Нетрадиційні_уроки_фізики

затухаючих коливань у двох коливальних контурах. У якому з них

Мал. 2.

коливання затухають швидше? Як це з'ясувати?

6.Крізь отвір у котушці падає магніт. Чи з однаковим прискоренням рухатиметься магніт, пролітаючи через котушку із замкненою обмоткою і котушкою, кінці обмоток якої не замкнені?

7.Чому еталони опору виготовляють способом біфілярної

намотки?

8.Два колові провідники (кільця) розміщені перпендикулярно одне до одного (мал. 3). Чи виникатиме індукційний струм у кільці А при зміні струму в кільці В?

9.Струм якого напряму індукуватиметься в котушці В, якщо коло котушки А (мал. 4) замкнути? розімкнути?

Мал. 3. Мал. 4.

На випадок, якщо обидві команди не змогли дати правильні відповіді на одне чи більше запитань, у ведучого має бути в запасі кілька додаткових.

Після підбиття підсумків гри вчитель пропонує усім її учасникам заспівати пісню на слова Левка Воловця і знайомий мотив бардівської пісні (тексти пісні є на кожному столі).

Ми впевнені: в цій залі зібралися недаремно Такі шляхетні й свіжі, мов квіти у росі. Хоч ми і сперечались, прощаємо чемно. Як добре, що сьогодні зібрались тут ми всі! Максвелла й Фарадея здружила нас ідея,

Адо ідей наступних охоче нас просіть! Змагання — від безділля прегарна панацея. Як добре, що сьогодні зібрались тут ми всі! Турнір нас заохотив, бо це ж — не гра у фанти,

Аякісне зростання, що завше на часі.

Турнір підняв наш настрій, відкрив нові таланти. Як добре, що сьогодні зібрались тут ми всі!

223

"МЕХАНІЧНІ КОЛИВАННЯ І ХВИЛІ"

Заліковий урок-гра "Краф"

Мета. Навчити учнів розв'язувати задачі різного типу за допомогою групової форми роботи; виховувати толерантність та вміння співпрацювати.

Тип уроку. Урок контролю та корекції знань.

Методичні поради. Одним із найважливіших завдань учителя фізики є навчити учнів розв'язувати задачі різного типу складності. Проте проконтролювати якість уміння розв'язувати задачі інколи доволі складно. У такому разі в пригоді можуть стати нетрадиційні форми і методи роботи, одним із яких є проведення залікових уроківігор. Ефективність таких уроків зросте, якщо, плануючи їхнє проведення, врахувати можливість поєднання гри з груповою формою роботи. Реалізацією такого поєднання, на нашу думку, може бути гра «КРАФ» (кращий фізик), що проводиться в кінці вивчення теми перед проведенням контрольної роботи. Опис усіх етапів гри наведено нижче, проте слід зазначити, що вона може мати інтерпретації з урахуванням особливостей класного колективу, на базі якого її буде проведено.

Якщо клас не ознайомлений із груповою формою роботи, то за кілька уроків до проведення гри його слід поділити на гетерогенні групи, в кожній із яких буде свій керівник — учень, який засвоює дану тему краще за інших. Можна доручити проводити цей поділ самим учням, вносячи потім лише деякі корективи. До складу кожної групи входитимуть 4 учні, для яких особисті стосунки не будуть перешкодою в процесі роботи над спільним завданням. Корисним також, на нашу думку, було б запропонувати учням сідати на уроках фізики групами, призначивши кожному школяреві певне робоче місце. Незадовго до проведення гри учням задається домашнє завдання у вигляді серії задач за даною темою, які вони можуть розв'язувати протягом певного часу. Кілька з цих задач позначені червоним кольором (вони є основними для даної групи), а кілька — зеленим (вони є неосновними, хоча й обов'язковими для розв'язання). Задачі, позначені для однієї групи червоним кольором, для двох інших позначаються зеленим. Таким чином, кожна задача має бути розв'язана кількома групами, а тому ймовірність того, що її не розв'яже жоден учень класу, зменшується. Відповідальність за розуміння кожним учнем групи розв'язання всіх заданих групі задач

224

покладається на керівників груп. Учитель інформує учнів про те, що на уроці-заліку, який незабаром проводитиметься у формі гри «КРАФ», будуть задачі, подібні до запропонованих, а тому кожен учень зацікавлений у тому, щоб навчитися їх розв'язувати і, в разі потреби, звернутися до керівника групи за поясненням.

