Рязанцева В.А. Методика проведения лабораторной работы «Измерение удельной теплоемкости вещества в 8 и 10 классе» с использованием цифровой лаборатории «Архимед»
Библиографическое описание:
Рязанцева В.А. Методика проведения лабораторной работы «Измерение удельной теплоемкости вещества в 8 и 10 классе» с использованием цифровой лаборатории «Архимед» // Образовательный альманах. 2023. № 6 (68). Часть 2. URL: https://f.almanah.su/2023/68-2.pdf.
Цель: показать возможности использования цифровой лаборатории “Архимед” при проведении лабораторных работ на примере 8 и 10 класса.
Задачи:
· познакомить с результатами апробации экспериментов, предложенных авторами цифровой лаборатории и разработанных самостоятельно;
· сравнить организацию лабораторных и практических работ в среднем и старшем звене общеобразовательных классов.
Необходимое оборудование:
· Типовой школьный ПК (оперативная память – не менее 256 Мб, программные требования: MS Office PowerPoint 2007, MS Office Word 2007);
· Интерактивная доска (или проектор, экран);
· Программное обеспечение MultiLab;
· Цифровая лаборатория Архимед, мультидатчик ФИЗИКА.
Цифровые технологии все больше входят в нашу жизнь. Характерным становиться появление в образовании принципиально новых информационных средств, которые могут повлиять на цели, содержание, методы и организационные формы обучения.
Дети по своей природе исследователи, с радостью и увлечением открывающие для себя окружающий мир. Им интересно всё. Поддерживать стремление ребенка к самостоятельной деятельности, способствовать развитию интереса к экспериментированию, создавать условия для исследовательской деятельности – вот, прежде всего, задачи, которые ставит перед собой учитель и школа сегодня.
Цифровые лаборатории в нашей стране стали активно применяться не так давно, в образовательные учреждения нашего района они только поступают, в практике моей работы активно используются на протяжении двух лет.
Использование цифровой лаборатории нацелено на:
· повышение уровня мотивации и познавательной активности учащихся;
· формирование готовности учащихся использовать свои знания в реальных жизненных ситуациях;
· интеллектуальное развитие и саморазвитие одаренных детей в ИКТ –насыщенной среде;
· изменение способов взаимодействия межу школьниками и педагогами в ходе совместной урочной и внеурочной деятельности.
Преимущества работы с цифровой лабораторией
Для учителя:
· сокращение времени на подготовку и проведение лабораторных работ;
· расширение спектра лабораторных и практических работ;
· возможность разработки авторских проектов лабораторных работ и демонстрационных экспериментов.
Для ученика:
· раскрытие творческого потенциала в рамках урока и в исследовательской деятельности;
· возможность повышения уровня знаний в ходе экспериментальной исследовательской работы.
Неоспоримые достоинства цифровой лаборатории:
· получение данных недоступных для фиксации в других учебных экспериментах;
Факты, ограничивающие позитивный эффект при использовании цифровой лаборатории:
· гигиенические требования;
· опасность подавления межличностного общения;
· снижение роли устной и письменной речи (преобладает звук и изображение, минимум речевых высказываний, формулировок выводов);
· опасность снижения уровня социализации (минимум пребывания среди других людей и общения с ними);
· возрастные особенности учащихся (познавательные способности, связанные с обработкой информации, представленные в различном виде, для подростков являются ограниченными).
Сейчас я расскажу, как я попыталась решить эти проблемы при проведении лабораторной работы «Измерение удельной теплоемкости вещества»
Эту лабораторную работу мы проводим в 8 классе и как практикум в 10 классе.
Цель этой работы: научиться измерять удельную теплоемкость вещества и сравнить её с табличным значением. Это основная цель, но я еще ставлю одну задачу, показать ребятам, что как бы они не измеряли температуру, с помощью термометра или с помощью цифровой лаборатории, результат должен получиться приблизительно один.
Дети измеряют с помощью термометра, я им помогаю измерить с помощью мультидатчика температура лаборатории. Сравниваем показания обычного термометра и цифрового, делаем расчеты, сравниваем с табличным значение и делаем вывод.
