Из опыта преподавания физики ("Электродинамика")
Цель преподавания: сформировать у обучающихся целостное представление о физике, законах и явлениях природы, которые она изучает.
- обеспечить усвоение обучающимися основного материала всех разделов и тем курса физики;
- закрепить полученные знания на лабораторных занятиях;
- научить применять приобретенные сведения для решения различных задач;
- показать обучающимся современные проблемы физики и техники.
Теоретический материал излагаю крупными блоками, провожу лекции и семинары по учебным темам, даю практические работы, организую специальные уроки решения задач, уроки-консультации. При этом для изучения теоретического материала отвожу, как правило, около 25% учебного времени, выделенного на прохождение темы, для проведения лекций и семинаров - 20%, выполнения практических работ - 20%, для решения задач - 15%, сдачи зачетов и контрольных работ - 15%, оставляю резерв - 5%.
Привожу в качестве примера планирование учебного материала по теме “Электродинамика”. На изучение данной темы отводится 74 часа (50 ч. асов в 10 классе и 24 часа в 11 классе).
I. Электростатика (14 ч.)
1 урок. Введение в электродинамику. Электродинамика – как фундаментальная физическая теория.
2 урок. Закон Кулона.
3 урок. Идея близкодействия. Электрическое поле. Напряженность.
4-5 урок. Уроки решения задач на закон Кулона, напряженность электрического поля, принцип суперпозиции.
6 урок. Проводники и диэлектрики в электрическом поле.
7 урок. Энергетические характеристики электростатического поля.
8-9 урок. Решение задач на расчет энергетических характеристик электростатического поля.
10 урок. Конденсаторы. Энергия заряженного конденсатора.
11-12 урок. Семинар по теме “Электростатика”.
13-14 урок. Контрольная работа по теме “Электростатика”.
II. Постоянный электрический ток (19 ч.)
1 урок. Электрический ток. Условия его существования.
2 урок. Закон Ома для участка цепи.
4 урок. Схемы электрических цепей. Решение задач на закон Ома (количественных, качественных, графических, по рисунку)
5 урок. Типы соединения проводников.
6–7 урок. Семинар по теме “ Расчет электрических цепей”.
8 урок. Лабораторная работа “Изучение последовательного и параллельного соединений проводников”.
9 урок. Работа и мощность постоянного тока.
10 урок. Решение задач на расчет работы и мощности тока.
11 урок. Электродвижущая сила. Закон Ома для полной цепи.
12-13 урок. Решение задач на закон Ома для полной цепи.
14 урок. Лабораторная работа “ Определение ЭДС и внутреннего сопротивления источника тока”.
15 урок. Решение экспериментальных задач по теме “Постоянный электрический ток”.
16-17 урок. Зачет по теме “ Постоянный электрический ток”.
18-19 урок. Контрольная работа по теме “Постоянный электрический ток”.
III. Электрический ток в различных средах (17 ч.)
1 урок. Вводное занятие по теме “Электрический ток в различных средах”.
2 урок. Электрический ток в металлах.
3 урок. Зависимость сопротивления металлического проводника от температуры Сверхпроводимость.
4 урок. Закономерности протекания электрического тока в полупроводниках.
5 урок. Семинарское занятие по теме: “Полупроводниковые приборы”.
6 урок. Закономерности протекания тока в вакууме.
7 урок. Электронно-лучевая трубка.
8 урок. Решение задач на движение электронов в электронно-лучевой трубке.
9 урок. Закономерности протекания тока в проводящих жидкостях.
10 урок. Решение задач на закон электролиза.
11 урок. Лабораторная работа “Определение заряда электрона”.
12 урок. Закономерности протекания электрического тока в газах.
13-14 урок. Семинарское занятие по теме “Электрический ток в различных средах”.
15 урок. Зачет по теме “Электрический ток в различных средах”
16-17 урок. Контрольная работа по теме “Электрический ток в различных средах”.
IV. Магнитное поле (12 ч.)
1 урок. Стационарное магнитное поле.
2 урок. Решение задач на применение правила буравчика.
3 урок. Сила Ампера.
4 урок. Лабораторная работа “Наблюдение действия магнитного поля на ток”.
5 урок. Сила Лоренца.
6 урок. Решение задач по теме “Сила Ампера и сила Лоренца”.
7 урок. Магнитные свойства вещества.
8-9 урок. Семинарское занятие по теме “Магнитное поле”.
