Физика в сельском хозяйстве
Дмитрий12/2/2007 12:02:54
Автор: Вялых А.Т. Волосово МОУ СОШ №1
Цель курса:
Целью данного курса является расширение кругозора школьников, приобщение учащихся к сельскохозяйственному производству на основе осуществления тесной связи изучения физики с практической жизнью, создание ориентационной и мотивационной основы для осознанного выбора профиля обучения.
Возраст слушателей курса:
Предполагаемый курс рассчитан на школьников 9-х классов, изучивших темы: «Электрические и электромагнитные явления».
Основные задачи курса:
- удовлетворение и развитие интереса, склонностей и способностей школьников, приобщение учащихся к сельскохозяйственному производству на основе осуществления тесной связи изучения физики с практической жизнью.;
- формирование у школьников профессиональных намерений для выбора сельскохозяйственных профессий.
- развитие познавательных интересов, интеллектуальных и творческих способностей учащихся в процессе практического применения ЗУН по физике, самостоятельного приобретения знаний с использованием различных источников информации;
- владение навыками проектной деятельности, конструирования.
-
Элективный курс имеет прикладную направленность. Его содержание тесно связано с основным курсом физики. Изучение прикладных вопросов физики позволяет учащимся применять физические явления, законы для объяснения устройства, физического принципа работы конкретных объектов реальной жизни, в частности сельскохозяйственного производства. При этом усиливается практическая направленность изучения физики, углубляются знания материала основного и прикладного содержания курса.
Выбор прикладных вопросов курса физики основывается на следующих принципах:
- тесной связи изучаемых на занятиях элективного курса прикладных вопросов с материалом основного курса и опоры на него;
- направленности элективного курса на выполнение социального заказа общества по подготовке учащихся к труду, их ориентации на сельскохозяйственные профессии;
- ориентации содержания прикладных вопросов, изучаемых на занятиях элективного курса, и их обобщения на важнейшие направления механизации и автоматизации сельскохозяйственного производства;
- вариативности содержания лабораторных заданий и объектов экскурсий с учетом производственного окружения сельской школы, материальной базы кабинета физики;
- комплексного использования при проведении лабораторных и практических работ типового оборудования кабинета физики, самодельных приборов и моделей установок, образцов машин и оборудования сельскохозяйственного производства.
Структура программы элективного курса предусматривает возможность дифференцированной работы с учащимися.
С этой целью она содержит следующие блоки:
- Лабораторно – практические работы по разным темам курса. При проведении практических работ учащиеся изучают важнейшие практические приложения физики, связанные с современным сельскохозяйственным производством
- Комплексные, исследовательские и конструкторские задания, в процессе выполнения которых ученики могут принимать посильное участие в общей работе, используя разделение труда
- Комплексные и межпредметные экскурсии на объекты сельскохозяйственного производства, при проведении которых учащиеся могут не только проводить изучение разных установок, но и выполнять экспериментальные исследования непосредственно на объектах экскурсий.Перед проведением комплексной экскурсии участники элективного курса получают задания, соответствующие разделам курса физики.
- Составление и решение задач с производственно – техническим содержанием, которое способствует сознательному усвоению учащимися прикладного материала, расширяет их политехнический кругозор, создает условия для профессиональной ориентации школьников
- Семинарские занятия, на которых обсуждаются результаты самостоятельных исследований учащихся, прикладные и экологические аспекты изученных разделов предмета, подводятся итоги индивидуальной деятельности учащихся при выполнении лабораторных заданий, проведении экскурсий, составлении и решении задач с производственным содержанием, конструировании моделей технических установок и технологических объектов.
Эффективное сочетание индивидуальной и коллективной работы учащихся на занятиях элективного курса обеспечивается методом комплексно – коллективных исследований, который сводится к расчленению сложного задания на несколько простых. Разные ученики или группы учеников одновременно выполняют простые задания, а затем полученные ими результаты коллективно обсуждаются для выполнения общего задания.
Ожидаемыми результатами данного курса являются:
- получение представления важности значения физических знаний в различных сферах деятельности человечества;
- сознательное самоопределение ученика относительно профиля дальнейшего обучения;
- развитие познавательных интересов, конструкторских способностей;
- умение обсуждать результаты эксперимента, участвовать в дискуссии.
Учебно-тематический план.
№ | Кол-во часов | Лекции | Практика | Семинары | |
---|---|---|---|---|---|
1 | Применение электрической энергии в сельском хозяйстве | 4 | 1 | 2 | 1 |
2 | Аккумуляторы | 2 | 1 | 1 | |
3 | Магнитное действие электрического тока в элементах автоматики | 3 | 1 | 1 | 1 |
4 | Проводники и полупроводники в элементах автоматики | 3 | 1 | 1 | |
5 | Экскурсии | 2 | |||
6 | Оформление проектной документации | 1 | 1 | ||
7 | Итоговая конференция: защиты проекта | 2 | 2 |
Электрические явления (17 ч)
Применение электрической энергии в сельском хозяйстве.4 ч.
