Информационные технологии в физике. Учебно-методическое пособие
.pdfТехнология создания и редактирования графического изображения в MS Word. Инструменты панели рисования MS Word. Выделение, объединение, перемещение и геометрическое преобразование фрагментов рисунка.
Реферат. Структура реферата. Общие правила оформления реферата как текстового документа. Оглавление. Доклад как текстовый документ.
Практические работы в Word.
1.Создание текстового документа «Отчет по лабораторной работе», «Опорный конспект по механике», рисунка к лабораторной работе по механике.
2.Работа с текстом физического содержания – задание на свертывание и развертывание информации.
3.Создание иллюстрации (рисунок SmartArt) о структуре научного познания.
4.Оформление реферата по исследовательскому проекту.
5.Составление аннотации.
6.Составление резюме.
Тема 2. Технология обработки числовых данных
в электронных таблицах (9 ч)
Табличный процессор MS Excel. Адресация ячеек таблицы. Типы и формат данных. Ввод и редактирование данных. Работа с формулами. Относительная и абсолютная адресация в формулах.
Построение графиков и диаграмм. Использование функций. Основные статистические, математические и логические функции. Построение графиков и диаграмм. Тренд.
Распределение Гаусса.
Практические работы в Excel.
1.Задачи с экспериментальными данными на экстраполяцию и интерполяцию данных, с расчетом погрешности измерений.
2.Построение графиков: зависимости скорости, ускорения, координаты, пути от времени; изопроцессов; зависимости напряженности и потенциала электрического поля точечного заряда от расстояния; за-
11
висимости мощности и КПД источника от силы тока; колебания заряда на конденсаторе в колебательном контуре и энергии электрического и магнитного полей и др.
3.Задачи на нахождение минимума и максимума.
4.Решение задач методом суммирования.
Тема 3. Методы научного познания (15 ч)
План проведения наблюдений, эксперимента. Измерения физических величин. Погрешность прямых и косвенных измерений. Таблица измерений. Графическое представление результатов измерений (таблица, график, гистограмма, диаграмма). Теоретическая и экспериментальная кривые. Оформление результатов эксперимента, формулирование вывода.
Цепочка научного познания. Роль эксперимента в развитии человеческого общества. Анализ и синтез. Абстрагирование и обобщение. Аналогии. Классификации. Гипотеза. Модель. Моделирование как основа научного метода познания. Преемственность и дополнительный характер физических моделей.
Моделирование физических процессов на примере темы «Исследование баллистического движения тел». Компьютерные модели физических объектов. Виртуальный эксперимент.
Исследование. Тема, объект, предмет исследования, гипотеза и методы.
Знакомство с теорией решения изобретательских задач (ТРИЗ).
Практические работы.
1.Экспериментальные задачи (по всем разделам физики).
2.Исследование в рамках учебного проекта.
3.Лабораторная работа «Исследование математического маятника»
спомощью компьютерной и натурной моделей математического маятника.
4.Лабораторная работа «Исследование электромагнитных колебаний. Затухание».
5.Изучение физических моделей: броуновского движения, закона Бернулли, распределения Максвелла, эквипотенциальных линий и си-
12
ловых линий электрического поля, колебательного контура, атома Бора, атома Резерфорда и пр.
6.Изучение работы технических устройств и технологий по текстам и компьютерным моделям.
7.Игра по методу ТРИЗ.
Тема 4. Проектирование (12 ч)
Понятие «проект». Информационная культура как основа проектирования. Значение проектирования в развитии современного общества. Порядок проектной деятельности: понятие «концепция проекта» и его содержание; анализ ситуации и потребностей; постановка проблемы; определение цели и задач проекта; результаты проекта; характеристика и оценка; планирование проекта; технология планирования проекта; понятие проектной документации.
Этапы учебной проектной деятельности. Сроки и требования к проектной работе по физике. Презентация и защита проекта. Оценка и самооценка проекта. Правила публичного выступления с докладом на защите проекта.
Понятие проектирования профессиональной карьеры.
Практические работы.
1.Базовый проект 1 на тему по физике.
2.Проект 2 «Создание сайта по актуальной проблеме физики или техники».
3.Сочинение «Мои планы на будущее».
Тема 5. Мультимедийные технологии (8 ч)
Технология создания документов в MS PowerPoint. Слайд, шаблоны презентаций, настройка анимации. Общие правила подготовки до- кументов-презентаций.
Работа со сканером. Видеосъемка. Видеоанализ.
13
Технология создания документов в издательской системе MS Publisher. Каталог публикаций. Библиотека макетов. Работа с рамками и объектами. Создание буклета.
