Дипломная работа (ВКР) — бакалавр, специалист на тему Методика изучения темы «Статика. Законы гидро и аэростатики» в средней школе

Содержание:

Введение. 4

Глава 1.
Теоретические основы изучения темы: «Статика. Законы гидро- и аэростатики» в
средней школе. 7

1.1. Современная трактовка законов и понятий при
изучении темы «Статика. Законы гидро- и аэростатики» в средней школе. 7

1.2. Сравнительный анализ изложения темы «Статика.
Законы гидро- и аэростики» в средней школе в УМК по физике. 13

1.3. Общие педагогические подходы в обучении
физике. 22

Выводы по первой главе. 28

Глава 2. Методика
изучения темы «Статика. Законы гидро- и аэростатики» в средней школе. 29

2.1. Содержательная модель изучения гидро- и аэростатики
в курсе физики средней школы.. 29

2.2. Введение физических понятий, законов,
физических величин при изучении гидро- и аэростатики в курсе физики средней
школы.. 34

2.3. Система физического эксперимента при изучении
гидро- и аэростатики в курсе физики средней школы.. 37

2.4. Система заданий при изучении темы гидро- и
аэростатики в курсе физики средней школы.. 44

Выводы по 2 главе. 50

ГЛАВА 3. ОЦЕНКА УЧЕБНЫХ
ДОСТИЖЕНИЙ ОБУЧАЮЩИХСЯ ПРИ ИЗУЧЕНИИ ГИДРО И АЭРОСТАТИКИ В КУРСЕ ФИЗИКИ СРЕДНЕЙ
ШКОЛЫ   52

3.1. Этапы педагогического эксперимента. 52

3.2. Оценка учебных достижений обучающихся при
изучении гидро- и аэростатики в курсе физики средней школы.. 58

3.3. Оценка результатов педагогического
эксперимента. 66

Выводы по третьей главе. 70

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. 72

Список литературы.. 75

ПРИЛОЖЕНИЕ. 80

Введение:

Физика – одна
из основных наук естествознания. Физика объясняет, как устроен окружающий нас
мир. Многие из наших современных технологий основаны на научных открытиях,
сделанных в области физики. Физика имеет решающее значение для понимания мира
вокруг нас, мира внутри нас и мира за пределами нас. Это самая фундаментальная наука.

Изучая
физику, можно узнать, как мир взаимодействует с природой. Это дает понимание
того, что постоянно происходит в мире, в отличие от принятия мира как должного.
По мере развития понимания того, как устроен мир, устанавливаются связи в
различных областях информации, от других наук до того, почему люди делают
что-то определенным образом.

Физика – это
захватывающее интеллектуальное приключение, которое вдохновляет молодежь и
расширяет границы наших знаний о природе. Физика генерирует фундаментальные
знания, необходимые для будущих технологических достижений, которые будут
продолжать приводить в движение мировые экономические двигатели [18].

Физика
улучшает качество нашей жизни, обеспечивая базовые знания, необходимые для
разработки нового оборудования в различных областях жизнедеятельности. Физика
вносит свой вклад в технологическую инфраструктуру [5].

К числу одних
из главнейших составляющих элементов образовательного процесса можно отнести
методику обучения. В процессе подготовке к уроку, педагог изучает и думает над
тем, как он будет преподносить новый материал учащимся, какие средства будет применять,
чтобы ученики успешно освоили передаваемые педагогом знания.

Среди
явлений, изучаемых в школьном курсе физики, особое значение придается
механическим явлениям. Механика является основанием, на котором строится вся
физика. Поэтому овладение этим разделом гарантирует ученику успешное
продвижение при изучении других разделов школьного курса физики. Механические
явления обладают естественной наглядностью, следовательно, их легко наблюдать и
воспроизводить; это облегчает введение школьников в предмет физики и ее методы
(основная школа). Поэтому неудивительно постоянное стремление учителей физики и
методистов совершенствовать приемы, методы и средства обучения этому разделу:
усвоит ученик механику – будет и в дальнейшем успешен в изучении физики.