Электроподогрев, электропривод, электрическое освещение. Мощность и работа электрического тока.
Демонстрации: Электрический кипятильник, электрогрелка, электрообогревательные коврики, применяемые в животноводческих помещениях и.т.д
Лабораторные работы
- определение эффективности установки с электрическим нагревателем;
- определение мощности, потребляемой лампочкой;
- сборка и испытание модели электрического двигателя постоянного тока.
Аккумуляторы 2ч.
Демонстрации Принцип действия гальванического элемента и аккумулятора. Соединение элементов в батареи. Лабораторные работы
- Знакомство с гальваническим элементом
- Знакомство с действием аккумулятора
Магнитное действие электричество тока в элементах автоматики. 3ч.
Электромагниты.Электромагнитное реле. Демонстрации
- электромагнит;
- электромагнитное реле;
- электромагнитные пускатели;
- фотореле;
- действие магнитного сепаратора, электродвигатели
Лабораторные работы:
- Сборка электромагнита и испытание его действия
- Сборка и испытание электромагнитного реле
Проводники и полупроводники в элементах автоматики 3ч.
Зависимость сопротивления проводника от температуры. Термисторы. Фоторезисторы. Полупроводниковые диоды, триоды. Демонстрации :
- зависимость сопротивления проводника от температуры;
- фотореле;
- термореле;
- односторонняя проводимость диода;
- полупроводниковый триод усилитель
Лабораторные работы:
- Градуировка полупроводникового термистора в качестве датчика температуры
- Снятие вольтамперной характеристики диода
Экскурсии (2ч)
В механизированный парк совхоза: изучение устройства и принципа действия аккумуляторов, используемых в сельскохозяйственном производстве; ознакомление с системой электрооборудования автомобиля. На животноводческую ферму: ознакомление с устройством и принципом работы электрического водонагревателя, определение электрического тока и стоимости электроэнергии. В полеводческую бригаду: сушка стогов сена и соломы с помощью принудительного вентилирования.
Экскурсия на электрифицированную животноводческую ферму.
Цель экскурсии: углубить и конкретизировать знания учащихся о превращениях электрической энергии в другие виды энергии; познакомить с основными способами использования электрической энергии в животноводчестве и средствами автоматического контроля и регулирования целого ряда процессов.
Подготовка учащихся к экскурсии. На уроке, предшествующем проведению экскурсии, повторяют следующие вопросы:
Какие явления сопровождают прохождение электрического тока по проводникам?
В какие виды энергии превращается электрическая энергия?
Каково условие преобразования электрической энергии в механическую?
Как практически это осуществляется?
В чем заключается преимущество электрической энергии перед другими видами энергии?Cообщив цели и задачи экскурсии, учащимся предлагают записать вопросы, ответы на которые нужно получить в ходе экскурсии.Дают также индивидуальные задания.
Вопросы для всего класса:
- Основные способы применения электричества в сельском хозяйстве?
- Как в животноводчестве используют электродвигатели?
- Как в сельском хозяйстве используют тепловое действие тока?
- Какова роль электрического освещения в животноводчестве?
Индивидуальные задания:
- Объяснить устройство и действие электрической водокачки.
- Познакомиться с работой электродоильного аппарата, указать его основные части и их назначение, объяснить действие доильного стакана.
План экскурсии:
- Вступительная беседа об основных способах использования электроэнергии в животноводчестве (10-15мин.)
- Знакомство с применением электропривода в животноводчестве (электроводокачка, электродойка, электрический привод кормообрабатывающих машин) (10-15 мин.)
- Знакомство с установками, основанными на тепловом действии тока (кормозапарники, электрические кипятильники) (10-15 мин.)
- Электрическое освещение на животноводческих фермах (10-12 мин.)
- Самостоятельная работа по выполнению индивидуальных заданий (10-15 мин.)
Оформление проектной документации . 1ч.
Итоговая конференция: защита проекта.2ч.
Исследовательские и конструкторские задания.
Примерный перечень тем проектной деятельности учащихся
- Задание 1.
«Конструирование модели парника с электрообогревателем почвы, терморегулятором»
- Задание 2.
«Сконструируйте и изготовьте электромагнитное устройство, при помощи которого можно было бы извлекать мелкие железные предметы со дна резервуара с жидкостью, не замочив при этом руки»
- Задание 3.