10 урок. Зачет по теме “Магнитное поле”.
11-12 урок. Контрольная работа “Магнитное поле”.
V. Электромагнитная индукция (12 ч.).
1 урок. Явление электромагнитной индукции.
2 урок. Индукционное электрическое поле (вихревое).
3 урок. Направление индукционного тока. Правило Ленца.
4 урок. Решение задач на применение правила Ленца.
5 урок. Лабораторная работа “ Изучение явления электромагнитной индукции”.
6 урок. Закон электромагнитной индукции.
7 урок. Решение задач на закон электромагнитной индукции.
8 урок. Семинарское занятие “Вихревые токи и их использование в технике”.
9 урок. Явление самоиндукции . Индуктивность.
10 урок. Семинарское занятие “Электромагнитная индукция”.
11-12 урок. Контрольная работа по теме “Электромагнитная индукция”.
Блок учебного материала по той или иной теме представляет собой краткую конспективную запись основных положений темы, которые должны быть хорошо усвоены обучающимися – так, чтобы на следующем уроке они могли воспроизвести их письменно за 10-15 минут. Например, в разделе “Электростатика” урок “Закон Кулона”, на котором делаются такие конспективно-схематичные записи.
Закон Кулона – один из важнейших опытных законов, используемых при получении основных уравнений электродинамики. История открытия закона и его краткая биография. Определение точечного заряда и устройство крутильных весов (по рисунку учебника).
Поэтапный подход к записи закона Кулона:
1) Исследование зависимости силы взаимодействия F от заряда q1 одного из шариков коромысла весов и заряда q2 неподвижно закрепленного шарика, находящегося на расстоянии r. Радиусы шариков r1 и r2 гораздо меньше r.
2) При изменении r и q2 в 2.4.8 раз изменяют q1 , находят зависимость F(q1):
3) При неизменных r и q1 изменяют q2 и отыскивают зависимость F(q2):
при неизменных q1 и q2 изменяют r и находят зависимость F(r ):
4) Объединяя приведенные результаты, получают:
5) Вводят коэффициент пропорциональности
, где q ,q - модули точечных зарядов,
r - квадрат расстояния между ними.
6) Кулоновская сила подчиняется III закону Ньютона:
7) Электрическая постоянная:
8) Диэлектрическая проницаемость среды е:
Для любой среды е>1и зависит от самой среды, показывает во сколько раз сила взаимодействия точечных зарядов в вакууме больше их силы взаимодействия в среде:
F - сила взаимодействия двух точечных зарядов в вакууме,
9) Закон Кулона для среды в СИ:
10) Границы применимости закона.
1. Заряженные тела должны быть точечными: размеры тел много меньше расстояний между ними.
2. Заряженные тела должны быть неподвижными.
Закрепление знаний, умений, навыков
1. На каком расстоянии нужно расположить два заряда: q =5*10 Кл и q =6*10 Кл, чтобы они отталкивались друг от друга с силой 12*10 Н?
2. Два одинаковых положительных заряда находятся на расстоянии 10 мм друг от друга. Они взаимодействуют с силой 7,2*10 Н. Как велик заряд каждого шарика?
Следующий урок начинается с того, что обучающиеся воспроизводят материал первого блока в тетрадях (их работа проверяю, но “2” и “3” в журнал не выставляю, даю возможность обучающимся получить консультацию по данному вопросу во внеурочное время). И только затем на уроке идет изучение следующего блока и разбор соответствующих ему задач.
Фронтальные лабораторные работы организую таким образом.
На предшествующем уроке показываю обучающимся оборудование, которое им понадобится , знакомлю с целью опыта и этапами осуществления, раздаю тетради и прошу дома подготовить таблицы, сделать необходимые записи с тем, чтобы в ходе лабораторной работы не тратить на это время. Обработку результатов ребята делают в классе.
Задачи, в основном обучающиеся решают дома, хотя я провожу специальные уроки решения задач. На них знакомлю школьников с методами, характерными для физических задач рассматриваемой темы, разбираю образцы наиболее трудных задач.
Подборка же типовых задач по каждой теме , которые школьники должны уметь решать . вывешивается в кабинете на стенде. В середине изучения темы провожу консультации, на которой ученик может попросить меня объяснить решение любой задачи.
В конце темы провожу урок-зачет. Зачет провожу по карточкам, в которой 2-3 вопроса.
1-теоретический, 2, 3 - задачи (качественная и расчетная).