В свою
очередь раздел механика включает несколько основных тем, в том числе тему
«Статика. Законы гидро- и аэростатики».

Одно из важнейших
требований к организации учебного процесса исходит из принципа наглядности в
обучении. В методике физики этот принцип реализуется, прежде всего, через
школьный физический эксперимент. Как отмечалось выше, механические явления
обладают естественной наглядностью. Именно это и вводит порой в заблуждение
учителей, заставляя отказываться от демонстраций, наблюдений при изучении
кинематики в целях экономии учебного времени. Но экономия времени на
эксперименте на самом деле оборачивается потерями в качестве знаний, так как
нарушается цикл учебного познания. Информационные технологии дают возможность
разрешить это противоречие: время или наглядность.

Все
вышесказанное обусловило актуальность темы исследования: «Методика изучения
темы «Статика. Законы гидро и аэростатики» в средней школе».

Объект
исследования – тема «Статика. Законы гидро и аэростатики».

Предмет
исследования – методика
изучения темы «Статика. Законы гидро и аэростатики» в средней школе.

Цель
исследования – теоретически обосновать изучения темы: «Статика. Законы гидро- и
аэростатики» в средней школе, разработать методику изучения темы «Статика.
Законы гидро- и аэростатики», провести и оценить эффективность педагогического
эксперимента.

Задачи
исследования:

— Провести анализ
теоретических основ изучения темы «Статика. Законы гидро-и аэростатика» в курсе
физики средней школы;

— Предложить
методические рекомендации по изучению темы «Статика. Законы гидро- и
аэростатика»;

— Разработать систему
оценивания обучающихся по теме «Статика. Законы гидро- и аэростатика» в курсе
физики средней школы.

Методы
исследования: теоретический анализ и синтез методической и педагогической
литературы, сопоставление, анализ, систематизация, классификация, сравнение,
обобщение, педагогический эксперимент.

Практическая
значимость исследования заключается в том, что материалы данного исследования
могут быть использованы в практике школьного обучения физике, также в
методической подготовке студентов педагогических ВУЗов.

Структура
работы. Работа состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы.

Заключение:

В
соответствии с задачами, поставленными к выполнению данной работы, в результате
проведенного исследования были получены следующие результаты:

Было
выявлено, что в разделе «Статика» рассматриваются основные виды связей и
условия равновесия твердого тела под действием плоской и пространственной
системы сил; тема «Законы гидро- и аэростатики» в средней школе охватывает
такие понятия как: давление, закон Архимеда и т.д.

Проанализированы
УМК по физике для средней школы (10-11 классы): линия УМК Л.С. Хижняковой, А.А.
Синявиной; линия УМК Г.Я. Мякишева, М.А. Буховцева; линия УМК Л.Э.
Генденштейна.

Рассмотрены
основные педагогические подходы при обучении физике, среди которых:
дифференциация, технология разноуровневого обучения; компетентностный;
метапредметный; проблемно-ориентированный подход; личностно-ориентированный;
практико-ориентированный; ИКТ технологии. По результатам обзора, можно сделать
вывод, что при изучении темы «Статика. Законы гидро и аэростатики» в средней
школе следует в первую очередь использовать проблемно-ориентированный подход.

Было
выявлено, что в тематическое планирование темы «Статика. Законы гидро- и
аэростатики» включены такие подтемы: Условия равновесия материальной точки и
твёрдого тела. Виды равновесия. Простые механизмы. Условие равновесия рычага.
Коэффициент полезного действия (КПД) механизмов и машин. Давление. Закон
Паскаля. Атмосферное давление. Закон Архимеда. Условие плавания тел. Решение
задач.

В процессе
преподавания темы «Статика. Законы гидро- и аэростатики» в курсе физики средней
школы можно применять проблемный подход.

