Программа инновационной деятельности по направлению «Профильное и профессиональное самоопределение школьников» Использование цифровой экспериментальной лаборатории в урочной и внеурочной деятельности обучающихся физико – математического профиля гг.

Научный руководитель (консультант) эксперимента: Касаткина Наталья Эмильевна, доктор педагогических наук, педагогических наук, профессор, академик МАН ВШ и АПСН, заведующая межвузовской кафедрой общей и вузовской педагогики КемГУ. Наша идея - создание и установка в школе цифровой физической экспериментальной лаборатории, которая позволит перевести школьный практикум естествознания на качественно новый уровень Новизна инновации – существует противоречие между широчайшими информационно-коммуникационными возможностями образовательной деятельности и отсутствием педагогической технологии по применению этих возможностей с целью развития исследовательских и коммуникативных свойств обучаемых при выполнении УФЭ в общеобразовательной школе. В частности, появление в арсенале педагога физика цифровых средств обработки данных физического эксперимента еще не встроено в сложившуюся методическую систему проведения УФЭ в общеобразовательной школе.

Проанализировать состояние школьного физического эксперимента с применением цифровой экспериментальной лаборатории (ЦЭЛ). Повысить профессиональную компетентность педагогических работников в использовании и применении ЦОР и ИКТ в физическом эксперименте. Организовать внеурочную деятельность обучающихся с использованием цифровой лаборатории. Апробировать разработанные, модифицированные технологии использования цифровой лаборатории в урочной и внеурочной деятельности. Составить методические рекомендации для обучающихся по использованию цифровой физической экспериментальной лаборатории. Проанализировать состояние школьного физического эксперимента с применением цифровой экспериментальной лаборатории (ЦЭЛ). Повысить профессиональную компетентность педагогических работников в использовании и применении ЦОР и ИКТ в физическом эксперименте. Организовать внеурочную деятельность обучающихся с использованием цифровой лаборатории. Апробировать разработанные, модифицированные технологии использования цифровой лаборатории в урочной и внеурочной деятельности. Составить методические рекомендации для обучающихся по использованию цифровой физической экспериментальной лаборатории. Задачи

Объект исследования: Цифровое физическое экспериментальное оборудование в образовательной деятельности. Предмет исследования: Организация урочной и внеурочной деятельности обучающихся физико – математического профиля с использованием цифровой физической экспериментальной лаборатории. Цель – разработка методического сопровождения использования цифровой экспериментальной лаборатории в урочной и внеурочной деятельности обучающихся физико – математического профиля.

Продукты инновационной деятельности: Комплекс работ физического практикума для 10,11 классов и системы фронтальных лабораторных работ с применением ЦЭЛ; Методические рекомендации применения ЦЛ в исследовательской и проектной работе обучающихся физико – математического профиля; Методические и дидактические средства ЦЭЛ; Проектные и исследовательские работы обучающихся, выполненные с применением ЦЭЛ.

Гипотеза исследования Применение цифровой физической экспериментальной лаборатории и исследование ее возможностей для применения в урочной и внеурочной деятельности обучающихся позволит индивидуализировать процесс обучения старшеклассников физико – математического профиля; выполнять требования стандарта в становление личностных характеристик выпускника: сотрудничество, способность осуществлять учебно – исследовательскую деятельность, информационно – познавательную, способность осознанно выбрать профессию и понимать ее значение в деятельности человека и общества, повысить уровень знаний учащихся по физике.

Модель цифровой экспериментальной лаборатории Цифровая экспериментальная лаборатория (физико - математический профиль) Урок Внеурочная деятельность учебный физический эксперимент с использованием цифрового оборудования Учебные практики профильная смена научно - методическая помощь секция НОУ "Архимед" экспериментальная мастерская

Преимущества цифровой экспериментальной лаборатории 1. Получение данных, недоступных в традиционных учебных экспериментах. 2. Возможность производить удобную обработку результатов эксперимента. 3. Автоматизация сбора и обработки данных экономит время и силы учащихся и позволяет сосредоточить внимание на сути исследования. 4. Повышение уровня знаний по учебным предметам за счёт активной деятельности учащихся в ходе экспериментальной исследовательской работы. 5. Уменьшение времени, затрачиваемого учителем и учащимися на организацию и проведение фронтального и демонстрационного эксперимента. 6. Измерения в природных, полевых условиях. 7. Освоение межпредметных и метапредметных задач. 1. Получение данных, недоступных в традиционных учебных экспериментах. 2. Возможность производить удобную обработку результатов эксперимента. 3. Автоматизация сбора и обработки данных экономит время и силы учащихся и позволяет сосредоточить внимание на сути исследования. 4. Повышение уровня знаний по учебным предметам за счёт активной деятельности учащихся в ходе экспериментальной исследовательской работы. 5. Уменьшение времени, затрачиваемого учителем и учащимися на организацию и проведение фронтального и демонстрационного эксперимента. 6. Измерения в природных, полевых условиях. 7. Освоение межпредметных и метапредметных задач.