Контрольная работа выполняется 2 урока. Структура контрольной работы выдержана в формате ЕГЭ:
1 часть- тест (6 заданий);
2 часть - задачи с кратким решением (6 заданий);
3 часть - задачи с развернутым ответом (3 задания).
Пример. Контрольная работа по теме “Закон Кулона”.
1. Как изменится сила взаимодействия двух точечных электрических зарядов при уменьшении расстояния между ними в 2 раза?
А. Уменьшится в два раза.
В. Увеличится в 4 раза.
Г. Уменьшится в 4 раза.
2. Как изменится сила взаимодействия двух точечных электрических зарядов при увеличении модуля одного из них в 3 раза?
А. Увеличится в 3 раза.
Б. Уменьшится в 3 раза.
3. Какое из приведенных ниже выражений характеризует силу взаимодействия двух точечных зарядов?
4. Какая единица используется для измерения для измерения электрического заряда?
5. При изменении расстояния между двумя точечными электрическими зарядами сила взаимодействия уменьшилась в 9 раз. Как изменилось расстояние между зарядами?
А. Уменьшилось в 3 раза.
Б. Увеличилось в 9 раз.
В. Увеличилось в 3 раза.
Г. Уменьшилось в 9 раз.
6. Точечным зарядом называется электрический заряд.
Выберите правильное утверждение.
А. Модуль которого во много раз меньше модуля заряда, с которым он взаимодействует.
Б. Помещенный на теле размеры которого малы по сравнению с расстоянием до другого тела, с которым он взаимодействует.
В. Который помещен на материальную точку.
Г. Размеры которого малы.
1. Два одинаковых точечных заряда взаимодействуют в вакууме с силой 0,1Н. Расстояние между зарядами равно 6 м найти величину этих зарядов.
2. Два заряда по 3.3 *10 Кл, разделенные слоем слюды, взаимодействуют с силой 5*10 Н. Определите толщину слоя слюды , если её диэлектрическая проницаемость равна 8.
3. Заряд в 1,3 *10 Кл в керосине на расстоянии 0,005 м притягивает к себе второй заряд с силой 2*10 Н.найдите величину второго заряда. Диэлектрическая проницаемость керосина равна 2.
4. Д ва заряда по 4*10 Кл, разделенные слюдой толщиной 1см, взаимодействуют с силой 1,8.*10Н. Определите диэлектрическую проницаемость слюды.
5. Два заряда, находясь в воздухе на расстоянии 0,05 м, действуют друг на друга с силой 1,2*10 Н, а в некоторой непроводящей жидкости на расстоянии 0,12 м с силой 1,5*10 Н. Какова диэлектрическая проницаемость жидкости.
6. На каком расстоянии друг от друга надо расположить два точечных заряда по 5*10 Кл, чтобы в керосине сила взаимодействия между ними оказалась равной 0,5Н? Диэлектрическая проницаемость керосина равна 2.
1. Заряды 90 нКл и 10 нКл расположены на расстоянии 4 см друг от друга. Где надо поместить третий заряд, чтобы силы, действующие на него со стороны двух других зарядов, были равны по модулю и противоположны по направлению?
2. На шелковой нити в воздухе висит неподвижно шарик массой 2 г, имеющий заряд 3*10 Кл. Определите силу натяжения нити, если под шариком на расстоянии 10 см от него поместить другой шарик с одноименным зарядом 2,4*10 Кл.
3. Три одинаковых точечных заряда 20 нКл расположены в вершинах равностороннего треугольника. На каждый заряд действует сила 10 мН. Найти длину стороны треугольника.
Описанная выше методика проведения занятий по физике имеет такие преимущества:
- учебный материал излагается обучающимся четко, сжато, после всего ученик должен обязательно прочитать рекомендуемые параграфы учебного пособия;
- большую часть задач ученики решают самостоятельно, поэтому проявляют определенную заинтересованность в приобретении умения решать задачи;
- обучающиеся заранее знают сроки, когда будет проводиться контроль знаний, имеют возможность получить консультацию по любому вопросу;
- большое количество лабораторных работ позволяет школьникам хорошо усвоить учебный материал;
- строгая дозировка времени на лабораторной, контрольной работах и четкое их планирование приучают обучающихся к собранности, внимательности, аккуратности, они учатся правильно распределять свое время и силы;
- трудности при подготовке контрольных работ, дидактического материала, инструкций перекрываются хорошими знаниями обучающихся.