Главная задача в 8 классе - это правильно снять показания, сделать расчеты и вычислить значение удельной теплоёмкости вещества
В 10 классе задача перед учащимися усложняется, они самостоятельно должны подключить лабораторию, выбрать датчик, сделать калибровку, провести измерения температуры, показать учителю полученные измерения в виде графика, таблицы, графика и таблицы, в виде показаний прибора. Если ребенок не справляется, то учитель помогает и только потом уже делаются все вычисления. Инструкция по измерению температуры находится на рабочем столе.
Инструкция по выполнению лабораторной работы
«Измерение удельной теплоёмкости вещества».
Цель работы: сравнить количество теплоты, полученное холодной водой, с количеством теплоты, отданным горячей водой в процессе теплообмена при их смешивании.
Приборы и материалы: калориметр, измерительный цилиндр, стакан химический, горячая и холодная вода, термометр и мультидатчик ФИЗИКА.
оборудование
8 класс:
· Прежде чем выполнять работу ответь на вопрос: значения каких величин нужно знать, чтобы вычислить удельную теплоемкость вещества.
· Составь план выполнения работы, если испытываешь затруднения обратись к учебнику.
· Сравни значения температуры измеренной обычным термометром со значение температуры, измеренной с помощью мультидатчика, данные занеси в таблицу1.
10 класс:
· Выслушай объяснение учителя, как измерить температуру, используя регистратор данных, если будешь испытывать затруднения, посмотри инструкцию на рабочем столе.
· Запусти приложение INTlab.
· Подключи датчик температуры мультидатчика ФИЗИКА.
· Параметры измерений: частота-10 измерений в секунд, длительность- 500 замеров
· Сделай пробный замер. Убедись, что на экране отображается вся необходимая информация.
Ход эксперимента:
1. Измерь объём холодной воды V1,и вычисли ее массу m1.
2. Измерь массу тела с помощью весов m2.
3. Измерь начальную температуру воды t1.
4. Опусти тело в горячую воду и измерь температуру тела t2.
5. Перемести тело в холодную воду и измерь температуру воды и тела t.
6. Данные занеси в таблицу 1.
Общий блок.
Сравни значения температуры измеренной обычным термометром со значение температуры, измеренной с помощью мультидатчика, данные занеси в таблицу1.
Таблица 1.
Выполни остальные необходимые измерения и данные занеси в таблицу 2.
Таблица 2
· Вычисли удельную теплоемкость c2 вещества, из которого сделано металлическое тело, используя значения температуры, измеренной обычным термометром.
· Вычисли удельную теплоемкость c2 вещества, из которого сделано металлическое тело, используя значения температуры, измеренной мультидатчиком.
· Данные занеси в таблицу 2.
· Сравни полученный результат с табличными значениями удельной теплоемкости веществ. Определить из какого вещества изготовлено тело, удельную теплоёмкость которого измерили.
Обработка и анализ результатов
8 класс.
1. Отличаются ли показания термометров. (Таблица 1)
2. Как повлияло это различие на значение вычисленной удельной теплоёмкости.
10 класс.
3. Рассмотри графики (рис.1 и рис. 2). Объясни форму графиков.
4. Объясните почему после выравнивания температура продолжает изменяться? До каких пор будет изменяться температура? (пока не придёт в тепловое равновесие с внешней средой)
5. Отличаются ли показания термометров (таблица 1).
6. Как повлияло это различие на значение удельной теплоёмкости вещества.
Рисунок 1. Начальная температура воды
Рисунок 2. Начальная температура тела.
Рисунок 3. Температура воды и тела.
Библиографический список
1. Архимед цифровая лаборатория ФИЗИКА. Лабораторные работы. Москва 2021.
2. Физика 2 кл.: Учебник для общеобразовательных учебныхзаведений. Пурышева Н.С.– М.: Дрофа, 2015 г.
3. Пурышева Н.С. Физика. 8 класс: рабочая тетрадь / Н.С. Пурышева, Н.Е. Важеевская. М.: Дрофа,2022
4. Ханнанов Н.К., Федорова Ю.В., Панфилова А.Ю., Казанская А.Я., Шаронова Н.В Компьютер в системе школьного практикума по физике. Книга для учителя. Фирма “1С”. 2007.
5. Ю. В. Федорова, А. Я. Казанская, А. Ю. Панфилова, Н. В. Шаронова, Лабораторный практикум по физике с применением цифровых лабораторий. Книга для учителя. Москва “Бином”. 2012.