Использования фото задач на уроках физики Использования фото задач на уроках физики Учитель физики Самохина Тамара Алексеевна Самохина Тамара Алексеевна

Всякое знание остаётся мёртвым, если в учащихся не развивается инициатива и самостоятельность Н.А. Умов

В основной школе обучающиеся должны научиться самостоятельно ставить цели и определять пути их достижения, использовать приобретённый в школе опыт деятельности в реальной жизни, за рамками учебного процесса

Актуальность вопроса Практическая направленность курса физики. Ограниченность возможности отражения всех реальных процессов в условиях урока. Развитие современных технических средств. Интерес учащихся к самостоятельной деятельности.

Доступность Массовое использование средств фототехники в быту. Простота получения снимка в современных условиях. Возможность использования материалов средств массовой информации и сети Интернет.

Место использования фотографий Изучение материала. Совершенствование знаний. Повторение, обобщение, систематизация. Контроль.

Изучение нового материала Иллюстрация. Формулировка познавательной задачи. Поиск познавательной проблемы.

Чем определяется форма ракеты?

Образование капли

Что изображено на фотографии? Можно ли увидеть свет от прожектора?

Что объединяет эти фотографии?

Совершенствование знаний Решение задач по готовым фотографиям расчётных качественных. Самостоятельный подбор фотографий по теме. Составление задач «по образцу».

Чему равны угловые скорости движения стрелок часов? Найдите отношение линейных скоростей крайних точек стрелок часов Спасской башни (необходимые измерения сделайте с помощью линейки). Оцените возможную погрешность измерения (любым способом).

Решение: Угловая скорость минутной стрелки ω = 360° : 60 мин = 6°/ мин, или ω = 2π : 3600 с 0,0017 рад / с ; Угловая скорость часовой стрелки ω = 360° : 12 ч = 30°/ ч, или ω = 2π : (12 · 3600 с ) 0, рад / с ; линейная скорость v = ω·r; отношение линейных скоростей крайних точек минутной и часовой стрелок примерно равно (0,0017 рад / с · 5) : (0, рад / с · 4) 14,66 15.

Зачем дрова сложены «шалашиком»? Что надо сделать для быстрого разжигания костра?

Интерференция и дифракция

Какой выигрыш в силе даёт это устройство?

Какие простые механизмы используются в данном устройстве? Объясните назначение системы подвижных блоков. Сколько блоков в этом устройстве? Какой выигрыш в силе?

Зачем на крюке крана столько тросов?

Повторение, обобщение, систематизация Составление серий задач по заданной теме. Самостоятельное составление фотозадач. Самостоятельное получение обучающимися заранее спланированного снимка.

Что это за устройство? Как оно передвигается? Зачем надо столько колёсиков?

Что за странные углубления на асфальте? Как получается, что глубина углублений разная?

Почему автомобиль опирается не на свои колёса? Как смогли приподнять автомобиль? Какое для этого использовалось устройство?

Почему Солнце на закате красноватого цвета? Как получается солнечная дорожка на воде? Почему диск Солнца сплющен на закате? Оцените сплющенность диска (в угловых единицах)

d 2 /d 1 0,8/1, d 2 /d 1 α 2 /α 1, где α 1 32´ видимый угловой диаметр Солнца α 2 32´· 0,8/1 26´. Сплющенность диска: 32´– 26´ = 6´. d1d1 d2d2

Контроль Уровень общих представлений (ученик может определить явление, механизм, изображённые на фотографии). Уровень проговаривания (ученик может провести цепочку логических рассуждений, объясняющих, запечатлённое на снимке; может участвовать в дискуссии). Уровень действия (ученик может свободно участвовать в дискуссии, предлагать свои варианты действий). Творческий уровень (ученик сам формулирует задачу, планирует её выполнение, осуществляет задуманное).

По фотографии определите время экспозиции В какое время суток сделан снимок? Почему небо светлее, чем выглядит реально в это время?

Диаметр Луны на изображении 6 мм; угловой диаметр Луны 30 ´; расстояние между крайними изображениями 105 мм; α = 105 мм · (30´ : 6 мм) = 525´. За сутки Земля поворачивается на 360° = ´. Время между первым и последним изображениями t = (525 ´ : ´) · 24 ч · 60 мин 35 мин. Время между снимками 35 мин : 8 4,375 мин.

Изучение физики в средней школе совпадает с периодом переориентации юношеского сознания с внешнего контроля на самоконтроль и ростом потребности в достижении конкретных результатов.

