1. Домашние лабораторные работы по физике в школе Возможность применения домашних лабораторных работ в процессе обучения физике на первом этапе в средней школе оказывается весьма целесообразной. Особенно это актуально в ситуации сокращения часов в школьной программе на обучение физике, причём объём материала не уменьшается. Т. е. учителям необходимо за меньшее время дать то же количество знаний, что и раньше. Домашние экспериментальные работы — простейший самостоятельный эксперимент, который выполняется учащимися дома, вне школы, без непосредственного контроля со стороны учителя за ходом работы. Задачи работ данного вида — это формирование умения наблюдать физические явления в природе и в домашних условиях, выполнять измерения с помощью измерительных средств, используемых в быту, формирование интереса к эксперименту и изучению физики. Данный вид работ может быть выполнен учащимися с помощь приборов, которые они сделали самостоятельно, при помощи предметов домашнего обихода, или же с помощью приборов, которые выпускаются промышленностью. Домашний эксперимент полноправно входит в систему школьных экспериментов, при этом особая ценность данного вида работ заключается в том, что его можно отнести к системе самостоятельной работы, которая может усилить интерес к изучаемому предмету – физике. К самостоятельным работам необходимо приучать на начальных уровнях изучения предмета, когда ставятся простые легко решаемые задания, которые постепенно должны усложняться. Данный вид работ носит индивидуальный характер, даже в том случае, если одна лабораторная работа дана всему классу, ведь учащиеся эту работу должны проделать дома, где отсутствует и учитель и одноклассники. Отличительной чертой домашних лабораторных работ является то, что учитель при составлении заданий не должен учитывать то, что различные ученики выполняют задания с различной скоростью. Это позволяет дать всем ученикам одинаковые задания. Домашний эксперимент должен проводиться в соответствии с изучаемой на данный момент темой в виде домашнего задания или служить контролем после изучения определённой темы или раздела. Хотя домашняя лабораторная работа должна быть проста по выполнению, она несёт в себе большую теоретическую нагрузку. Описание лабораторной работы должно содержать не только пошаговое выполнение, но и теорию, которая поможет учащимся не только объяснить увиденное явление, но и будет способствовать повторению изученного материала. Отчёты по выполнению работы должны быть письменно оформлены. О форме отчётов учитель должен заранее поговорить с учащимися, например, он может потребовать от учащихся такого оформления, которое они делают при выполнении фронтальных лабораторных работ. Такой вид отчётов поможет учителю оценить работу каждого ученика. Результаты работ должны быть обсуждены учителем с классом, это поможет учащимся разобраться в вопросах, которые им были непонятны при выполнении. Таким образом, эксперименты, которые учитель выбирает для домашних лабораторных работ, должны соответствовать следующим требованиям: 1. Безопасность. 2. Простота выполнения. 3. Отсутствие материальных затрат. 4. Отчёты по работам. 5. Обсуждение результатов В качестве примера домашней лабораторной работы можно указать такие: 1. «Взаимодействие тел». Цель: выяснить, как при взаимодействии тел изменяется их скорость. Оборудование: стакан, картон. Ход работы: 1. Поставить стакан на картон. 2. Медленно потянуть за картон. 3. Быстро выдернуть картон. 4. Описать движение стакана в обоих случаях. 5. Сделать вывод. 2. «Почувствуй трение». Оборудование: жидкость для мытья посуды. Ход работы: 1. Вымыть руки и вытереть их насухо. 2.Быстро потереть ладони друг о друга в течение 1-2 мин. 3. Нанести на ладони немного жидкости для мытья посуды. Снова потереть ладони в течении 1-2 мин. 4. Описать наблюдаемые явления. 5.Сделать вывод. 2. Сравнение количеств теплоты при смешивании воды разной температуры Количество теплоты — это количественная мера энергии, переходящей от одного тела к другому в процессе теплопередачи. Количество теплоты, отданное горячей водой, и количество теплоты, полученное холодной водой, равны между собой. To ecть, ecли мeжду тeлaми пpoиcxoдит тeплooбмeн, тo внутpeнняя энepгия вcex нaгpeвaющиxcя тeл увeличивaeтcя нacтoлькo, нacкoлькo умeньшaeтcя внутpeнняя энepгия ocтывaющиx тeл. Oднaкo нa пpaктикe oбычнo пoлучaeтcя, чтo oтдaннaя гopячeй вoдoй энepгия бoльшe энepгии, пoлучeннoй xoлoднoй вoдoй. Этo oбъяcняeтcя тeм, чтo чacть энepгии пepeдaeтcя oкpужaющeму вoздуxу, a чacть энepгии — cocуду, в кoтopoм cмeшивaли вoду. Paвeнcтвo oтдaннoй и пoлучeннoй энepгий будeт тeм тoчнee, чeм мeньшe пoтepи энepгии. В качестве примера можно рассмотреть лабораторную работу для обучающихся 8 класса по физике. Цель работы: определить количество теплоты, отданное горячей водой и полученное холодной при теплообмене, и объяснить полученный результат. Приборы и материалы: калориметр, измерительный цилиндр (мензурка), термометр, стакан. Ход работы: 1. Нальём в калориметр горячей воды массой 100 г. Возьмём столько же холодной воды и нальём её в стакан. Измерим с помощью термометра температуру холодной и горячей воды. Результаты измерений занесём в таблицу. 2. Вольём холодную воду в калориметр, в сосуд с горячей водой, помешаем термометром и измерим температуру полученной смеси (72°C). Результат измерений занесем в таблицу. 3. Рассчитаем количество теплоты, отданное горячей и полученное холодной водой по следующим формулам: Q = mc(t — t2); Q1 = mc(t2 — t1), где Q — количество теплоты, отданное горячей водой; Q1 — количество теплоты, полученное холодной водой; m — масса холодной или горячей воды; C = 4200 Дж/кг ºС — теплоемкость воды; t — температура горячей воды; t1 — температура холодной воды; t2 — температура смеси. Q = mc(t — t2) = 0.1 · 4200 (72 – 45.5) = 11130 КДж/кг ºС Q1 = mc(t2 — t1) = 0,1 · 4200 (45,5 – 19) = 11130 КДж/кг ºС Результаты измерений: Масса горячей воды m, кг Начальная температура горячей воды t, ºС Температура смеси t2, ºС Количество теплоты, отданное горячей водой Q, Дж Масса холодной воды m, кг Начальная температура холодной воды t1, ºС Количество теплоты, полученное холодной водой Q1, Дж 0,1 72 45,5 11130 0,1 19 11130 В домашних условиях алгоритм выполнения лабораторной работы может быть следующим: 1. Подготовка материалов: Два стакана или ёмкости для горячей и холодной воды. Термометр для измерения температуры воды. Весы для измерения массы воды (если необходимо). Часы для отслеживания времени теплообмена. 2. Измерение начальной температуры: Измерьте температуру горячей и холодной воды. Запишите начальные значения температур. 3. Смешивание воды: Смешайте горячую и холодную воду в одной ёмкости. Наблюдайте за изменением температуры смеси. 4. Измерение конечной температуры: После смешивания измерьте температуру смеси. Запишите конечное значение температуры.
