проблемного обучения. В соответствии с представленным материалом можно сделать вывод, что при изучении темы «Равновесие сил. Простые механизмы» в основной школе можно использовать:

 проблемный вопрос;

 проблемную задачу;

 проблемный эксперимент.

3. Разработана система заданий с учетом дифференциального подхода при изучении законов движения и сил в механике в основной школе. Система заданий для учащихся темы «Равновесие сил. Простые механизмы» включает решение задач, упражнений на простые механизмы, равновесие сил на рычаге, момент силы, мощность, коэффициент полезного действия механизмов и машин.

4. Проведен педагогический эксперимент для анализа оценки эффективности предложенной методики. В рамках данной работы был проведен педагогический эксперимент, включающий несколько основных этапов: подготовительный, основной и заключительный. В рамках каждого из этапов были поставлены и решены задачи по методике изучения темы «Равновесие сил. Простые механизмы». Проведение педагогического эксперимента позволило разработать и апробировать материалы работы по теме «Равновесие сил. Простые механизмы». По итогам проведенного эксперимента есть возможность подкорректировать и поправить методику обучения для максимального получения эффекта в обучении физике. В процессе реализации педагогического эксперимента был определен уровень знаний учеников по теме «Равновесие сил. Простые механизмы» на основе разработанных контрольно-измерительных материалов.

Были разработаны контрольно-измерительные материалы и работа для оценивания знаний и учебных достижений обучающихся при изучении темы «Равновесие сил. Простые механизмы» в курсе физики основной школы. Разработанная контрольная работа разработана на базе содержания темы, включает многие задания от базового до повышенного уровня сложности. Представлены критерии для оценки работы, в соответствии с которыми учащимся может быть выставлена определенная оценка от 5 (отлично) и до 2 (неудовлетворительно).

Анализ проведенного педагогического эксперимента и анализ сравнительных результатов проведенной контрольной работы в экспериментальной группе и контрольной группе позволяет сделать вывод об эффективности разработанной и апробированной методике изучения темы «Равновесие сил. Простые механизмы» в курсе физики основной школы. Работа класса на уроке в целом была успешной, все учащиеся с интересом работали на каждом уроке.

Можно сделать вывод, что предложенная и апробированная методика обучения, может использоваться при изучении темы «Равновесие сил. Простые механизмы» в курсе физики основной школы. Также важно заметить, что реализации педагогического эксперимента прошла успешно, он был полностью проведен. Результаты педагогического эксперимента были изучены и проанализированы, для обеспечения наглядности были приведены графики, таблицы и рисунки.

Итак, цель работы достигнута, задачи решены.

Фрагмент текста работы:

ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИЗУЧЕНИЯ ТЕМЫ «РАВНОВЕСИЕ СИЛ. ПРОСТЫЕ МЕХАНИЗМЫ» В ОСНОВНОЙ ШКОЛЕ

1.1. Современная трактовка понятий при изучении темы «Равновесие сил. Простые механизмы» в основной школе

Физика – одна из основных наук естествознания. Федеральный государственный образовательный стандарт предусматривает изучение курса физики в основной школе как составной части предметной области «Естественнонаучные предметы». Школьный курс физики – это системообразующий курс для естественнонаучных учебных предметов, так как физика как наука о наиболее общих законах природы вносит решающий вклад в формирование знаний об окружающем мире, а физические законы являются основополагающими для естественных наук — химии, биологии, географии.

Целью знакомства с дисциплиной «Физика» является развитие у учеников основ довольно широкой подготовки в теории в сфере физики, дающей возможность для ориентации в потоке научных и технических материалов и обеспечивающей им возможность применения нового физического принципа в тех сферах техники, в которых они планируют специализироваться [2].

Задачи курса физики заключаются в следующем: развитие у учеников научного мышления и современного мировоззрения, в особенности, верного осознания границ использования разных физических терминов, законов, теорией и навыков оценивания степени достоверности результатов, полученных при помощи экспериментального либо математического метода исследования; освоения главных физических явлений и законов классической и современной физики, методов физического исследования; формирование у учеников приемов и навыков решения определенных задач из различных сфер физики, помогающих в последующем решать прикладные задачи [6].

Школьная программа по физике состоит из нескольких больших разделов: механика, электродинамика, колебания и волны оптика, квантовая физика, молекулярная физика и тепловые явления [25].

Тема «Равновесие сил. Простые механизмы» изучается в курсе физики 7 класса. В 7 классе идет поверхностное ознакомление и введение в курс физики.

Основными понятиями, которые включены в рассматриваемую тему являются: понятие равновесия, условия равновесия, понятие момента силы, плечо силы, простые механизмы, понятие рычага, правило моментов, наклонной плоскости, понятие блока, неподвижного блока, подвижного блока, «золотое правило механики», КПД механизма. Рассмотрим трактовку данных понятий.

Равновесие в физике – это состояние системы, при котором ни ее состояние движения, ни ее внутреннее энергетическое состояние не имеют тенденции к изменению со временем. Следует отметить, что простое механическое тело находится в равновесии, если оно не испытывает ни линейного, ни углового ускорения; если его не потревожит внешняя сила, оно будет оставаться в этом состоянии бесконечно.

Твердое тело – это система материальных точек в механике, другими словами такая идеализированная система, при любом движении которой взаимные расстояния между материальными точками системы остаются неименными.

Представим характеристику условий равновесия твердого тела.

Необходимыми условиями равновесия твердого тела являются:

сумма всех сил, действующих на тело в любом направлении, должна быть равна нулю ∑F ⃗=0;

сумма всех моментов относительно любой оси должна быть равна нулю ∑M=0.

В свою очередь укажем понятие момента силы.

Момент силы – это векторное произведение вектора силы, умноженного на перпендикулярное расстояние от точки O до линии действия силы.

Также моментом силы называется произведение силы на плечо силы. Можно выразить момент силы через следующую формулу:

M=Fl

Единица измерения момента силы в системе СИ – это ньютон-метр (Н*м). Это векторная величина.

Плечом силы l называется перпендикулярное расстояние между линией действия силы и центром моментов. Центр моментов может быть фактической точкой, вокруг которой сила вызывает вращение.

Можно отметить, что точка приложения силы – это точка, расположенная в месте контакта двух поверхностей.

Простые механизмы – это механические устройства, которые используются для облегчения работы, изменяя размер или направление силы.

Существуют следующие стандартные типы простых механизмов:

рычаг;

блок;

ворот;

клин;

винт;

наклонная плоскость.

Рычаг – это простой механизм, который создает механическое преимущество для выполнения задач путем изменения величины или направления сил.

Рычагу нужна точка опоры, которая является центральной точкой поворота системы для управления силами. Для функционирования рычага также необходим жесткий стержень, помещенный в определенное положение на оси.