Эмоциональный эффект Фотозадачи из области знаний, интересующей самого ученика. Фотографии событий, очевидцами которых были сами ученики или их знакомые. Фотографии, сделанные самими учащимися.

Воспитательные возможности Диалог учитель – ученик, ученик – ученик, ученик – взрослый человек. Наглядность результата работы (видят другие). Работа с фотографиями помогает развивать качества личности: - когнитивные (любознательность, заинтересованность, наблюдательность, самостоятельность, умение описывать явление и т.д.); - методологические (осмысленность, умение анализировать, задавать вопросы, находить аналогии, выдвигать и доказывать гепотезы и т. д.); - креативные (ассоциативность, способность к обнаружению проблем, генерированию идей и т.д.); - личностные (тактичность, чувство уверенности, умение логично доказывать свою точку зрения, умение вести диалог и т. д.)

Этапы вовлечения учащихся в работу с фотоматериалами Использование для постановки задачи фотографий, сделанных другими учениками, или фотографий событий, очевидцами которых были сами учащиеся. Использование домашних архивов учеников для постановки задач. Обсуждение во внеурочное время задач, составленных учениками, доработка задач- вопросов. Планирование кадра для фотозадачи.

Почему рыба может долго оставаться в таком положении?

При первом способе переправы очень трудно отсоединить карабин. Почему?

Почему переходить бревно удобнее, сли расставить руки в разные стороны?

Можно ли натянуть цепь, чтобы она висела строго горизонтально?

Почему поезд не сходит с рельсов?

Почему колесо имеет такую форму? Как называются выступы на колесе? Где фотограф? Где солнце? Какое устройство помогает остановить поезд? Как это происходит?

Что за странные пружины около колеса? Зачем нужен ящик, изображённый на снимке? Почему стучат колёса поезда при езде?

Объясните «странный» вид Луны Почему цвет затемнённой части Луны на снимках разный? Почему эти пятна имеют дугообразный край? Чем различаются эти фотографии?

Требования к самодельным фото задачам Качество снимка должно позволять легко заметить, рассматриваемый в задаче эффект. Краткое пояснение условий получения. Формулировка задачи должна быть краткой (большая часть информации на снимке). Уровень сложности. Тематика задачи должна соответствовать пройденному материалу (может не соответствовать теме урока).

Критерии оценки фото задачи Самостоятельность идеи. Оригинальность кадра. Продуманность композиции. Корректность постановки вопроса. Корректность ответа на вопрос. Количество вопросов по одной фотографии. Качество снимка.

При каком условии фигура не переворачивается? Почему скульптура не падает? Что мог ещё придумать мастер, для увеличения устойчивости статуи? Где, примерно, расположен центр тяжести статуи?

Варианты организации работы с фото задачами на уроке Демонстрируются фотографии – задаются вопросы. Демонстрируется фотография – даётся задание: придумать вопросы к ней, соответствующие данному уроку. Демонстрируется фотография – даётся задание: придумать как можно больше вопросов по любым изученным темам курса. Демонстрируются фотографии – даётся задание: выбрать из них те, что подходят к данной теме, или сгруппировать по другим темам (лучше подходит для внеклассной работы).

Почему струи фонтана разной формы? Какие можно сделать дополнительные измерения, чтобы оценить скорость вытекания воды из труб? Сравните скорости воды в разных трубах.

Снег состоит из отдельных маленьких снежинок. Почему он не упал вниз, а задержался на дереве? Почему снежинка имеет такую форму?

Изображение церкви достаточно чёткое, какой вывод из этого можно сделать? Где находится Солнце? Что делает человек на стене? Как он туда попал? Как определить стороны света?

Почему внешний рельс выше внутреннего? Чем опасно такое хождение по путям? Почему провода подвешиваются с помощью специальных стеклянных конструкций? От чего может зависеть число этих конструкций?

Примеры расчётных фото задач

Сравните силы натяжения тросов на разных участках. Какие блоки, изображённые на снимке, дают выигрыш в силе и во сколько раз?

Сравните натяжение тросов-растяжек на ракете (слева) и участков троса на полиспасте (справа) – сделайте дополнительные построения и проанализируйте чертежи

Сравните угловые и линейные скорости различных деталей велосипеда. Какой выигрыш в силе получается при использование педалей, можно ли его сделать ещё больше?

Каждый из мальчиков прикладывает силу 50 Н. Чему равна сила натяжения верёвки? При каком минимальном коэффициенте трения возможно нахождение правого мальчика в таком положении? Чему равна максимальная сила натяжения при таком положении, если масса правого мальчика 50 кг?