Технология создания веб-документов в MS Publisher. Содержание стартовой страницы: девиз, слоган, приветствие, основные разделы, анонсы содержания. Как передать основную идею сайта. Создание вебстраниц. Гиперссылки.
Практические работы.
1.Создание буклета с таблицами и схемами по предложенному тексту научного содержания.
2.Видеосъемка опыта.
3.Создание презентации по базовому проекту 1.
4.Создание сайта (проект 2) по проблеме физики или техники.
Тема 6. Коммуникационные технологии (4 ч)
Поиск информации с помощью поискового сервера.
Основы правовой охраны программ и данных. Понятие об информационной безопасности личности. Нормы информационной этики.
Практические работы
1.Поиск информации по заданной теме в Интернет.
2.Составление текста электронного письма.
3.Участие в дистанционных олимпиадах, конкурсах по физике.
Экскурсии (4 ч)
Компьютерное тестирование (9 ч)
ОРГАНИЗАЦИЯ И ПРОВЕДЕНИЕ АТТЕСТАЦИИ УЧЕНИКОВ
Промежуточный и итоговый контроль проводится с целью аттестации в ходе практической работы, конференции, тестирования, лабораторной работы.
Контроль и оценивание учебной деятельности учащихся основывается на заранее предъявленных и общедоступных критериях об уровне
14
и качестве выполнения работы: по форме и содержанию представленных результатов, на основе наблюдения учителем личностного роста учащегося в ходе работы, его самооценки и взаимооценки учащихся в коллективно распределенной учебной деятельности.
Данный курс нацелен на овладение учащимися знаниями, умениями и способами деятельности, указанными в табл. 1.
|
|
Т а б л и ц а 1 |
|
|
|
№ |
Вид деятельности |
Критерий |
|
|
|
1 |
Использование инфор- |
Сформированы научные представления об |
|
мационных технологий |
использовании ИТ в физике. Умение с по- |
|
в физике |
мощью Microsoft Office 2007 грамотно об- |
|
|
рабатывать результаты измерений, строить |
|
|
графики и диаграммы, составлять схемы, |
|
|
делать рисунки, компьютерную презента- |
|
|
цию |
|
|
|
2 |
Решение физических |
Умение решать качественные, графиче- |
|
задач |
ские, экспериментальные задачи, делать |
|
|
оценку размера физических величин |
|
|
|
3 |
Объяснение принципа |
Умение объяснять принципы работы изу- |
|
работы технических |
ченных технических устройств; иметь |
|
устройств, описание |
представление о технологиях, используе- |
|
технологий |
мых на предприятиях Новосибирской об- |
|
|
ласти |
|
|
|
4 |
Выполнение исследова- |
Умение формулировать цель исследова- |
|
ний с использованием |
ния, его гипотезу, планировать экспери- |
|
реального и виртуаль- |
мент, оценить полученные результаты с |
|
ного эксперимента |
учетом погрешности, делать выводы |
|
|
Сформированы научные представления о |
|
|
роли компьютерного моделирования явле- |
|
|
ний и процессов в современном научном |
|
|
познании и имеется представление о воз- |
|
|
можностях и границах его применимости |
|
|
|
|
|
15 |
№ |
Вид деятельности |
Критерий |
|
|
|
5 |
Поиск и отбор инфор- |
Привлечение различных источников ин- |
|
мации |
формации, соответствие отобранной ин- |
|
|
формации теме доклада. Использование |
|
|
авторских прав. Умение критически оцени- |
|
|
вать физическую информацию |
|
|
|
6 |
Реферирование |
Умение выделять основное в отобранной |
|
|
информации и излагать в письменной фор- |
|
|
ме; выделять проблему, предмет, цель и |
|
|
задачи исследования, формулировать вы- |
|
|
воды по исследуемой проблеме |
|
|
|
7 |
Устное выступление с |
Умение структурировать информацию для |
|
докладом |
выступления по проведенному исследова- |
|
|
нию, представлять информацию в логиче- |
|
|
ской последовательности, четко и кратко |
|
|
излагать мысли. Умение задавать вопросы, |
|
|
высказывать и обосновывать свою точку |
|
|
зрения |
|
|
|
8 |
Проектирование |
Знание основ проектной деятельности, на- |
|
|
личие опыта проектной работы |
|
|
|
9 |
Работа в команде |
Умение нести ответственность в группе, |
|
|
наличие опыта совместной деятельности |
|
|
|
16
ПЛАНИРОВАНИЕ ЗАНЯТИЙ по курсу «Информационные технологии в физике»
|
70 часов |
|
|
|
|
Т а б л и ц а 2 |