Было
выявлено, что система физического эксперимента при изучении гидро- и
аэростатики в курсе физики средней школы включает: демонстрационные опыты; фронтальные
лабораторные работы; домашние лабораторные работы; экспериментальные
исследования.

Было
выявлено, что суть задач по физике как решения некоторых проблем заключается в
установлении причинно-следственных связей и зависимостей, в получении ответов
на многочисленные вопросы. Учащимся следует предлагать нетривиальные задачи, в
том числе исследовательские, повышенной сложности, с неполными или избыточными
данными. Были составлены рекомендации по решению некоторых задач.

Результаты
теоретического анализа по теме «Статика. Законы гидро и аэростатики» были
апробированы с учащимися на практике, в том числе: рекомендации содержания
темы, рекомендации по методике преподавания темы, рекомендации по методам
решения задач темы «Статика. Законы гидро и аэростатики».

Были
разработаны и апробированы контрольно-измерительные материалы для учащихся по
теме «Статика. Законы гидро и аэростатики» для оценки учебных достижений
учащихся в курсе физике основной школы.

Проанализированы
результаты проведения оценки знаний учащихся по теме «Статика. Законы гидро и
аэростатики» и представлены в наглядной форме;

В рамках
данной работы был проведен педагогический эксперимент, включающий несколько
основных этапов: подготовительный, формирующий и обобщающий. В рамках каждого
из этапов были поставлены и решены задачи по методике изучения темы «Статика.
Законы гидро и аэростатики» в средней школе. Проведение педагогического
эксперимента позволило разработать и апробировать материалы работы по теме
«Статика. Законы гидро и аэростатики». По результатам проведения
педагогического эксперимента можно корректировать методику преподавания в
дальнейшем для получения наиболее эффективной методики обучения. В рамках
педагогического эксперимента был выявлен уровень знаний учащихся темы «Статика.
Законы гидро и аэростатики» на основе разработанных контрольно-измерительных
материалов.

Была
разработана контрольная работа для оценивания знаний и учебных достижений
обучающихся при изучении гидро- и аэростатики в курсе физики основной школы.
Данная контрольная работа составлена в соответствии с содержанием темы,
включает разнообразные задания от базового до повышенного уровня сложности.
Приведены критерии для оценки работы, в соответствии с которыми учащимся может
быть выставлена определенная оценка от 5 (отлично) и до 2
(неудовлетворительно).

Итак, 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 «Статика. Законы гидро- и аэростатики» в средней школе
на уроках физики. Работа класса на уроке в целом была успешной, все учащиеся с
интересом работали на каждом уроке.

В ходе
реализации уроков по методике учащиеся повысили уровень своих теоретических
знаний, а также получили необходимые практические знания и умения в работе по
теме «Статика. Законы гидро- и аэростатики». Учащиеся смогли решить все задачи.

Таким
образом, можно сделать вывод, что предложенная и апробированная методика
обучения, может использоваться при изучении темы «Статика. Законы гидро- и
аэростатики». 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.

Фрагмент текста работы:

Глава 1. Теоретические основы изучения темы: «Статика. Законы
гидро- и аэростатики» в средней школе

1.1.Современная трактовка законов и понятий при изучении
темы «Статика. Законы гидро- и аэростатики» в средней школе Статика в курсе
физике является одним из подразделов механики, изучающим силы, действующие на
тела, находящиеся в состоянии покоя в условиях равновесия. Основы были заложены
более 2000 лет назад математиком Архимедом из Древней Греции. Здесь также
определены способы приведения произвольных систем сил как плоской, так и
пространственной к единому центру определения центра тяжести тел.

Статика
предполагает, что тела, с которыми в данном случае имеет дело статика, являются
абсолютно твердыми. Под такими телами можно понимать те, у которых есть
постоянное расстояние от одной точки до другой.