T = F тр, N = mg, F тр = μN Ось вращения в точке О:N·ОА – F тр ·АD – mg·ОВ = 0. μ = (ОА – ОВ) : АD. Например, ОА = 2,5 см, ОВ = 0,5 см, АD = 3,7 см, m = 50 кг, получаем μ = 0,54, Т = 270 Н. mg N F тр D BO T A

Сравните скорости вылета струй

Почему размер облака и тени в данном случае совпадают?

Почему некоторые лошади наклонились? Как оценить высоту Солнца во время съёмки?

Что изображено на этой фотографии? Как получен снимок? Как по снимку определить время выдержки фотоаппарата?

Спасибо за внимание !

ОТВЕТЫ и ПОЯСНЕНИЯ к слайдам 10. Свет проходит через задымлённое помещение. Мы видим освещённые светом частички дыма. 11. Явления, запечатлённые на фотографиях, подтверждают прямолинейное распространение света. 15. При таком способе холодный воздух свободнее поступает снизу к месту горения, улучшается тяга. Можно дополнительно подуть или чем-нибудь помахать сбоку от костра, для ускорения притока свежего воздуха, необходимого для поддержания горения. 17. Увеличение в 8 раз. 18. Рычаг, подвижные и неподвижные блоки, полиспаст. 19. Для уменьшения нагрузки на один трос. 21. Чем больше колёсиков, тем меньше давление на трос. 22. Углубления – следы от каблуков: чем меньше площадь опоры, тем больше давление, а вот нога в кроссовке практически не проваливается в мягкий асфальт. 23. Одна из причин: колёса не так жёстко стоят, они упругие и реагируют на изменение нагрузки. Использован домкрат. 33. Рыба держится аналогично присоске, за счёт разницы давлений снаружи и внутри. 34. В первом случае центр тяжести находится ниже точки подвеса. 36. Нет, т.к. должна быть сила компенсирующая действие силы тяжести. 37, 38. Колесо имеет выступ (реборду), который не даёт колесу сойти с рельса, колесо имеет скос, что упрощает движение на повороте. Солнце находится за спиной фотографа. 40. На левой фотографии – затмение Луны, на правой – пепельный свет Луны. При затмении Луна подсвечивается лучами, преломлёнными в атмосфере Земли, а на правом снимке подсветка идёт за счёт отражённого от Земли света. 43. Отвесная линия, проходящая через центр тяжести должна попадать в площадь опоры тела. Площадь опоры увеличена за счёт змеи под ногами всадника. При отливки фигуры, скульптор увеличил массу задней части статуи. 45. Можно измерить в условных единицах дальность полёта и максимальную высоту подъёма, сделать соответствующие вычисления

46. Из-за силы трения. Особенность строения молекулы воды. 47. Чёткое изображение получается в плоском зеркале, следовательно плоскости стекла окон параллельны. О положении Солнца можно судить по яркому пятну на куполе, можно учесть и расположение креста церкви по сторонам света. 48. Внешний рельс делают выше для уменьшения нагрузки на него. Тормозной путь поезда составляет более 1 км, поэтому машинист может не успеть затормозить. Провода подвешивают на изоляторах, для предотвращения удара током. Число изоляторов зависит от напряжения линии электропередач. 51. Подвижный блок даёт выигрыш в силе в два раза, неподвижный не даёт выигрыша в силе, изменяет направление действия силы. 53. Если детали жёстко присоединены к одной оси, то они имеют одинаковую угловую скорость, если соединены цепью, то одинаковая линейная скорость. Для сравнения линейных скоростей деталей закреплённых на одной оси над измерить по фотографии соответствующие радиусы, отношение скоростей равно отношению соответствующих радиусов. Для вычисления выигрыша в силе надо ещё измерить удаление педалей от оси вращения. 57. Облако освещается лучами от Солнца, которые идут параллельно. 58. При наклоне тела на повороте возникает дополнительная сила трения, направленная к центру поворота. Угол, отмеченный на фотографии равен высоте Солнца. 59. Околополярная область неба. Затвор фотоаппарата был открыт длительное время. Небесная сфера поворачивается примерно на 1° за 4 мин., измерив дугу, которую описала звезда, можно найти время экспозиции. 60. Найти центр вращения небесной сферы: провести срединные перпендикуляры к двум разным дугам. Измерить угол поворота с помощью транспортира. Разделить полученное значение на 4, получим время, в течение которого был открыт затвор. Лучше брать более удалённые дуги.