|
|
|
|
|
№ занятия |
Тема. |
Практическая |
во-Кол часов |
|
|
||
|
Содержание |
работа |
|
|
|
|
|
|
I семестр (10-й класс) |
|
2 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Введение в курс |
Презентация о себе |
|
|
Возможности использования информацион- |
«Мой мир» |
|
|
ных технологий в физике |
|
|
|
|
|
|
2 |
Технология обработки текстовой инфор- |
|
2 |
|
мации |
Создание текстового |
|
|
Текстовый редактор MS Word. Ввод, редакти- |
документа «Отчет по |
|
|
рование и форматирование текста. Создание |
лабораторной работе» |
|
|
списков, таблиц. Редактор формул. Общие |
|
|
|
правила оформления текстового документа |
|
|
|
|
|
|
3 |
Технология обработки графической ин- |
|
2 |
|
формации в MS Word |
Создание текстового |
|
|
Инструменты панели рисования MS Word. |
документа «Задача по |
|
|
Выделение, объединение, перемещение и |
механике». Защита ре- |
|
|
геометрическое преобразование фрагментов |
шения перед аудиторией |
|
|
рисунка |
|
|
|
|
|
|
4 |
Технология обработки числовой инфор- |
|
2 |
|
мации в электронных таблицах |
Создание таблицы изме- |
|
|
Табличный процессор MS Excel. Адресация |
рений. |
|
|
ячеек таблицы. Типы и формат данных. Ввод |
Решение задачи с экспе- |
|
|
и редактирование данных. Работа с форму- |
риментальными данны- |
|
|
лами. Относительная и абсолютная адреса- |
ми, расчет погрешности |
|
|
ция в формулах. |
|
|
|
Распределение Гаусса |
|
|
|
|
|
|
5 |
Методы научного познания |
Написание аннотации. |
2 |
|
Функции эксперимента в научном познании. |
Решение задачи с экспе- |
|
|
Технология обработки числовой инфор- |
риментальными данны- |
|
|
мации в электронных таблицах. |
ми с помощью графика. |
|
|
Построение графиков. Использование функ- |
Решение эксперимен- |
|
|
ций. Тренд. Интерполяция и экстраполяция |
тальной задачи |
|
|
данных |
|
|
|
|
|
|
|
17 |
|
|
П р о д о л ж е н и е т а б л. 2
№ занятия |
Тема. |
Практическая |
во-Кол часов |
|
|
||
|
Содержание |
работа |
|
|
|
|
|
6 |
Методы научного познания. |
Создание в MS Word |
2 |
|
Структура научного познания. Гипотеза. |
иллюстрации (рисунка |
|
|
Аналогии. Модель физического объекта |
SmartArt) о структуре |
|
|
|
научного познания |
|
|
|
|
|
7 |
Моделирование физических процессов на |
Лабораторная работа |
2 |
|
примере темы «Исследование баллистиче- |
|
|
|
ского движения тел» |
|
|
|
|
|
|
8 |
Фундаментальные физические эксперименты. |
Исследование моделей |
2 |
|
Модели «Броуновское движение», «Опыт |
|
|
|
Штерна», «Распределение Максвелла» |
|
|
|
|
|
|
9 |
II семестр |
Погружение в проект. |
2 |
|
|||
|
Проектирование. |
Выбор темы проекта и |
|
|
Проект. Этапы проектной деятельности. |
участников |
|
|
Сроки и требования к проектной работе по |
|
|
|
|
|
|
|
физике |
|
|
|
|
|
|
10 |
Коммуникационные технологии |
Поиск в Интернете |
|
|
Основы правовой охраны программ и дан- |
материала для выпол- |
2 |
|
ных. |
нения базового проек- |
|
|
Понятие об информационной культуре и |
та. План работы по |
|
|
информационной безопасности личности |
проекту |
|
|
|
|
|
11 |
Мультимедийные технологии |
Сканирование. |
2 |
|
Сканирование. Планирование эксперимента |
Описание эксперимен- |
|
|
|
та |
|
|
|
|
|
12 |
Требования безопасности при проведении |
Проведение экспери- |
2 |
|
опытов. |
мента, видеосъемки |
|
|
Видеосъемка |
|
|
|
|
|
|
13 |
Технология обработки текстовой инфор- |
Оформление реферата. |
2 |
|
мации |
Изучение модели «Эк- |
|
|
Подготовка реферата. Структура реферата. |
випотенциальные и |
|
|
Тема, объект, предмет исследования, гипо- |
силовые линии элек- |
|
|
теза и методы. Общие правила оформления |
трического поля» |
|
|
реферата как текстового документа. Оглав- |
|
|
|
ление |
|
|
|
|
|
|
18
П р о д о л ж е н и е т а б л. 2
№ занятия |
Тема. |
Практическая |
во-Кол часов |
|
|
|
|||
|
Содержание |
работа |
|
|
|
|
|
|
|
14 |
Мультимедийные технологии. |
Создание презентации. |
2 |
|
|
Технология создания документов в MS Po- |
Графики мощности |
|
|
|
werPoint. Слайд, шаблоны презентаций, |
(источника тока, по- |
|
|
|