Также в
статике рассматриваются условия равновесия. При этом все силы, действующие на
рассматриваемое тело, должны быть в соответствии с данными условиями
равновесия.

Можно
отметить, что раздел статики из курса физики обладает определенными задачами.
При этом отметим их содержание:

1. Нахождение суммы сил. Определение самого
простого вида.

2. Обозначение всех реальных условий.

Силу можно
назвать в качестве основной и ключевой составляющей в данном рассматриваемом
разделе. Она является и определяет количество механики влияния на материальное
тело. Поскольку сила имеет как непосредственно  величину, так и непосредственно  направление, это векторная величина. При этом
важно заметить, что могут быть известны:

1. Числовые значения силы;

2. Ее направление;

3. Точка куда она приложена.

Единицей
измерения силы в СИ является ньютон (Н).

В то же
время, если на определенное твердое тело воздействует несколько сил, то можно
рассматривать такую систему.

Если
рассматривать 2 разных тела, при этом, если они не имеют прямой связи их можно
назвать свободными.

Если
рассматривать несколько систем сил, которые оказывают действие на определенное
тело, то можно отметить, что они могут быть 
эквивалентными. При этом, тело будет или покоится, или в движении, не
меняя положения.

Уравновешенная
система сил. Такой называется та система сил, которая воздействует на
определенное рассматриваемое нами тело и при этом тело располагается в
равновесии.

Можно также
отметить понятие равнодействующем силы. Такой силой называет та, которая будет
равнозначна определенной рассматриваемой системе.

Уравновешивающая
сила. Такая сила может рассматриваться в качестве той, что равняет
равнодействующий. В соответствии с модулем, оказывает действие в соответствии с
такой же прямой линией, является противоположной в соответствии с направлением.

При этом
можно выделить следующие виды сил. Внутренний и внешний. Первый вид сил
определяет те виды, которые находятся во взаимодействии с частицами
рассматриваемого тела. Второй вид сил определяет те виды, которые находятся во
взаимодействии с частицами рассматриваемого тела рассматриваемое другое тело.

Сосредоточенная
сила. Такая сила может прилагаться непосредственно в некоторой точке.

Распределенные
силы. Такие силы могут оказывать действие сразу на несколько точек.

В данном
случае можно вспомнить второй закон И. Ньютона. В соответствии с данным законом
можно описать условие покоящегося тела. При этом важно, что те силы и их общее
сложение в геометрическом виде будет равняться 0.

При этом
важно отметить, что силы. Оказывающие действие на тело будут уравновешиваться.

При этом
ранее мы рассматривали такое тело, которое не находится в состоянии вращения.

Далее если
рассмотреть вращающееся тело. Можно отметить, что при вращении тело может
производить вращение около определенной рассматриваемой нами оси. Предыдущего
условия по равновесию может быть недостаточно. Действие такой рассматриваемой
нами силы может находиться в зависимости от величины. Кроме того от расстояния.

Одним из
эффектов воздействия силы на тело является вращательное движение. Вращательное
действие силы зависит от ее величины и от перпендикулярного расстояния линии действия
силы от оси вращения. Перпендикулярное расстояние силовой линии от оси вращения
называется моментным плечом, как показано на рисунке. Произведение силы и плеча
момента называется моментом силы или крутящим моментом.

Сила или
системы сил способны заставлять определенное тело повернуться. А момент – это будет
вращающим эффектом данной силы. Моменты воздействуют относительно точки по
часовой стрелке или против часовой стрелки. Выбранной точкой может быть любая
точка на теле.

Момент против
часовой стрелки действует вниз слева, а момент по часовой стрелке действует
вниз справа.

Важно
помнить, что расстояние (d) – это перпендикулярное расстояние от оси до линии
действия силы.

При этом:

— момент (M) измеряется в ньютон-метрах (Н∙м);

— сила (F) измеряется в ньютонах (Н);

— расстояние (d) измеряется в метрах (м).