Конспект занятия на исследовательскую деятельность по физике: «Изучение на компьютере зависимости сопротивления проводника от его длины и от площади поперечного сечения».
Цели занятия:
1. Учебная — изучение приемов моделирования физических законов в электронных таблицах.
2. Воспитательная — воспитание любви к исследовательской работе.
3. Развивающая — развитие логического мышления, расширение кругозора.
Оборудование: Компьютеры, оснащенные программой Microsoft Excel, мультимедийный проектор, экран, учебники физики 8-го и 10-го классов.
План занятия:
I. Организационные мероприятия.
а) Сообщается тема занятия. Формулируются цели и задачи занятия;
б) обобщение знаний об электронных таблицах Microsoft Excel.
II. Основная часть:
Изложение материала занятия и демонстрация практической части проводится на компьютере с использованием мультимедийного проектора и экрана. Учащиеся совместно с преподавателем выполняют задания на своих компьютерах.
1. Понятие сопротивления материалов. Зависимость сопротивления металлов от различных параметров.
2. Изучение формулы, по которой вычисляется сопротивление металлического проводника. Построение информационной модели.
3. Запись информационной модели в электронных таблицах — зависимость сопротивления от длины проводника.
4. Компьютерный эксперимент — запуск прикладной программы Excel на выявление зависимости сопротивления от длины проводника и получение результатов.
5. Запись информационной модели в электронных таблицах — зависимость сопротивления от площади поперечного сечения проводника.
6. Компьютерный эксперимент — запуск прикладной программы Excel на выявление зависимости сопротивления от площади поперечного сечения и получение результатов.
7. Анализ результатов и корректировка модели.
8. Проведение эксперимента с новыми входными данными (удельное сопротивление материала).
III.Подведение итогов:
1. Рефлексия.
2. Анализ работ учащихся. Корректировка работ.
3. Выводы.
Ход занятия:
I. Организационные мероприятия:
а) Сообщается тема занятия. Формулируются цели и задачи занятия;
б) обобщение знаний об электронных таблицах Microsoft Excel.
Электронные таблицы EXCEL служат для обработки числовой информации, представленной в виде таблицы, сохранении таблиц на дисках, для вывода документа на печать.
Рабочее поле электронных таблиц разделено линиями по вертикали на столбцы (обозначаются латинскими буквами A, B, C, D … IV, всего их 256), а по горизонтали на строки (обозначаются числами 1,2,3…65 536).
Пересечение строк и столбцов образует клетки, называемые ячейками таблицы. Каждая ячейка имеет свой адрес, состоящий из имени столбца и номера строки.
В любую ячейку можно ввести: число, текст, формулу. В ячейку нельзя ввести рисунок, звук.
Формула — это выражение, состоящее из операндов, соединенных знаками операций. Формула должна начинаться со знака =(равно).
Возможности электронной таблицы:
— ввод и редактирование данных;
— вычисления по формулам;
— форматирование таблиц;
— построение графиков и диаграмм;
— сортировка данных;
— работа как с базой данных;
вывод на печать и пр.
II.Основная часть.
1.Электрическое сопротивление — физическая величина. Обозначается оно буквой R. За единицу сопротивления принимают 1 Ом — сопротивление такого проводника, при котором при напряжении на концах 1 вольт сила тока равна 1 амперу: 1Ом=1В/1А.
Каждый проводник как бы противодействует электрическому току, оказывая ему сопротивление. В чем причина сопротивления? Причиной сопротивления является взаимодействие движущихся электронов с ионами кристаллической решетки. Разные проводники обладают различными сопротивлениями из-за различия в строении их кристаллической решетки, из-за длины и площади поперечного сечения.
2. Сопротивление проводника вычисляется по формуле R=ρl/S, где ρ-удельное сопротивление материала проводника, l — длина проводника, S — площадь поперечного сечения.
3. Запись 1-й информационной модели в электронную таблицу: В первой строке таблиц записываем названия столбцов: удельное сопротивление материала, площадь поперечного сечения, длина проводника, сопротивление материала. В столбец А записываем удельное сопротивление материала (постоянная величина для всех строк). В столбец В задаем площадь поперечного сечения (постоянная величина для всех строк ). В столбец С задаем длину проводника (в порядке возрастания с определенным шагом). В столбец D вводим формулу для вычисления сопротивления проводника R=ρl/S. Формулу протягиваем до конца вниз. Учащиеся самостоятельно проделывают эти задания.
4. Компьютерный эксперимент: после ввода данных и записи формулы в необходимые ячейки, мы увидим процесс автоматического вычисления в электронной таблице — будут вычислены значения сопротивления материала при различных длинах проводника и при постоянной площади сечения.. Учащиеся практически выполняют это задание.
5. Запись 2-й информационной модели в электронную таблицу: В первой строке таблиц записываем названия столбцов: удельное сопротивление материала, площадь поперечного сечения, длина проводника, сопротивление материала. В столбец А записываем удельное сопротивление материала (постоянная величина для всех строк). В столбец В задаем площадь поперечного сечения (в порядке возрастания с определенным шагом). В столбец С задаем длину проводника (постоянная величина для всех строк). В столбец D вводим формулу для вычисления сопротивления проводника R=ρl/S. Формулу протягиваем до конца вниз. Учащиеся самостоятельно проделывают эти задания.
6. Компьютерный эксперимент: после ввода данных и записи формулы в необходимые ячейки, мы увидим процесс автоматического вычисления в электронной таблице — будут вычислены значения сопротивления материала при различных значениях площади поперечного сечения и при постоянной длине проводника. Учащиеся практически выполняют это задание.
7. Мы анализируем полученный результат. Эксперимент покажет значения сопротивления проводника при каждой необходимой длине или при каждом необходимом значении площади поперечного сечения проводника при постоянном значении остальных параметров. Мы можем задать другой диапазон или другой шаг изменяемых данных и повторить эксперимент.
8. Изменяя удельное сопротивление проводника (взяв другой материал), мы также можем повторить эксперимент. Результаты будут уже другие. Так мы можем изучить зависимость сопротивления проводников от их длины и площади поперечного сечения.
III. Подведение итогов.
1. Рефлексия.
Ребята, что вам понравилось и что не понравилось на занятии? Что нового вы узнали на этом занятии? Что вы дополнительно еще бы хотели сделать? Какие задания вам показались особенно интересными? Как вы себя оцениваете свою работу на занятии?
Краткие итоги.
2. Коротко подводится итог занятия.
Напоминаются цели и задачи занятия, сообщается то, что было достигнуто, как учащиеся справились с заданиями, как усвоили материал, какие были трудности, ошибки и что необходимо учесть в будущем. Отмечаются фамилии особо отличившихся учащихся.
3. Выводы.
а) электрическое сопротивление материалов зависит от различных параметров;
б) электронные таблиц можно широко использовать в моделировании физических законов.
Автор: Валиев Гафур Вафирович
Должность: учитель математики и физики
Место работы: МБОУ СОШ села Макарово Ишимбайского района Республики Башкортостан
Месторасположение: село Макарово, Ишимбайский район, Республика Башкортостан
Дата изменения: 12.01.2015
Дата публикации: 12.01.2015