настройка анимации. |
лезной мощности и |
|
|
|
Общие правила подготовки презентаций. |
потерь) |
|
|
|
|
|
|
|
15 |
Доклад как текстовый документ. Правила |
Подготовка доклада к |
|
|
публичного выступления на защите проекта |
защите проекта |
2 |
||
|
||||
|
|
|
|
|
16 |
Защита проекта |
Работа на конференции |
2 |
|
|
|
|
|
|
17 |
Защита проекта |
Работа на конференции |
2 |
|
|
|
|
|
|
18 |
Экскурсия |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
1 |
III семестр (11-й класс) |
Сочинение «Мои пла- |
2 |
|
|
||||
|
Коммуникационные технологии |
ны на будущее» |
|
|
|
Проектирование профессиональной карьеры. |
|
|
|
|
Планирование участия в дистанционных |
|
|
|
|
конкурсах по физике. |
|
|
|
|
Нормы информационной этики |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
Мультимедийные технологии |
|
2 |
|
|
Технология создания документов и проек- |
Создание буклета по |
|
|
|
тов в издательской системе MS Publisher. |
предложенному тексту |
|
|
|
Каталог публикаций. Библиотека макетов. |
научно-технического |
|
|
|
Работа с рамками и объектами. Создание |
содержания |
|
|
|
буклета |
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
Методы научного познания |
Исследование с помо- |
2 |
|
|
Лабораторная работа «Исследование зави- |
щью компьютерной и |
|
|
|
симости периода колебаний математиче- |
натурной модели |
|
|
|
ского маятника от параметров колебатель- |
|
|
|
|
ной системы» |
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
Мультимедийные технологии |
|
2 |
|
|
Технология создания веб-документов в MS |
|
|
|
|
Publisher. Содержание стартовой страницы: |
|
|
|
|
девиз, слоган, приветствие, основные раз- |
|
|
|
|
делы, анонсы содержания. Как передать |
|
|
|
|
основную идею сайта. Гиперссылки. Соз- |
|
|
|
|
дание веб-страниц |
|
|
|
|
|
|
|
19
|
|
|
|
|
|
О к о н ч а н и е т а б л. 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
№ занятия |
|
Тема. |
|
|
Практическая |
во-Кол часов |
|
|
|
|
|
|
|||
|
Содержание |
|
|
работа |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Проектирование |
|
|
|
|
Создание сайта |
|
|
Погружение в проект 2 «Создание сайта по |
|
|
||||
|
актуальной проблеме физики или техники» |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
||
5 |
Методы научного познания |
|
|
Построение графиков с |
2 |
||
|
Лабораторная работа «Исследование |
элек- |
помощью Excel |
|
|||
|
тромагнитных колебаний. Затухание» |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
Проектирование |
|
|
|
|
Создание сайта |
2 |
|
Проект 2 (продолжение) |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
Защита проекта |
|
|
|
|
Работа на конференции |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
Защита проекта |
|
|
|
|
Работа на конференции |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
IV семестр |
|
|
|
2 |
||
9 |
|
|
Игра по методу ТРИЗ |
|
|||
Знакомство с теорией решения изобрета- |
|
||||||
|
|
|
|||||
|
тельских задач (ТРИЗ) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
10 |
Решение задачи на определение максимума |
Решение физической |
2 |
||||
|
и минимума; методом суммирования |
|
задачи с помощью Excel |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
11 |
Контроль знаний |
и |
аттестация |
по |
теме |
Тестирование |
2 |
|
«Механика». |
|
|
|
|
|
|
|
Видеоанализ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12 |
Контроль знаний |
и |
аттестация |
по |
теме |
Тестирование и реше- |
2 |
|
«Молекулярная физика и термодинамика» |
ние экспериментальной |
|
||||
|
|
|
|
|
|
задачи |
|
|
|
|
|
|
|
||
13 |
То же по теме «Электростатика» |
|
|
То же |
2 |
||
|
|
|
|
|
|||
14 |
То же по теме «Электродинамика» |
|
« |
2 |
|||
|
|
|
|
||||
15 |
То же по темам «Оптика», «Квантовая фи- |
« |
2 |
||||
|
зика» |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
16 |
Экскурсия |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
17 |
Итоги |
|
|
|
|
Разработка содержания |
2 |
|
|
|
|
|
|
резюме и его составле- |
|
|
|
|
|
|
|
ние |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20 |
|
|
|