Графический метод решения задач на уроках физики и астрономии.
Методика компьютеризации преподавания фундаментальных дисциплин, в том числе физики и астрономии, сегодня является одной из ключевых проблем организации учебного процесса в колледже.
Интегрирование обычного урока с компьютером позволяет преподавателю значительно разнообразить процесс обучения, делая его более интересным и интенсивным. При этом компьютер не заменяет преподавателя, а только дополняет его.
Для исследования функций и построения графиков требуется много времени, приходится выполнять много громоздких вычислений, это не удобно, на помощь приходят компьютерные технологии. Использование компьютерной техники в решении задач значительно облегчает интеллектуальный труд студента.
В своей педагогической практике я использую программу Microsoft Excel в решении графических задач на различных уроках. Такие задачи развивают интерес обучающихся к дисциплине "Физика" и "Астрономия". Данная программа может сделать урок более эффективным, попутно способствуя расширению знаний и в информатике.
По роли графиков в решении задач различают такие, ответ на которые может быть получен на основе анализа уже имеющегося графика и в которых требуется графически выразить функциональную зависимость между величинами. Решение графических задач способствует уяснению функциональной зависимости между величинами, привитию навыков работы с графиками. В этом их познавательное значение. Графическая грамотность обучающихся, связанная с умением пользоваться графиками, занимает особое и важное место в политехническом обучении, в подготовке обучающихся к работе на производстве, в их профессиональной подготовке.
Приведу примеры следующих задач, для решение которых нужна программа Microsoft Excel.
По дисциплине "Астрономия" при изучение темы: "Планеты Солнечной системы" можно предложить решить следующую задачу:
Рассчитайте плотность планет "Солнечной системы", если предположить о шарообразной форме планет (данное предположение позволяет находить объём планеты, как объём шара по известному значению среднего радиуса). Построить график зависимости объема планет от их радиуса.
Средний радиус планет (км):
Меркурий | Венера | Земля | Марс | Юпитер | Сатурн | Уран | Нептун |
2440 | 6052 | 6371 | 3396 | 69 911 | 58232 | 25560 | 25000 |
В результате получается вот такой график:
Далее студенты анализируют и определяют, у каких планет получился объем практически одинаковый.
Затем нужно рассчитать плотность планет, если массы планет в (кг):
Меркурий | Венера | Земля | Марс | Юпитер | Сатурн | Уран | Нептун |
0.3 · 1024 | 4.8 · 1024 | 5.9 · 1024 | 0.6 · 1024 | 1876 · 1024 | 561 · 1024 | 86 · 1024 | 101 · 1024 |
Построить график зависимости плотности от массы и объема. Проанализировать полученные графики.
По теме: "Переменный ток и его параметры" можно разобрать следующие задачи:
1. Построить график синусоидального тока по данным таблицы.
t,с | 0 | 0,1 | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,6 |
I,А | 0 | 50 | 0 | -50 | 0 | 50 | -50 |
В итоге должен получится вот такой график:
По графику студенты определяют период , амплитудное значение силы тока и составляют уравнение гармонических колебаний.
2. Уравнение гармонических колебаний силы переменного тока имеет вид: I=sinπt.Построить график гармонических колебаний силы тока от времени, t от 0 до 2 с, с шагом 0,1.
В итоге должен получится вот такой график
После того как график построен, студенты определяют параметры переменного тока.
3. Построить графики функций в одной системе координат:
U=50 cos (100πt) и U=100cos (100πt ), t от 0 с до 0,15 с, с шагом 0,01. Сравнить параметры переменного тока, и выяснить, что у них общее и в чем отличие.
В заключение хочется сказать, что программа Microsoft Excel предоставляет большие возможности для построения и исследования графиков функций. Используя прикладные программы на уроках физики, конечно же экономят время на достижение результата. Студенты младших курсов, как правило, достаточно хорошо владеют компьютерными программами семейства Microsoft Office, поскольку они изучаются в школьном курсе информатики и поэтому уроки физики несомненно можно проводить с использованием электронной таблицы.
Библиография:
- Дмитриева В.Ф. Физика для профессий и специальностей технического профиля – М.: Образовательно-издательский центр “Академия”, 2010. – 448
- Информатика: Учебник для среднего профессионального образования. И.И. Сергеева, А.А. Музавлевская, Н.В. Тарасова., М.ИД “ФОРУМ” - ИНФА –М 2009. – 336 с:ил.
- Мякишев Г.Я. Физика 11 класс [Текст]: Базовый уровень / Г.Я. Мякишев.- М.: Просвещение,2015.-399 с.