Лабораторные работы: Лабораторные работы: «Механическое движение, основные характеристики», «Взаимодействие тел», «Гидростатика», «Механическая работа и мощность» и «Методические рекомендации по применению цифрового микроскопа QX5»: измерение расстояния; исследование равномерного и прямолинейного движения тела; нахождение скорости при равномерном движении тела по горизонтальной поверхности трибометра; исследование равноускоренного и прямолинейного движения тела при движении по горизонтальной поверхности (трибометра); исследование равноускоренного и прямолинейного движения тела по наклонной плоскости. Построение графика пути от времени; исследование равноускоренного и прямолинейного движения тела при движении по вертикали. Ускорение свободного падения; исследование движения тела, подвешенного на пружине, с помощью датчика расстояния ЦЛ. Построение графика пути от времени. Измерение периода механических колебаний при движении тела в вертикальной плоскости; исследование зависимости силы тяжести от массы тела;

нахождение выталкивающей силы (Архимеда), действующей на погруженное в жидкость тело. Исследование зависимости силы Архимеда от плотности жидкости и объема тела; измерение силы трения и определение коэффициента трения. Исследование зависимости силы трения от: рода взаимодействующих поверхностей; площади взаимодействующих поверхностей; силы давления; определение КПД при подъеме тела по наклонной плоскости; исследование движения тела, подвешенного на пружине с помощью датчика силы ЦЛ. Построение графика пути от времени. Измерение периода механических колебаний при движении тела в вертикальной плоскости; исследование движения тела, подвешенного на пружине, с помощью датчика расстояния и датчика силы ЦЛ. Построение графиков смешения и силы от времени; измерение размеров малых тел с помощью цифрового микроскопа QX5.

Лабораторные работы « Тепловые явления» исследование зависимости температуры тела от количества теплоты, переданного ему нагревателем (от времени нагревания); исследование зависимости температуры тела от времени охлаждения (от количества теплоты, переданного охладителю); сравнение количества теплоты при смешивании воды разной температуры; измерение удельной теплоемкости твердого тела; наблюдение за нагреванием и плавлением, экспериментальное определение температуры плавления льда; исследование зависимости температуры кипения от примесей и рода жидкости;

Эксперименты по теме « Электрические явления» измерение силы тока в электрической цепи; измерение напряжения на различных участках электрической цепи; регулирование силы тока реостатом; измерение сопротивления проводника при помощи амперметра и вольтметра; коэффициент полезного действия электрического двигателя.

пройти начальный этап знакомства с функциями цифровой лаборатории; выполнить простые наблюдения и измерения при проведении натурного эксперимента, которые потребуются учащимся для дальнейших исследований в физике и других естественных науках; расширить знания учащихся в области физики, информатики и информационных технологий; научить применять современные информационные технологии для обработки результатов физического эксперимента, использовать полученные знания в повседневной жизни. Лабораторные работы с использованием цифрового экспериментального оборудования позволяют:

Лабораторный практикум с использованием ЦЭО

Эксперимент по исследовательской работе с использованием ЦЭО

Лабораторный практикум во внеурочной деятельности с использованием ЦЭО

Презентация оборудования для учащихся 7-8 классов

Образцы графиков, полученных при эксперименте:

Проекты учащихся: Экология образовательного учреждения (измерение освещенности, изучение физических параметров воздуха). Влияние метеоусловий на уровень загрязнения от автотранспорта. Исследование теплового эффекта горения топлива; Исследование факторов, влияющих на скорость процесса фотосинтеза. Изучение движения связанных тел; Определение мощности излучения Солнца на единицу площади. Геометрия льда. Изменение объема дыхания. Электромагнитный смог. Исследование зависимости перемещения от времени при равноускоренном движении. Цветовая арфа. Проект «Физика в медицине». Исследование зависимости сердечного ритма от физических нагрузок у подростков, занимающихся и не занимающихся спортом. Исследование антенн, построенных на основе фрактальных структур. Энергосберегающие лампы: за и против.

Использование цифрового микроскопа на внеурочном занятие 7 класс

БЛАГОДАРИМ ЗА ВНИМАНИЕ!