Гра складається з чотирьох етапів, кожний із яких розрахований не менш як на 10 хв., тому оптимальним варіантом було б проведення її протягом спареного уроку. Напередодні проведення гри вчитель готує інформаційний лист, на якому написані прізвища учнів класу, є 7 вертикальних колонок, кожна з яких позначена вгорі відповідним номером: 1 — подача розв'язку; 2 — захист задачі; 3 — правильність розв'язання; 4 — рецензія задачі; 5 — власна задача; 6 — сума балів; 7 — оцінка за дванадцятибальною шкалою. Під час проведення гри асистент (лаборант) допомагає вчителеві вести калькуляцію балів і наклеювати папірці з позначенням кількості балів на інформаційний лист.

Хід уроку

I.етап

Гра починається із жеребкування між керівниками груп для визначення номера кожної групи. Отримавши пакети завдань (відповідно до номера групи), керівники приєднуються до учнів своєї групи і починають розв'язувати задачі. Кожний пакет містить 4 задачі, дві з яких розв'язують керівники груп (вони позначені зеленими кружечками), а інші дві (вони позначені червоними кружечками) — інші члени груп. На розв'язування всіх завдань відводиться 10 хв. Протягом цього часу кожен учень (в середньому) має розв'язати одну задачу і записати розв'язання на аркуші паперу під копіювальний папір. (Орієнтовні задачі додаються). Завірену підписом керівника групи (що свідчить про згоду останнього з розв'язанням) копію оформленої задачі учні здають учителеві й отримують свої 5 балів. Учні, які не вклалися у 10 хв., втрачають по одному балу за кожну прострочену хвилину. Учитель звіряє розв'язання зі своїм і оцінює його за п'ятибальною шкалою, проте оцінка на цьому етапі на інформаційний лист не заноситься. Під час виконання завдання в класі може звучати тиха, спокійна музика. На цьому перший етап гри «КРАФ» завершується.

II.етап

Після подання учнем розв'язання задачі він готується біля дошки до його захисту перед керівниками інших груп. Головним

225

рецензентом розв'язання в цьому разі є керівник тієї групи, що розв'язувала дві такі ж задачі, але у якої вони були контрольні й позначені червоним, а не зеленим кольором. (Для того щоб кожен рецензент міг заздалегідь знати, захист якої групи він має слухати,

номер рецензованої групи можна позначити в дужках безпосередньо на пакеті завдань, які отримують на початку гри керівники груп; в такому разі позначення 4 (5) означатиме: група № 4 рецензує групу № 5. (Див. також: табл. 1.)) Таким чином, будь-які дві задачі, позначені для однієї групи зеленим кольором, є контрольними для іншої групи. Кожна задача, що розв'язується одним членом групи, може бути перевірена керівником іншої групи. За захист задачі учень може отримати до 10 балів, а керівник групи, до якої він належить, — до 5 балів. Таким чином, кожний керівник групи на цьому етапі може отримати 10 балів лише в тому разі, якщо два члени його групи захистяться без втрати балів. Рецензент, звіряючи власне розв'язання з поданим, оцінює його. За вдалу рецензію учень (керівник групи) може отримати від 2 до 7 балів. Керівники інших груп і решта учнів класу, які до цього часу впоралися зі своїми задачами (а таких гіпотетично має бути переважна більшість), також слухають запропоноване розв'язання задачі і, за бажання, можуть висловити свою думку, внести корективи чи доповнення. Захист задачі разом із рецензією триває до 5 хв. Учням, які не братимуть участі у захисті, і, таким чином, не зможуть набрати собі в такий спосіб бали, пропонується працювати над розв'язком двох додаткових задач і подати їх у кінці уроку на оцінку вчителю. Після того як розв'язання задачі захистив кожний бажаючий, другий етап гри «КРАФ» завершується

III.етап

Квінтесенцією гри є складання учнями умови власної задачі за даною темою для розв'язування її іншими учнями класу. За вдало запропоновану задачу відповідного ступеня складності учень отримує до 20 балів.

IV. етап

Підбивання підсумків уроку і виставлення оцінок. Відповідно до кількості набраних балів учням виставляються оцінки (табл. 2).

Учень, який набрав найбільшу кількість балів, отримує звання «КРАФ» — кращий фізик класу — і заохочується (стає, наприклад,

керівником групи).