«Придумайте и изготовьте модель пожарной сигнализации. Это значит, что при возникновении пожара в складском помещении в конторке сторожа должен зазвонить звонок и одновременно загореться сигнальная лампочка.»
- Задание 4.
«Сконструируйте модель сушки стогов сена и соломы с помощью принудительного вентилирования.»
- Задание 5.
«Обдумайте, от чего зависит сила притяжения электромагнита. Подтвердите опытом»
- Задание 6.
«Придумайте и проделайте опыт, при помощи которого можно продемонстрировать удлинение тонкой проволоки при нагревании ее электрическим током»
- Задание 7.
«Сконструируйте действующую модель инкубатора»»
- Задание 10.
«Придумайте опыт, с помощью которого можно обнаружить магнитное поле тока, протекающего в жидком проводнике (электролите)»
- Задание 11.
«Придумайте и изготовьте электромагнитное устройство, автоматически размыкающее электрическую цепь тогда, когда сила тока в ней достигает предельной величины, например 2 А. (Такие устройства, называемые реле максимального тока, широко используют на практике для предохранения электрических цепей от перегрузок).»
- Задание 12.
«Сконструируйте действующую модель автоматического регулирования уровня жидкости»
- Задание 13.
«Используя термосопротивление, придумайте устройство (реле времени), позволяющие включать электрическую лампу через определенный промежуток времени после подачи сигнала. Начертите схему устройства»
- Задание 13.
«Изучите принцип работы электрической зажигалки»
- Задание 14.
«Изготовьте модель автомата пожарной сигнализации»
- Задание 15.
Сконструируйте и изготовьте действующую модель электрического устройства, при помощи которого можно очищать немагнитные сыпучие тела (песок, соль, зерно и.т.д от мелких железных предметов (например, железных опилок).
Домашние экспериментальные задания
- Задание 1.
Разрежьте сырую картофелину пополам и в одну из половинок на расстоянии 1-2 см. воткните иголки. Иголки подсоедините к полюсам гальванического элемента. Понаблюдайте за изменением цвета картофеля вблизи электродов (катода и анода). Можно ли с помощью этого метода выявить наличие нитратов в картофеле? Каков тип проводимости здесь имеет место?*Задание 2. На баллоне лампы накаливания написано: 60 Вт, 220 В. По этим параметрам определите сопротивление спирали лампы в рабочем состоянии. Рассчитайте длину лампы, если известно, что она изготовлена из вольфрамовой проволоки диаметром 0,68 мм.
- Задание 3.
Запишите по паспорту мощность домашнего электрического чайника (электрокипятильника). Определите количество теплоты, выделяемое за время t=15 мин., а также стоимость потребляемой энергии за это время.
- Задание 4.
Что будет наблюдаться, если к двум рядом висящим швейным иглам поднести полюс магнита? Ответ объясните и проверьте на опыте.
- Задание 5.
Поднесите компас вначале ко дну, а затем к верхней части железного ведра (кастрюли), стоящего на земле. У дна стрелка компаса поворачивается южным полюсом к ведру, а в верхней части – северным. Проверьте это явление и объясните его. Примерные критерии для выставления итогового зачета ученику по всему элективному курсу:
- выполнение не менее половины лабораторных работ;
- выполнение не менее одного экспериментального задания исследовательского или конструкторского типа;
- активное участие в подготовке и проведении семинаров, дискуссий, конкурсов
Литература:
- М.Я. Куприн «Физика в сельском хозяйстве»
- В.Г. Разумовская «Развитие творческих способностей учащихся» М. «Просвещение», 1975 г.
- А.В. Усова и Н.С. Антропова Связь преподавания физики в школе с сельскохозяйственным производством, М. «Просвещение», 1976 г.
- Проблемное обучение физике в средней школе
- И.Г.Антипин Экспериментальные задачи по физике М. «Просвещение», 1974
- А.Г. Глазунов Техника в курсе физики средней школы
- И.М. Низманов. Задачи по физике с техническим содержанием
- Алгин Б.Е. Кружок электронной автоматики. – М.: Просвещение, 1990
- Богатырев А.Н. Радиоэлектроника, автоматика и элементы ЭВМ. – М.: Просвещение, 1990
- Кабардин О.Ф. Факультативный курс физики. – 9-й кл. – М.: Просвещение,1986
- Низамов И.М. Задачи по физики с техническим содержанием. – М: Просвещение, 1980
- Орлов В.А. Курс прикладной физики на основе с/х производства. – М.: просвещение, 1985
- Резник З.М. Прикладная физика. – М.: Просвещение, 1982
- Фронтальные лабораторные занятия по физике. М Просвещение 1974
- Физический эксперимент в школе. – М.: Просвещение, 1981
- Шленцинг К. Самодельные электронные устройства в быту. – М.: ДОСААФ, 1984.