Лабораторный практикум по физике на основе цифрового измерительного комплекса и графического калькулятора Casio FX-9860GII. Выпуск 1
Авторы: И.Е. Вострокнутов, Г.Г. Никифоров, Н.С. Никитина и др.; под ред. И.Е. Вострокнутова, Г.Г. Никифорова
В настоящее время разработка профильного оборудования и методики проведения лабораторного практикума для профильного уровня физики – одна из актуальных проблем. Это связано с тем, что в программах профильного уровня выделено значительное время (по 20 часов в 10 и 11 классах) на проведение практикума, однако ни тематика, ни оборудование не определены.
В данном сборнике приведено описание более 10 работ по электродинамике на базе современного цифрового измерительного комплекса и графического калькулятора Casio FX-9860GII. Сборник предназначен для учителей физики профильных классов.
Методическое пособие может быть использовано для работы с графическими калькуляторами Casio FX-9860GIII, FX-CG50, FX-CP400 в составе цифрового измерительного комплекса.
Вступление автора
В данном выпуске рассмотрено проведение работ практикума по электродинамике с применением цифровой лаборатории CLab и графического калькулятора Casio FX-9860GII. Выпуск состоит из трех разделов. В первом из них на примере исследования электрических цепей RC и RL, подключенных к источнику постоянного тока, представлены основные принципы работы цифровой лаборатории Clab и режимы работы графического калькулятора Casio FX-9860GII.
Описание исследований в первом разделе составлено максимально подробно с использованием конкретных экспериментальных результатов. Цель такой формы состоит в том, чтобы учитель получил возможность освоить технологию работы с измерительным комплексом CLab – графический калькулятор Casio FX-9860GII и составить инструкцию для учащихся в соответствии с реализуемыми в образовательном учреждении профилем и уровнем изучения физики.
Приведенные материалы показывают, что измерительный комплекс CLab - Casio FX-9860GII не только на равных конкурирует с измерительными комплексами на базе компьютера, но и имеет целый ряд преимуществ: не требует программирования, работает без сценариев, позволяет построить любую функцию по результатам измерений, снимает проблему организации вычислений.
В связи с тем, что стандарт по физике второго поколения требует формирования у учащихся умений по постановке целей исследования, целесообразно составлять инструкции двух уровней (см. газету "Физика" издательства "Первое сентября" № 16, 2009 г., статьи Г.Г. Никифорова и др. и Н.В. Андреевой). Первый уровень - это подробная пошаговая инструкция, второй уровень дает возможность ученику на материале первого уровня самостоятельно выдвинуть цель исследования и разработать способ его выполнения.
Математический аппарат, используемый в материалах, не выходит за рамки курса "Алгебра и начала анализа".
Во втором разделе представлены разработки учителей из городов Рыбинска, Ярославля и Хабаровского края, которые активно участвуют в проекте Casio "Школьный калькулятор". В этом разделе описаны опыты с использованием цифровой лаборатории EA-200, которая является прототипом Clab. Clab полностью соответствует EA-200, но только намного компактнее и удобнее в работе. Мы сознательно не вносили коррективы из уважения к авторскому праву учителей, которые одними из первых освоили нашу лабораторию.
Принципы работы комплекса описаны в третьем разделе.
В настоящее время разработка оборудования и методики проведения лабораторного практикума для профильного уровня изучения физики - одна из актуальных проблем. Это связано с тем, что в программах профильного уровня выделено значительное время (по 20 часов в 10 и 11 классах) на проведение практикума, однако ни тематика, ни оборудование не определены. В настоящем сборнике приведено подробное описание более 10 работ по электродинамике на базе современного цифрового измерительного комплекса CLab – графического калькулятора Casio FX-9860GII. Сборник предназначен для учителей физики профильных классов.
И.Е. Вострокнутов, д.п.н., профессор, научный руководитель образовательных программ CASIO в РФ и странах СНГ
Оглавление
Введение
РАЗДЕЛ 1. Технология и методика использования цифрового измерительного комплекса CLab — fx-9860GI I в практикуме по электродинамике. Примеры разноуровневых инструкций
- Исследование разрядки конденсатора
- Исследование зарядки конденсатора, подключенного через резистор к источнику постоянного напряжения
- Исследование изменения силы тока в электрической цепи с индуктивностью и оценка динамической индуктивности первичной катушки трансформатора ВУ-4М (ВУ-4)
РАЗДЕЛ 2. Разработки учителей - участников научно-методического проекта "Школьный калькулятор"
- Измерение напряжения на различных участках электрической цепи
- Измерение мощности электрической лампы
- Измерение энергии заряженного конденсатора
- Изучение последовательного соединения проводников
- Изучение последовательного и параллельного соединения проводников
- Изучение преобразования энергии в электрической цепи
- Измерение ЭДС и внутреннего сопротивления источника тока
- Определение ЭДС и внутреннего сопротивления источника тока графическим методом