Додатки

226

Таблиця 1

Розподіл задач між групами і схема рецензування відповідей керівниками груп

Таблиця 2 Оцінювання учасників гри «КРАФ»

(годинник із секундним маятником), на поверхні Землі йде точно. Наскільки відставатиме годинник за добу, якщо його підняти на висоту 200 м над поверхнею Землі!

Розв’язання. Нехай t1 i t2 - покази годинника на висоті h = 200м і на поверхні Землі відповідно. Тоді відставання годинника за добу

пов’язані з його періодами коливань на висоті h і на поверхні Землі

227

висоті h і на поверхні Землі відповідно.

системі відліку, то період його коливань можна визначити за

a = g1 - g (1) (знак прискорення вкаже на напрям руху ліфта).

Оскільки маятник секундний (T = 1c), то його період коливань у ліфті, що рухається без прискорення (чи зберігає стан спокою),

228

g

іншого — за формулою T1 = t . Отже, маємо:

N

Останню формулу підставимо в (1):

Перевіримо найменування:

Підставивши числові значення величин, отримаємо: a ≈ −4,8 см2 .

Знак «мінус» показує, що ліфт рухався з прискоренням, напрямленим вниз.

3. На скільки відсотків потрібно змінити довжину математичного маятника, що знаходиться у вагоні, який рухається

горизонтально з прискоренням a1 = 2.4 см2 , щоб період його коливань дорівнював періоду коливань маятника, який рухається в кабіні ліфта вгору з прискоренням a = 4.2 см2 ?

Розв'язання. Нехай l ,l1 — довжини маятників, що знаходяться у кабіні ліфта і вагоні відповідно. Тоді період коливань першого

Другий маятник знаходитиметься в неінерціальній системі відліку, в якій прискорення вільного падіння g1 дорівнює сумі векторів

229

Після підстановки числових значень отримаємо: ε ≈ 28 0 0 ..

часу. Чому дорівнює найбільше значення модуля сили? В які моменти

Найменшого значення модуля сила набуває в ті моменти часу,

коли фаза її коливань дорівнює π + πn,n Î Z .. Отже, маємо: 2

wt + ϕ = π + πn . 2

Звідси

230

Підставляючи числові значення, отримаємо відповідь:

5. Амплітуда коливань математичного маятника дорівнює 5 мм, а довжина — 1 м. Як залежить зміщення кульки маятника від часу? За початок відліку прийняти: а) момент проходження нижнього положення зліва направо; б) момент проходження крайнього правого положення. Зміщення кульки вважатимемо додатним тоді, коли вона відхиляється вправо, коли ж кулька відхиляється вліво, зміщення вважатимемо від'ємним. Знайти максимальне значення модуля сили, що діє на маятник, якщо його маса дорівнює 40 г.

Розв'язання. Математичний маятник здійснює гармонічні коливання, тому зміщення кульки з часом відбуватиметься за законом синуса або косинуса, залежно від того, момент якого положення маятника прийняти за початок відліку часу. Для запису аналітичного виразу залежності x = x(t ) потрібно знати циклічну частоту коливань

Якщо за початок відліку прийняти момент проходження кулькою нижнього положення (пункт а) умови задачі), то це означає,

за початок відліку прийняти момент проходження кулькою крайнього правого положення (пункт б) умови задачі), то коливання відбуваються за законом косинуса:

x = x0 cos g t . l

Максимальне значення модуля сили, що діє на кульку, обчислимо за формулою:

231

Перевіримо найменування:[Fmax ] = кг × с2м× м м = кг × см2 = Н..

Підставляючи числові значення у розрахункові формули,

отримуємо: а) x = 5 ×10−3 sin(3.13t ); б) x = 5 ×10−3 cos(3.13t )

Fmax = 4 ×10−3 ×9.8 ×5 ×10−3 = 20 ×10−5 ×9.8 = 2 ×10−3 H = 2мН.

6. Циклічна частота вільних коливань осцилятора дорівнює w.

Протягом якого найменшого часу максимальна кінетична енергія осцилятора зменшиться удвічі?

Розв'язання. Кінетична енергія осцилятора періодично змінюється з часом відповідно до швидкості тіла, що коливається.

кінетична енергія осцилятора протягом деякого шуканого часу t

коливатимуться під дією поштовхів коліс на стиках рейок? Довжина рейок дорівнює l , навантаження на ресори — F , ресора прогинається на h за навантаження F1 .

232