В рамках реализации проекта «Уральская инженерная школа» в МАОУ СОШ №76 было принято решение использовать на уроках физики не только традиционный набор лабораторного оборудования, но и постепенно перейти на использование «Цифровой лаборатории по физике». Данный набор лабораторного оборудования представляет собой несколько комплектов, в каждый из которых входят цифровые датчики.
В ходе проведения экспериментов с помощью лабораторного оборудования дети учатся читать графики регистрации и оценивать корректность полученных. На завершающих этапах все учащиеся должны сделать выводы, к которым они пришли в результате проделанных работ, и сформировать электронный отчёт.
Таким образом, каждая лабораторная работа по физике способствует формированию у учащихся основных метапредметных компетенций, в том числе: умение планировать свою деятельность, умение работать в коллективе и коммутативные навыки (в случае работы в парах) и наконец, компьютерные компетенции.
Мой собственный опыт внедрения цифровой лаборатории состоял в проведении ряда лабораторных работ в восьмых и девятых классах.
В восьмых классах были проведены работы по теме «Измерение работы и мощности электрического тока в лампе». План работы был взят из учебника Пёрышкина «Физика 8». Амперметр и вольтметр были заменены на цифровые датчики напряжения и силы тока. Показания датчиков выводились на экран нетбука, а так же сохранялись в памяти в виде таблицы вида «Время-значение». Используя эти значения а так же замерив время в течение которого ток шел по цепи, они выполнили все необходимые расчёты по формулам для мощности тока P=U*I и для работы тока A=P*t.
В девятых классах были проведены работы по теме «Изучение явления электромагнитной индукции». В математическом классе план работ был взят из учебника Пёрышкина «Физика 9». Учащиеся собирали цепь по указанной в учебнике схеме, амперметр и вольтметр были заменены на цифровые датчики магнитного поля (магнитной индукции), силы тока и напряжения. При быстром изменении магнитного потока через катушку, к которой был подключен цифровой датчик напряжения, вследствие её ускоренного движения в магнитном поле электромагнита, на графике был зафиксирован максимальный скачок напряжения. При замедленном её движении напряжение возрастало плавно и не достигло максимального значения. Уменьшив силу тока в цепи электромагнита, учащиеся повторили эксперимент – напряжение на графике так же сильнее возрастало при ускоренном движении катушки, но не достигло прежнего максимального значения (зафиксированного до уменьшения силы тока) вследствие ослабления магнитного поля электромагнита (зафиксированного датчиком магнитной индукции). На основании полученных данных, учащиеся сделали необходимые выводы о влиянии величины и скорости изменения магнитного потока, проходящего через катушку на характеристики индукционного тока в ней возникающего и занесли их в отчёт о проделанной работе подкрепив эти выводы показаниями соответствующих датчиков (были использованы максимальные значения из таблиц «Время-значение» сформированных приложением на каждом этапе эксперимента). В остальных девятых классах эта работа проводилась по плану из руководства пользователя цифровой лаборатории. Через катушку был продет стеклянный цилиндр, в котором находился постоянный магнит. Роняя её с разной высоты, учащиеся видели на графике соответствующие набранной скорости скачки напряжения. Используя показания датчика напряжения, они сделали в отчётах о проделанной работе соответствующие выводы о влиянии скорости изменения магнитного потока на характеристики индукционного тока в ней.
Подводя итог, хочу сказать, что мой опыт проведения лабораторных работ с использованием «Цифровой лаборатории» оказался успешным.
Во-первых, цели по формированию у учащихся компьютерных компетенций в данной сфере (физический эксперимент) достаточно легко достигаются, не в последнюю очередь благодаря их повышенному интересу к проведению работ в такой форме по сравнению с традиционной.
Во-вторых, наглядность данных представленных в виде графиков и таблиц на экране компьютера позволяет им легче и быстрее прийти к выводам о взаимосвязи соответствующих физических величин, что очевидно способствует развитию инженерного мышления. Наконец возможность комбинировать цифровое и традиционное оборудование делает «переход к цифре» плавным и не вызывающим затруднений.
